Rapportens indhold om brugsvandsinstallationer ... - It.civil.aau.dk

Brugsvandsanlæg
F. Brugsvandsanlæg
I dette afsnit opstilles de beregningsudtryk, der anvendes ved dimensioneringen af
ledningsstrækningerne i forbindelse med brugsvandsanlægget. Dimensioneringen af de
enkelte ledningsstrækninger, herunder fastlæggelse af vandføring, hastighed, tryktab og
ledningsdimension foretages systematisk ved brug af et beregningsprogram lavet i Excel.
Beregningsprogrammet benævnes i det følgende ”Vandinstallationer”.
Der foretages en beskrivelse af de indgående komponenter i systemet. Cirkulationssystemet
dimensioneres og størrelsen af varmtvandsbeholderen fastlægges. Ligeledes bestemmes den
nødvendige isoleringstykkelse på brugsvandsledningerne.
Der henvises til vedlagte CD-rom og filen ”Vandinstallationer.xls” for yderligere detaljer om
programmet. For at anskueliggøre beregningsproceduren for dimensioneringen er der
afslutningsvis medtaget et beregningseksempel, hvor de opstillede beregningsudtryk
anvendes.
A.16 Forudsatte brugsvandstrømme
De forudsatte brugsvandsstrømme bestemmes for de enkelte værelser og rum ud fra de i Tabel
F.1 listede værdier. Den forudsatte vandstrøm er den vandstrøm, der kræves for at sikre et
tappesteds tilfredsstillende funktion. Herudfra bestemmes efterfølgende den
dimensionsgivende vandstrøm, hvor der tages højde for samtidigheden i brugen af
tappestederne.
Tabel F.1: Aktuelle forudsatte brugsvandsstrømme [V & A Ståbi, s. 114].
Tapsted
Forudsat vandstrøm, q f
Varmt vand, q f,v [l/s] Koldt vand, q f,k [l/s]
Badekar 0,3 0,3
Brusebad 0,2 0,2
Håndvask 0,1 0,1
Køkkenvask 0,2 0,2
Opvaskemaskine til koldt vand 0 0,2
Slangevinder 0 0,33
WC-cisterne 0 0,1
I det følgende henviser nummereringen af rummene til de numre, der er anvendt på tegning
I.1 – I.6.
55

Brugsvandsanlæg
De forudsatte vandstrømme inddeles i det følgende i 8 kategorier, A-H. Ud fra tegning I.1 –
I.6 er det muligt at se hvilke værelser, der er gældende for de enkelte kategorier.
Kategori A: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Toilet, badekar, brusebad og 2
håndvaske)
q =
l l
l
f ,v
= 0,3 + 0,2 + 2 ⋅ 0,1 0, 7
s s
s
q =
l l
l l
f ,k
= 0,3 + 0,2 + 2 ⋅ 0,1 + 0,1 0, 8
s s
s s
l
s
l
s
Kategori B: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Toilet, badekar og håndvask)
q =
l l
f ,v
= 0,3 + 0,1 0, 4
s s
q =
l l l
f ,k
= 0,3 + 0,1 + 0,1 0, 5
s s s
l
s
l
s
Kategori C: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Toilet, brusebad og håndvask)
q =
l l
f ,v
= 0,2 + 0,1 0, 3
s s
q =
l l l
f ,k
= 0,2 + 0,1 + 0,1 0, 4
s s s
l
s
l
s
Kategori D: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Håndvask)
q =
l
f ,v
= q
f ,k
0, 1
s
Kategori E: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Toilet til omklædningsrummene
332.1 og 334.1. Toilet, håndvask)
q =
l
f ,v
0, 1s
q =
l l
f ,k
= 0,1
s
+ 0,1
s
0, 2
l
s
Kategori F: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Omklædningsrum 332.2, 332.3 og
332.4. Toilet, to håndvaske, bruser)
q =
l l
f ,v
= 2 ⋅ 0,1
s
+ 0,2
s
0, 4
q =
l l l
f ,k
= 2 ⋅ 0,1
s
+ 0,2
s
+ 0,1
s
0, 5
l
s
l
s
Kategori G: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Omklædningsrum 334.2, 334.3,
334.4, 334.5 og 334.6. Toilet, to håndvaske, to brusere)
q =
l
l
f ,v
= 2 ⋅ 0,1
s
+ 2 ⋅ 0,2
s
0, 6
q =
l
l l
f ,k
= 2 ⋅ 0,1
s
+ 2 ⋅ 0,2
s
+ 0,1
s
0, 7
l
s
l
s
Kategori H: Den forudsatte vandstrøm bliver følgende: (Håndvask, køkkenvask)
q =
l l l
f ,v
= q
f ,k
= 0,1
s
+ 0,2
s
0, 3
s
56

Brugsvandsanlæg
A.17 Beregning af dimensionsgivende vandstrømme
Efter bestemmelse af den forudsatte vandstrøm bestemmes den dimensionsgivende
vandstrøm, q dim , ud fra formel (F.1). Hvor det er forudsat, at alle tappesteder anvendes
kortvarigt og tilfældigt [V & A Ståbi, s. 125]:
Hvor:
q m
q
( q
f
− 2⋅
q
m
) + A ⋅ q
m
⋅ θ ⋅ qf
− 2 ⋅ q
m
∑ (F.1)
dim
= 2 ⋅ q
m
+ θ ⋅
∑
Middelvandstrømmen = 0,1 [l/s]
θ Konstant, der afhænger af den ønskede sikkerhed mod overbelastninger = 0,015 [-]
Σq f Summeret forudsat vandstrøm [l/s]
A Konstant, der afhænger af den ønskede sikkerhed mod overbelastninger = 3,1[-]
Den dimensionsgivende vandstrøm afhænger af antallet af tappesteder og af de forudsatte
vandstrømme, men forbrugsmønstret spiller også en rolle. Dimensioneringen baseres på, at et
tappested skal kunne yde sin forudsatte vandstrøm med en vis sandsynlighed og således, at
tapningen ikke ændrer vandstrømmen væsentligt ved andre tappesteder.
A.18 Beregning af tryktab pr. m ledning
De tryktab, der sker langs rørstrækningen, fastlægges for at muliggøre en dimensionering af
ledningsnettet. I det følgende bestemmes tryktabet pr. meter i ledningerne ud fra formel (F.2),
hvor de indgående parametre findes ud fra følgende [V & A Ståbi, s.119]:
2
∆P
ρ ⋅ v
= f ⋅
(F.2)
L 2⋅d
Hvor:
f Friktionstallet [-]
v Hastigheden [m/s]
g Tyngdeaccelrationen, g = 9,82 [m/s 2 ]
ρ Vandets massefylde [kg/m 3 ]
d Ledningens diameter [m]
L Rørlængde [m]
Friktionstallet, f findes vha. en tilnærmet udgave af Colebrook & Whites formel [Supplerende
hydraulik, s. 45]:
Hvor:
0,341
f =
⎡ ⎛ k 1,65 ⎞⎤
⎢ln
⎜ + ⎟
0,9
14,8 R
⎥
⎣ ⎝ ⋅ Re ⎠⎦
Re Reynolds tal [-]
k
Ruhedsfaktor [m]
2
(F.3)
57

Brugsvandsanlæg
R Hydraulisk radius [m]
Hydraulisk radius, R, for fyldte rørledninger er følgende [Hydraulik, s. 134]:
d
R = (F.4)
4
Hvor:
d Ledningens diameter [m]
Reynolds tal, Re, er følgende [Supplerende hydraulik, s. 45]:
v ⋅ R
Re =
(F.5)
υ
Hvor:
υ Vandets kinematiske viskositet [m 2 /s]
Vandets kinematiske viskositet, υ, fastlægges ud fra følgende udtryk [U-002, s. 14]:
υ = 1,477 ⋅10
−6
⋅exp
Hvor:
t Vandets temperatur [°C]
−2
( −1,747⋅10
⋅ t)
I det følgende regnes den kinematiske viskositet for vand at være konstant over det
temperaturområde brugsvandet befinder sig i. Udregnes den kinematiske viskositet for 10°C
og 60°C, svarende til normalt forekommende temperaturer i brugsvandsanlæg, fås en
viskositet på henholdsvis
1,304
−6 m 2
− m
⋅ 10 og 0,413⋅
10
s
s
6
2
. Ved dimensioneringen fastsættes
viskositeten som en middelværdi af disse, denne tilnærmelse begrundes med, at afvigelsen
bliver forsvindende lille. Vandets kinematiske viskositet fastsættes således til følgende:
υ
middel
= 0,859⋅10
−6
m
s
2
Strømningshastigheden, v, i ledningerne bestemmes af følgende udtryk [Hydraulik, s. 134]:
v =
Hvor:
q
π
⋅d
4
2
q Vandstrømmen i ledningen [m 3 /s]
d Indvendig rørdiameter [m]
A.19 Beregning af enkelttab
(F.6)
Foruden friktionstabet i det lige rør vil der optræde energitab i bøjninger, afgreninger,
dimensionsændringer, armaturer og installationsgenstande på grund af særlige
strømningsforhold, hastighedsændringer m.v. Enkelttabene fastlægges ud fra formel (F.7):
58

Brugsvandsanlæg
∆ P = ζ ⋅
(F.7)
enkelt
P dyn
Hvor:
P dyn Dynamisk tryk [Pa]
ζ Enkelttabskoefficient: Karakteristisk tal for den pågældende enkeltmodstand [-]
Det dynamiske tryk, P dyn bestemmes af følgende udtryk:
Hvor:
P
1
2
dyn
= ⋅ ρ ⋅ v
(F.8)
2
ρ Vandets massefylde [kg/m 3 ]
v Mediets hastighed [m/s]
A.20 Eksempel på fastlæggelse af tryktab i ledning
I dette afsnit gennemregnes et eksempel, hvorigennem det anskueliggøres, hvorledes tryktabet
i vandledningerne fastlægges. Beregningen opstilles for strækningen med koldt vand mellem
værelse 623 og rum 655, jf. tegning I.6.
Den summerede forudsatte vandstrøm er fastlagt i beregningsprogrammet
”Vandinstallationer”. Af beregningsprogrammet fremgår, at den summerede forudsatte
vandstrøm for rørstrækningen er 8,90 l/s, jf. kolonne F, række 42. Den dimensionsgivende
vandstrøm bestemmes vha. formel (F.1) til følgende:
q
l
( 8,9
l − 2 ⋅01,
l ) + 31, ⋅ 0,1
l ⋅0,015
⋅ 8,90
l − 2⋅0
⇒
= 2⋅01,
l
s
+ 0,015⋅
s
s
s
s
s
dim
1,
q
dim
= 0,68
l
s
= 0,68⋅10
−3
m
s
3
Da der hverken er slangevindere, skylleventiler eller systematisk benyttelse af nogle af
tapstederne på den pågældende strækning, er dette dermed den vandstrøm, som ledningen
dimensioneres for.
Ved dimensioneringen skal kravene angivet i DS 439 opfyldes. Som nævnt gælder det, at
vandinstallationerne skal udføres således, at der ikke kan opstå generende støj, jf. afsnit 8.1.1.
For at vandinstallationerne projekteres således, at støjkravet opfyldes, er der fastsat følgende
maksimale vandhastigheder i ledningsnettet:
m
• Fordelingsledninger: v max = 1,0 – 2,5 s
m
• Koblingsledninger: v max = 0,5 – 1,5 s
Ud fra en valgt rørdimension beregnes hastigheden på den pågældende strækning. Opfylder
denne hastighed ikke de omtalte kriterier vælges en ny rørdimension, og hastigheden udregnes
59

Brugsvandsanlæg
igen. Rørdimensionerne vælges ud fra de standarddimensioner, der er fastlagt af leverandøren.
Hastigheden beregnes vha. formel (F.6). Der foretages således en iteration indtil hastigheden
er acceptabel. Iterationen for strækningen fra værelse 623 til 655 fremgår af Tabel F.2.
Ledningen udføres i udskiftelige PEX-rør, hvorfor der kun er anvendt standarddimensioner
for disse [V & A Ståbi, s. 232].
Tabel F.2: Hastigheder i ledninger med givne diametre.
Diameter, d [mm] Hastighed, v [m/s]
10 8,7
12 6,1
15 3,9
18 2,7
Ud fra hastighederne vælges en ledning med dimensionen 18 mm, selvom hastigheden ligger
lidt over de stillede krav, dette begrundes med at installationen føres under gulvet i gangen,
hvor støjen ikke generer i samme grad som ved soverum. Ud over hastighedskravet er der
gjort forudsætninger om, at der skal være tilstrækkeligt tryk til rådighed ved alle
tappestederne. Rørdimensionerne er valgt således at dette overholdes, jf. afsnit A.23.
For at bestemme ledningens friktionstab bestemmes den hydrauliske radius vha. formel (F.4)
og Reynolds tal vha. formel (F.5):
0,018 m
R = = 0,0045 m
4
Re
2,7
⋅ 0,0045m
m
s
=
6 2
=
− m
0,859⋅10
s
14142,7
Friktionstallet bestemmes vha. formel (F.3), hvor ruheden, k for PEX-rør sættes til 0,00001 m
[V & A Ståbi, s.67].
0,341
f =
⎡ ⎛ 0,00001m
⎢ln
⎜
+
⎣ ⎝14,8
⋅0,0045m
1,65
14142,7
0,9
⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
2
= 5,75⋅10
−3
På baggrund af ovenstående fundne værdier beregnes tryktabet pr. meter vha. formel (F.2).
Vandets massefylde, ρ, sættes til 1000 kg 3
.
m
60
∆
L
P kg
1000
−3
m
3
= 5,75⋅10
⋅
⋅
m
( 2,7 )
2⋅0,018m
s
2
= 1165, 13
Pa
m
= 1, 17
kPa
m

Brugsvandsanlæg
Ved at multiplicere med længden af ledningsstrækningen, L, på 5,2 m, fås det samlede tryktab
i ledningen mellem 623 og 655 til:
kPa
∆ P = 1,17 ⋅5,2m
= 6,06kPa
m
Beregning af enkelttab i ledningen foretages vha. formel (F.7), hvor ζ vurderes til 0 [V & A
Ståbi, s. 123]. Af formel (F.8) bestemmes det dynamiske tryk i ledningen:
1 kg
Pdyn = ⋅1000
3
⋅
=
m s
2
P enkelt
= 0kPa
m 2
( 2,7 ) = 3645 Pa 3,65 kPa
Dermed er det samlede tryktab for strækningen 623 til 655 bestemt til 6,06 kPa.
A.21 Endelige rørdimensioner
På samme måde som vist i det gennemregnede eksempel er rørdimensionerne på alle
rørstrækninger fastlagt. Rørdimensionerne er angivet i kolonne 12 i programmet
”Vandinstallationer”. De rørdimensioner, der er anvendt, er standard rørdimensioner. På
tegning I.7 er rørstrækningerne vist med de pågældende rørdimensioner. På
fordelingsledningen på de enkelte etager er der anvendt PEX-rør, jf. afsnit 8.1.2, med
rørdimensioner på henholdsvis 15 og 18 mm, hvor de mindste rør anvendes i slutningen af
afgreningerne, dog ikke på den varme ledningsstrækning. Som lodrette fordelingsledninger
anvendes rustfri stålrør AISI 316, jf. afsnit 8.1.2 med dimensionerne 35 mm og 42 mm.
Fordelingsledningerne i kælderetagen udføres med en diameter på 42 mm. Stålrørene, der
anvendes ved opkobling af slangevinderne, udføres med en diameter på 18 mm.
Koblingsledningerne, der anvendes ved de præfabrikerede toiletfaciliteter, udføres alle i PEXrør
med en diameter på 15 mm.
Med de anvendte diametre overholdes kravene til brugsvandinstallationerne, jf. afsnit 8.1.1.
På enkelte strækninger er hastigheden dog højere end de stillede krav, men idet ledningerne er
placeret i gulvkonstruktionen i gangen, regnes der ikke med, at denne overskridelse vil
medføre støjgener for hotellets gæster og personale.
Ved afslutning af projektperioden har projektgruppen erfaret, at der er blevet anvendt ydre
diameter i de anvendte beregningsprogrammer, hvor der skulle have været anvendt indre
diameter. Betydningen af denne fejltagelse er, at der forekommer større tryktab end beregnet,
hvorved de dimensionerede pumper ikke leverer den ønskede trykforøgelse. I samråd med
vejleder anses det ikke at tjene noget formål at ændre de efterfølgende beregninger, idet dette
har indflydelse på dimensioneringen af solfangeranlægget.
61

Brugsvandsanlæg
A.22 Fastlæggelse af rørdimension og tryktab på stikledning
For at fastlægge det tryk, der er til rådighed i brugsvandsledningerne efter
forbehandlingscentralen i teknikrummet, fastlægges tryktabet i stikledningen, dvs. tryktabet
på strækningen mellem forsyningsledningen og varmtvandsbeholderen. Ved indføringen af
stikledningen til bygningen forekommer der knæk, som giver enkelttab, samtidig med dette er
der i bygningen placeret en vandmåler, der bidrager med enkelttab.
Ud fra den maksimalt beregnede dimensionsgivende vandstrøm på varmt- og
koldtvandsledningerne, fastlægges den dimensionsgivende vandstrøm på stikledningen.
Vandstrømmen på stikledningen fastlægges som summen af den dimensionsgivende
vandstrøm på henholdsvis koldt- og varmtvandsledningen. Ud fra programmet
”Vandinstallationer” fastlægges den forudsatte vandstrøm på forsyningsledningen til
følgende, jf. kolonne K og AP, række 494:
q =
f ,koldt,max
81, 74
q =
l
s
f ,var mt ,max
57, 80
q =
l
s
l
l
f ,stikledning,max
= 81,74
s
+ 57,80
s
139, 54
l
s
Herudfra bestemmes den dimensionsgivende vandstrøm på stikledningen til følgende, jf.
formel (F.1).
q = 3,
l
d,stikledning,max
71
s
Anboringen på forsyningsledningen er placeret i kote 2,91 og indføringen i bygningen finder
sted i kote 2,2, dette medfører at stikledningen består af en lodret og en vandret strækning, jf.
tegning I.7. Ud fra tegning I.1 samt tegning I.7 fastlægges længden af stikledningen til
følgende:
l
=
stiklednin g
63m
Stikledningen udføres i PVC-rør. Ved at anvende en udvendig rørdimension på 50 mm fås
følgende hastighed og tryktab i ledningen, jf. beregningsprogrammet ”Vandinstallationer”:
række 574, når der ikke er taget højde for anboringen på forsyningsledningen:
v
max
= 1, 9
m
s
∆ p led
= 4904Pa = 4,9kPa
Ved anboringen forekommer der yderligere et tryktab, ∆p,a. Tryktabet fastlægges til følgende,
idet anboringen antages at blive foretaget på siden af forsyningsledningen [V & A ståbi,
s.123]:
62

Brugsvandsanlæg
1 2 1 kg m
∆ pa = ζ ⋅ ⋅ρ⋅ v = 2,0⋅
⋅1000
3
⋅1,9
= 1900 Pa = 1,9 kPa
m s
2
2
I henhold til DS 439 skal vandinstallationen udføres således, at der er mulighed for at måle
vandforbruget, jf. kapitel 8. Måleren skal være af en sådan størrelse, at tryktabet ikke
overstiger 40 kPa ved den dimensionsgivende vandstrøm. For at overholde dette tryktab
vælges det at placere en 30 m 3 vandmåler, der ved den dimensionsgivende vandstrøm giver et
tryktab på 25 kPa. I forbindelse med placering af vandmåleren placeres to afspærringsventiler
på stikledningen samt en kontraventil. Afspærringsventilerne udføres som kuglehaner.
Kontraventilen udføres som en sædeventil med løs kegle. Ventilerne medfører et tryktab på
følgende [V & A Ståbi, s.123]:
1 kg m
∆ p
vent
= ( 2stk ⋅0,3
+ 5) ⋅ ⋅1000
3
⋅ 1,9 = 5320 Pa = 5,3kPa
m s
2
Det samlede tryktab på stikledningen bliver hermed:
∆pstik = ∆p
led
+ ∆p
a
+ ∆p
måler
+ ∆p
vent
= 4,9kPa + 1,9kPa + 25kPa + 5,3kPa = 371,
kPa
A.23 Vurdering af trykforøgelsesbehov
Hvor vandtrykket i forsyningsledningen udenfor bygningen ikke er tilstrækkeligt stort til at
yde en tilfredsstillende forsyning af alle tappesteder i bygningen, skal der installeres et
trykforøgeranlæg. Trykforøgeranlæg udformes således, at der opnås en passende forøgelse af
trykket uden, at der opstår støjproblemer i den pågældende konstruktion. Det undersøges
derfor i det følgende, om der er tilstrækkeligt tryk til rådighed ved samtlige installationer.
I afsnit 8.1.3 er det fastlagt at det laveste normale tryk i forsyningsledningen er følgende:
p ln, forsyning
=
420,9 kPa
Fra forsyningsledningen til vandvarmeren forekommer et tryktab på 37,1 kPa, jf. afsnit A.22.
Det disponible tryk ved vandvarmeren fastlægges til følgende:
p
ln, vandvar mer
= 420,9 kPa − 37,1kPa = 383,8 kPa
For at vurdere om det er nødvendigt med trykforøgelsesanlæg fastlægges det farligste punkt
på strækningen, FP. Det farligste punkt fastlægges som det punkt, hvortil der er det største
tryktab samtidig med, at det vurderes hvor stort et nødvendigt tryk det enkelte armatur
kræver. Ud fra beregningsprogrammet ”Vandinstallationer” fastlægges det, at det største
tryktab forekommer på strækningen fra vandvarmeren til punkt 601 for både varmt- og
koldtvandsinstallationen, jf. række 7, kolonne V. Det største tryktab forekommer på
koldtvandsledningen, hvor det faktiske tryk ved punkt 601, p 601 , er følgende:
63

Brugsvandsanlæg
p 601
= 134,15kPa
Fra dette tryk skal der subtraheres det tryktab, der forekommer på strækningen fra punkt 601
og indtil den installationsgenstand i badeværelset, hvortil der findes det største tryktab. Det
faktiske tryk ved det farligste punkt, p FP , fastlægges til følgende, idet tabet i det faktiske tryk
fra 601 og til det FP er fastlagt i beregningsprogrammet ”Vandinstallationer”, hvor FP
forefindes ved aftapningen fra bruseren i suite 601, jf. kolonne V, række 537 :
p FP
= 134, 15kPa −27,41kPa
= 106,74kPa
En meget væsentlig del af tryktabet forekommer ved tappestedet. Tryktabet vil i de fleste
tilfælde fremgå af VA-godkendelsen i form af en karakteristik indtegnet i et diagram. Den
dimensionsgivende vandstrøm ved det farligste punkt er fastlagt til 0,2 l/s, tryktabet over
armaturet, ∆p vn , aflæses til følgende [SBI 165, s.77]:
∆ p vn
=105kPa
Der er således tilstrækkeligt tryk til, at der kan opnås tilstrækkelige vandmængder ved FP,
hvorfor det ikke er nødvendigt at etablere et trykforøgelsesanlæg. De enkelte rørdimensioner
er fastlagt ud fra, at der opnås et tilstrækkelig tryk ved aftapningsstederne.
A.24 Forbehandlingscentral
I teknikrummet opvarmes den fra forsyningsnettet leverede vandmængde til den ønskede
temperatur og fordeles herfra til de enkelte tappesteder. Til det varme brugsvand stilles tre
generelle krav:
• Vandet skal have så høj temperatur, at det umiddelbart kan anvendes til afskylning i
køkkener.
• Vandets temperatur må ikke være så høj, at der er fare for skoldning og tilkalkning.
• Produktionen af varmt vand må ikke medføre bakterievækst.
For at opfylde ovenstående krav er det fastlagt, at følgende temperaturer anvendes ved
dimensioneringen af anlægget:
• Tilgangstemperatur (koldt vand) T k = 10°C
• Afgangstemperatur (varmt vand) T v = 55°C
• Minimumstemperatur i beholder T beh = 60°C
På Figur F.1 ses en skitse af, hvorledes forbehandlingscentralen skal udføres.
Dimensioneringen af de enkelte komponenter vil blive foretaget i de efterfølgende afsnit. Det
bemærkes, at der i de senere afsnit kobles solvarmeanlæg på dette system, hvorfor Figur F.1
primært viser sammenkoblingen mellem brugsvandet og varmtvandsbeholderen.
64

Brugsvandsanlæg
BV
BC
FF
FR
BK
Tovejsventil
Kontraventil
Trykdifferens-regulator
Fjederbelastet
sikkerhedsventil
3-vejsventil
Trykudligning
Spiralvarmeveksler
Indløb
Pumpe
Termometer
Trykmåler
Figur F.1: Princip af forbehandlingscentral – varmtvandsproduktion.
A.25 Isolering af varmtvandsledninger
I DS 439 stilles krav om, at vandinstallationer skal isoleres efter DS 452, Norm for termisk
isolering af tekniske installationer. Formålet med isolering af brugsvandsinstallationerne ved
Quality Hotel Aalborg er følgende:
• At begrænse energitabet på varmtvandsledningen samt cirkulationsledningen
• At frostsikre de vandrør, der placeres i kælderen
Isoleringen omfatter alle dele af installationerne, undtagen der hvor det kan skade eller
forringe installationens holdbarhed, eller hvor det af sikkerhedsmæssige årsager er utilladeligt
eller til væsentlig gene under driften.
A.25.1
Isolering mod energitab
I DS 452, Norm for termiske isolering af teknisk installationer, er der angivet 4
isoleringsklasser mod energitab. Klasserne vælges på baggrund af en driftsparameter
gældende for den aktuelle konstruktion. Driftsparameteren, D, bestemmes af formel (F.9) [V
& A Ståbi, s. 243]:
D= ? ⋅(t
⋅τ
(F.9)
i
− t
e
)
a
65

Brugsvandsanlæg
Hvor:
D Driftsparameteren [°C . s/år]
ρ Den brøkdel af varmeafgivelsen, der går til spilde (sættes normalt til 1,0) [-]
t i
t e
τ a
Mediets middeltemperatur [°C]
Omgivelsernes (rumluftens) middeltemperatur [°C]
Årlig driftstid [s/år]
Afkølingen fra anlægget for varmtvandsproduktion og ud til installationens fjerneste
koblingspunkt sættes til ∆t = 3°C, hvilket betyder, at der ved det fjerneste koblingspunkt
bliver en vandtemperatur på 52°C, når afgangstemperaturen fra vandvarmeren er 55°C [V &
A Ståbi, s. 148]. Gennemsnitstemperaturen i varmtvandsrørene fastsættes til 53,5°C.
Omgivelserne middeltemperatur sættes til 20°C. Driftsparameteren for systemet fastlægges:
D = 1⋅
(53,5°
C − 20°
C) ⋅3600
s
h
⋅ 24
h
døgn
⋅ 365
døgn
år
= 1,06 ⋅10
9
° C ⋅ s
år
Denne driftsparameter medfører, at varmtvandsinstallationerne isoleres efter isoleringsklasse
3, med en maksimal varmetransmissionskoefficient, U r , på følgende [V & A Ståbi, s. 243]:
Hvor:
U r
d u
U
= 1,5⋅
d 0,16
(F.10)
r u
+
Maksimal varmetransmissionskoefficient [W/(m⋅K)]
Udvendig rørdiameter [m]
Ved varmtvandsinstallationerne er der anvendt flere forskellige rørdimensioner jf. afsnit A.21.
Mindste isoleringstykkelse fastlægges for henholdsvis 35 og 28 mm AISI stålrør 316, hvilket
er de rør, der anvendes til varmtvandstransport i hovedskakten. Det fastlægges, at der skal
anvendes en isolering med en varmeledningsevne på 0,04 W/(m·K). Den maksimale
varmetransmissionskoefficient, som isoleringen medfører, bliver følgende:
W
• Ved udvendig rørdiameter på 28 mm: Ur = 0, 202
m⋅K
W
• Ved udvendig rørdiameter på 35 mm: Ur = 0, 213
m ⋅K
Den udvendige isoleringstykkelse bestemmes til følgende i isoleringsklasse 3 [V & A Ståbi, s.
244]:
• Nødvendig isoleringstykkelse ved 28 mm: 29,4 mm ≈ 30 mm
• Nødvendig isoleringstykkelse ved 35 mm: 34,5 mm ≈ 35 mm
Isoleringen udføres som rørisolering med rørskål eller lamelmåtte [V & A Ståbi, s.247]. I
afsnit 8.1.2 blev det fastlagt, at fordelingsledningerne på de enkelte etager udføres som PEX-
66

Brugsvandsanlæg
rør i tomrørsinstallation nedstøbt i afretningslaget. U r for PEX-rørene med isolering fastsættes
til følgende [V & A Ståbi, s. 232]:
W
• PEX-rør: Ur = 0, 38
m⋅
K
A.25.2 Isolering mod frysning
I DS 452 er det angivet, at ledninger, der lejlighedsvis kan blive udsat for frost i kortere
perioder, skal isoleres. Samtidig er det angivet, at ledninger, der kan blive udsat for frost i
længere perioder, skal forsynes med opvarmningsmulighed, eksempelvis ved etablering af
elektriske varmekabler, der sættes i funktion i frostperioden.
I kælderetagen udsættes fordelingsledningen til slangevinderne i den nordlige ende af
bygningen for frost i længere perioder, hvorfor disse forsynes med opvarmningsmulighed.
Koldtvandsledningen fra teknikrummet til den centrale skakt midt i bygningen forsynes
ligeledes med opvarmning. Varmtvandsledningen fra teknikrummet til den centrale skakt midt
i bygningen isoleres mod energitab.
A.26 Cirkulationssystem
Ud fra afsnit 8.1.1 er det fastlagt, at brugsvandssystemet skal udføres med cirkulation af det
varme vand. Cirkulationsledningerne er beskrevet i afsnit 8.1.2. Kravet om, at brugeren skal
have varmt vand højst 10 sekunder efter, at en aftapning er påbegyndt, opfyldes således ved at
cirkulere det varme vand gennem varmtvandsbeholderen. Ved cirkulationen kan opnås, at
afkølingen af det varme vand holdes inden for visse grænser, og at det varme vand med korte
ventetider er fremme ved tappestedet med en tilfredsstillende temperatur. Det valgte
cirkulationssystem sikrer, at der er cirkulation på alle hovedfordelingsledninger. På
ledningsnettet vil der forekomme enkelte steder, hvor der ikke er cirkulation. Disse
rørstrækninger er dog valgt således, at disse ikke er længere, end at kravet på de 10 sekunder
nemt kan opretholdes. På tegningerne I.1 – I.7 ses det, hvorledes cirkulationsledningen
placeres.
Pumpen, der anvendes til opnåelse af cirkulation, placeres ved tilslutningen til
varmtvandsbeholderen. Af reparationshensyn er pumpen placeret mellem to
afspærringsventiler. For at begrænse energiforbruget fra pumpen, anvendes termostatstyret
cirkulation, hvilket vil sige, at fremløbstemperaturen på det varme vand registreres
umiddelbart efter sidste tilkobling til cirkulationsledningen, er temperaturen tilfredsstillende
sættes pumpen ud af drift. For at pumpens starter og slukninger ikke skal komme til at svinge
omkring set-temperaturen, fastlægges der start- og stopintervaller for temperaturen. Er
temperaturen tilstrækkelig ved målepunktet, antages temperaturen ligeledes at være det ved
tappestederne. Cirkulationsledningen kobles direkte på varmtvandsbeholderen i den øverste
del, jf. Figur F.1.
67

Brugsvandsanlæg
Den afgørende størrelse for dimensionering af cirkulationssystemet, dvs. fastlæggelse af
cirkulationsledningens dimensioner og pumpestørrelser, er afkølingen i systemet. Den
dimensionsgivende afkøling fastlægges som forskellen mellem afgangstemperaturen i
vandvarmeren og den mindste acceptable returtemperatur, dvs. temperaturen i
cirkulationsledningen ved tilslutning til varmtvandsbeholderen.
Afkølingen af det strømmende vand skyldes temperaturforskellen mellem vandet og
omgivelserne. Varmetabet pr. meter ledningsstrækning bestemmes som:
φ = U ⋅(t
− t )
(F.11)
r
Hvor:
φ Varmetabet [W/m]
t i
t e
i
e
Vandets middeltemperatur [°C]
Omgivelsernes middeltemperatur [°C]
Vandstrømmen i cirkulationssystemet, således at afkølingen på 3°C opnås, beregnes af
følgende udtryk:
Hvor:
q c
c
ρ
L
∆t
q
c
φ
= ⋅L
⇔
∆t
⋅ρ⋅c
q
c
=
∆t⋅1
kg
l
φ
⋅4200
J
kg⋅°
C
Den cirkulerede vandstrøm [l/s]
Vandets varmefylde [J/kg ·°C]
Vandets massefylde [kg/l]
Længden af cirkulationssystemet [m]
Ønsket afkøling fra varm til fjerneste koblingspunkt [°C]
⋅L
(F.12)
Cirkulationssystemet er inddelt i to kredse, henholdsvis en kreds, der dækker den nordlige
ende af hotellet, benævnt Cirk.N, og en der dækker den sydlige ende, benævnt Cirk.S. Begge
kredse cirkulerer vand fra samtlige etager. Idet der er anvendt forskellige materialer til
ledningerne i cirkulationssystemet, fastlægges hvilken totallængde cirkulationsledningerne på
de enkelte etager har, samt det tilhørende transmissionstal, jf. Tabel N.3. Længderne af de
enkelte strækninger fremgår af beregningsprogrammet ”Vandinstallationer”, jf. kolonne AI,
række 601 - 695.
68

Brugsvandsanlæg
Tabel F.3: Sammenhørende værdier af transmissionstal og ledningslængder i cirkulationssystemet.
Placering af Anvendt
cirkulationsledning materiale
Skakt 6 – Skakt 5 AISI stålrør 28
mm
Skakt 5 – Skakt 4 AISI stålrør 28
mm
Skakt 4 – Skakt 3 AISI stålrør 28
mm
Stræknings
Benævnelse
Transmissionsstal,
U r [W/m°K]
Længde af
strækning, L
[m]
L F6 0,2020 2,9
L F5 0,2020 3,0
L F4 0,2020 2,9
ΣL stålrør 28 mm 8,8
Skakt 3 – Skakt 2 AISI stålrør 35 L F3 0,2125 3,3
mm
Skakt 2 – Skakt 1 AISI stålrør 35 L F2 0,2125 4,3
mm
Skakt 1 – Skakt 0 AISI stålrør 35 L F1 0,2125 0,3
mm
Kælderetage AISI stålrør 35 L F0 0,2125 14,6
mm
ΣL stålrør 35 mm 22,5
6. sal Cirk.N PEX-rør L F6.N 0,3800 52,5
6. sal Cirk. S PEX-rør L F6.S 0,3800 25,2
5. sal Cirk.N PEX-rør L F5.N 0,3800 53,9
5. sal Cirk. S PEX-rør L F5.S 0,3800 25,2
4. sal Cirk.N PEX-rør L F4.N 0,3800 53,9
4. sal Cirk. S PEX-rør L F4.S 0,3800 25,2
3. sal Cirk.N PEX-rør L F3.N 0,3800 53,9
3. sal Cirk. S PEX-rør L F3.S 0,3800 40,6
2. sal Cirk.N PEX-rør L F2.N 0,3800 53,9
2. sal Cirk. S PEX-rør L F2.S 0,3800 -
1. sal Cirk.N PEX-rør L F1.N 0,3800 54,9
1. sal Cirk. S PEX-rør L F1.S 0,3800 41,4
ΣL Sum PEX-rør 480,8
Idet temperaturen ved det fjerneste tappested er fastsat til at være 52°C, antages det, at vandet
i fordelingsledningerne antager en middeltemperatur på 53,5°C. Ved en gennemsnitlig
temperatur af omgivelserne på 20°C bestemmes det totale varmetab på hele
cirkulationsledningen, dvs. på samtlige strækninger fra vandvarmeren og ud til tappestederne
69

Brugsvandsanlæg
hvorpå der foregår cirkulation. Det samlede varmetab bestemmes ud fra formel (F.11) til
følgende:
φ= 0,202
+ 0,38
W
m ⋅K
W
m⋅K
⋅(53,5°
C − 20°
C) ⋅8,8 m + 0,2125
W
m⋅
K
⋅(53,5°
C−
20°
C) ⋅ 480,8 m=
6340,31W
⋅(53,5°
C−
20°
C) ⋅ 22,5 m
Vandstrømmen i cirkulationssystemet, således at der opnås en afkøling på 3°C, bestemmes af
formel (F.12) til følgende:
6340,31W
q =
c
=
0, 5
kg
J
3°
C⋅1
l
⋅4200
kg⋅°
C
l
s
Denne vandstrøm fordeles på de enkelte kredse, således at varmetabet på den pågældende
kreds dækkes.Ved fordelingen er det antaget, at varmetabet pr. meter rørstrækning er ens på
alle rørstrækninger, hvorved fordelingen af cirkulationsvandstrømmen fastlægges ud fra de
enkelte cirkulationskredses længde i forhold til den samlede længde. Det bemærkes, at en
korrekt dimensionering af systemet er meget tidskrævende, hvorfor denne forenklede metode
anvendes. Fordelingen af cirkulationsmængden findes til følgende [SBI 165, s.153]:
∑ ∑
L = L + L + L ⋅2+
L ⋅3+
L ⋅ 4+
L
F PEX,rør F6 F5 F4 F3 F2
+ 2,9m⋅3+
3,3⋅
4+
4,3m ⋅5=
533,1m
⋅5=
480,8m+
2,9m+
3,0m⋅2
q
6.salCirk.S
L
=
F6.S
1
+ ⋅(L
2
1
25,2m + ⋅ (2,9+
3,0 + 2,9 + 3,3 + 4,3)m
=
2
⋅0,5
5331, m
q
6.salCirk. N
L
=
F6.N
F6
1
+ ⋅ (L
2
F6
+ L
F5
+ L
+ L
∑
F5
L
F4
F
+ L
∑
F4
F
+ L
F3
F3
+ L
1
52,5m+
⋅ (2,9+
3,0 + 2,9 + 3,3 + 4,3)m
=
2
⋅0,5
533,1m
L
+ L
l
s
l
s
F2
+ L
+ L
F1
)
⋅q
= 0,0313
F2
+ L
F1
= 0,0569
l
s
l
s
c
)
⋅q
= 112,77
c
= 204,95
l
h
l
h
q
5.sal Cirk.S
L
=
F5.S
1
+ ⋅ (L
2
1
25,2m + ⋅ (3,0 + 2,9 + 3,3 + 4,3)m
=
2
⋅0,5
5331, m
F5
+ L
∑
L
F4
F
+ L
F3
+ L
F2
l
s
)
⋅q
c
= 0,0300
l
s
= 107,87
l
h
70

Brugsvandsanlæg
71
h
l
s
l
s
l
c
F
F2
F3
F4
F5
F5.N
N
Cirk.
5.sal
204,78
0,0569
0,5
m
5331,
4,3)m
3,3
2,9
(3,0
2
1
53,9m
q
L
)
L
L
L
(L
2
1
L
q
=
=
⋅
+
+
+
⋅
+
=
⋅
+
+
+
⋅
+
=
∑
h
l
s
l
s
l
c
F
F2
F3
F4
F4.S
4.salCirk.S
102,81
0,0286
0,5
m
5331,
4,3)m
3,3
(2,9
2
1
25,2m
q
L
)
L
L
(L
2
1
L
q
=
=
⋅
+
+
⋅
+
=
⋅
+
+
⋅
+
=
∑
h
l
s
l
s
l
c
F
F2
F3
F4
F4.N
N
4.salCirk.
199,72
0,0555
0,5
m
5331,
4,3)m
3,3
(2,9
2
1
53,9m
q
L
)
L
L
(L
2
1
L
q
=
=
⋅
+
+
⋅
+
=
⋅
+
+
⋅
+
=
∑
h
l
s
l
s
l
c
F
F2
F3
F3.S
.salCirk.S
3 92
149,
0,0416
0,5
533,1m
4,3)m
(3,3
2
1
40,6 m
q
L
)
L
(L
2
1
L
q =
=
⋅
+
⋅
+
=
⋅
+
⋅
+
=
∑
h
l
s
l
s
l
c
F
F2
F3
F3.N
N
Cirk.
.sal
3 82
194,
0,0541
0,5
533,1m
4,3)m
(3,3
2
1
53,9 m
q
L
)
L
(L
2
1
L
q =
=
⋅
+
⋅
+
=
⋅
+
⋅
+
=
∑
h
l
s
l
s
l
c
F
F2
F2.N
.salCirk.N
2 25
189,
0,0526
0,5
533,1m
4,3m
2
1
53,9 m
q
L
L
2
1
L
q =
=
⋅
⋅
+
=
⋅
⋅
+
=
∑
h
l
s
l
s
l
c
F
F1.S
.salCirk.S
1 79
139,
0,0388
0,5
m
5331,
41,4m
q
L
L
q =
=
⋅
=
⋅
= ∑ h
l
s
l
s
l
c
F
F1.N
N
.salCirk.
1 37
185,
0,0515
0,5
533,1m
54,9m
q
L
L
q =
=
⋅
=
⋅
= ∑

Brugsvandsanlæg
For at fastlægge den nødvendige ydelse af cirkulationspumpen er det nødvendigt at kende
følgende:
q p Den nødvendige vandstrøm fra pumpen (lig med q c )
∆p p Den nødvendige trykforøgelse over pumpen
Den nødvendige trykforøgelse fra pumpen, skal mindst svare til det tryktab, der forekommer
på den cirkulationskreds, der har det største tryktab ved cirkulationsvandstrømmen. Det
største tryktab forekommer på strækningen fra varmtvandsbeholderen op til punkt 601 og
tilbage til vandvarmeren i teknikrummet. Cirkulationsledningen inddeles i det følgende som
vist på Figur F.2. De samme benævnelser er anvendt i beregningsprogrammet
”Vandinstallationer”, jf. kolonne AI, række 601 - 695. For større detaljeringsgrad henvises til
tegning I.7.
LC6.N
LC5.N
LC4.N
LC3.N
LC2.N
LC1.N
LC0.N
6. Sal
5. Sal
4. Sal
3. Sal
2. Sal
1. Sal
0. Sal (Kælderen)
Forsyningspunkt
Cirkulationspumpe
LC6.S
LC5.S
LC4.S
LC3.S
LC1.S
LC0.S
Cirkulationsledning
Fremløb - varmt vand
Figur F.2: Ledningsbetegnelser på cirkulationsledningen.
Tryktabene på de enkelte ledningsstrækninger fastlægges for den udregnede
cirkulationsvandmængde. Fremløbsledningernes dimension er fastlagt under afsnit A.21, for
cirkulationsledningen er valgt en rørdimension på 18 mm samt at cirkulationsledningen
udføres i AISI stål. Tryktabene for de enkelte strækninger og det samlede tryktab i
cirkulationskredsen er fastlagt i beregningsprogrammet ”Vandinstallationer”: kolonne AX,
række 632. Det samlede tryktab er:
∑
∆p c
= 29063,23Pa = 291,
kPa
72

Brugsvandsanlæg
Trykforøgelsen over pumpen, ∆p p , bestemmes ud fra følgende udtryk, hvor de 5 kPa svarer til
løftetrykket i en fjederbelastet kontraventil, der placeres foran pumpen for at sikre mod
forkert strømningsretning under tapning, hvilket vil ødelægge pumpen [SBI 165, s.149]:
∆p
p
= ∑ ∆pc
+ 5kPa
Hvor:
∆p p Den nødvendige trykforøglse fra pumpen [kPa]
Σ∆p c Summen af tryktab i den cirkulationskreds der giver det største tryktab [kPa]
Den nødvendige trykforøgelse over pumpen bestemmes til følgende:
∆ p p
= 29,1kPa + 5kPa = 34,1kPa
Der vælges en pumpe, der minimum kan levere dette tryk ved vandstrømmen q c = 0,5 l/s. Ud
fra pumpekarakteristikken fastlægges den aktuelle trykforøgelse, og der vælges en
indreguleringsventil således, at pumpen yder den beregnede cirkulationsvandstrøm, q c . Det er
valgt at anvende en pumpe af typen EV 2-72-2VZ fra Smedegaard, med en
pumpekarakteristik som vist på Figur F.3. Pumpen er udstyret med fire hastighedstrin, hvoraf
de tre er vist på figuren.
Figur F.3: Pumpekarakteristik for EV 2-72-2VZ pumpe fra Smedegaard. Kurvenummereringen henviser til de
forskellige hastighedstrin på pumpen [www.Smedegaard.dk].
Ved en vandføring på q c = 0,5 l/s giver pumpen en trykforøgelse på ∆p faktisk = 38 kPa, jf. Figur
F.3. For at sikre den dimensionerede cirkulationsvandstrøm rundt i anlægget, placeres en
reguleringsventil efter pumpen. Reguleringsventilens modstand, ∆p R , vælges udfra følgende
udtryk:
Hvor:
∆ p
R
= p
faktisk
− ∆p
c
73

Brugsvandsanlæg
∆p c Tryktabet over cirkulationskredsen [kPa]
Reguleringsventilens modstand bliver:
∆ p R
= 38kPa −34,1kPa
= 3,9kPa
I praksis vil en reguleringsventil med en så beskeden modstand ikke blive anvendt, idet der
ved fastlæggelsen af pumpens ydelse foreligger en del usikkerheder, specielt ved
fastlæggelsen af længderne på PEX-rørene på de enkelte etager. Den øgede
cirkulationsmængde vil istedet accepteres.
Herefter bestemmes modstanden i reguleringsventilerne i de kredse, der har mindre tryktab
end ∆p c = 34,1 kPa. Reguleringsventilernes modstand benævnes ∆p R5,N for nordkredsen på
femte sal osv. Tryktabene over kredsene med cirkulationsvandmængderne er bestemt i
programmet ”Vandinstallationer”, jf. kolonne AI, række 601 - 695. Ledningsbetegnelserne,
der er anvendt i beregningsprogrammet ”Vandinstallationer” til bestemmelse af tryktabene,
fremgår af Figur F.2. Placeringen af ventilerne på de enkelte etager samt
strækningsbetegnelserne til bestemmelse af reguleringsventilernes størrelse fremgår af Figur
F.4
LF6.N
LF6.S
C6.N
R5.N
LF5.N
LF6
LF5.S
R5.S
C6.S
C5.N
R4.N
LF4.N
LF5
LF4.S
R4.S
C5.S
C4.N
R3.N
LF3.N
LF4
LF3.S
R3.S
C4.S
C3.N
C2.N
R2.N
R1.N
LF2.N
LF1.N
LF3
LF2
C1.N
LF1
+ LF0
LF1.S
R1.S
C3.S
C1.S
C0.N
C0.S
Cirkulationsledning
Reguleringsventil
Fremløb - varmt vand
Figur F.4: Ledningsbetegnelser anvendt ved indregulering af cirkulationledning samt angivelse af
reguleringsventiler.
Reguleringsventilernes modstand i de nordlige kredse bliver følgende:
74

Brugsvandsanlæg
∆p
∆p
R5.N
R5.N
= ( ∆p
LF6
+ ∆p
LF6.N
+ ∆p
C6.N
) −∆p
LF5.N
= ( 4,87Pa + 1088,63Pa + 60, 19Pa ) −1020,95Pa
= 132,74Pa
⇒
∆p
∆p
R4.N
R4.N
= ( ∆p
LF5
+ ∆p
LF6
= (16,81Pa + 4,87Pa + 1088,63Pa + 60, 19Pa + 184,82Pa )
− 958,74Pa = 396,58Pa
+ ∆p
LF6.N
+ ∆p
C6.N
+ ∆p
C5.N
) −∆p
LF4.N
⇒
∆p
∆p
R3.N
R3.N
= ( ∆p
LF4
+ ∆p
LF5
= (31,30Pa + 16,81Pa + 4,87Pa + 1088,63Pa + 60,19Pa + 184,82Pa + 387,73Pa)
− 928,3Pa = 846,05Pa
+ ∆p
LF6
+∆p
LF6.N
+ ∆p
C6.N
+ ∆p
C5.N
+ ∆p
C4.N
) −∆p
LF3.N
⇒
∆p
− ∆p
∆p
R2.N
R2.N
= ( ∆p
LF2.N
⇒
LF3
+ ∆p
LF4
+ ∆p
LF5
= (61,05Pa + 31,30Pa + 16,81Pa + 4,87Pa + 1088,63Pa + 60,19Pa + 184,82Pa + 387,73Pa
+ 735,33) −898,35Pa
= 1672,38Pa
+ ∆p
LF6
+∆p
LF6.N
+ ∆p
C6.N
+ ∆p
C5.N
+ ∆p
C4.N
+ ∆p
C3.N
)
∆p
∆p
∆p
R1.N
C3.N
R 2.N
= ( ∆p
+ ∆p
LF2
C2.N
+ ∆p
LF3
) − ∆p
+ ∆p
LF1.N
⇒
LF4
+ ∆p
LF5
+ ∆p
LF6
+ ∆p
+ ∆p
+ ∆p
+ ∆p
= (106,27 Pa + 61,05Pa + 31,30 Pa + 16,81Pa + 4,87 Pa + 1088,63 Pa + 60,19 Pa + 184,82 Pa +
387,73Pa + 735,33Pa + 1511,82 Pa) −855,37 Pa = 3333,45 Pa
På tilsvarende vis er forskellen i tryktab mellem kredsen med det største tryktab og de
resterende cirkulationskredse bestemt. Reguleringsventilernes modstande i de sydlige kreds er
fastlagt til følgende:
LF6.N
C6.N
C5.N
C4.N
+
∆ p
R 6. S
= 29107Pa = 29,11kPa
∆ p
R 5. S
= 29130Pa = 29, 13kPa
∆ p
R 4. S
= 29218Pa = 29,22kPa
∆ p
R 3. S
= 29071Pa = 29,07 kPa
∆ p R 1. S
= 29920Pa = 29,92kPa
75

Brugsvandsanlæg
A.26.1 varmetab i cirkulationsledning
Med henblik på dimensionering af solfangeranlægget fastlægges det samlede cirkulationstab
for cirkulationsledningerne og fremløbsledningerne, jf. Figur F.4. Cirkulationsledningen
udføres, i AISI stålrør med en udvendig diameter på 18 mm.
Ud fra formel (F.9) bestemmes driftsparameteren gældende for cirkulationsledningen. Det
antages, at afkølingen i cirkulationsledningen er på 3°C ligesom i fremløbsledningerne. Det
betyder at temperaturen i cirkulationsledningerne ligger mellem 49°C og 52°C.
Middeltemperaturen i cirkulationsledning er dermed 50,5°C. Da omgivelsernes
middeltemperatur er 20°C, fås driftsparameteren for systemet til følgende:
D = 1⋅
(50,5°
C − 20°
C) ⋅3600
s
h
⋅ 24
h
døgn
⋅ 365
døgn
år
= 0,96 ⋅10
9
° C ⋅ s
år
Denne driftsparameter medfører, at cirkulationsledningerne isoleres efter isoleringsklasse 3.
Ud fra formel (F.10) findes varmetransmissionskoefficienten for cirkulationsledningen til
følgende:
U
r
= 1,5 ⋅0,018 m + 0, 16 = 0, 187
W
m·K
Den udvendige isoleringstykkelse bestemmes ud fra isoleringsklasse 3 og med en
varmeledningsevne på 0,04 W/(m·K). Isoleringstykkelsen bliver 21 mm [V og A Ståbi, s.
244]. Anvendes denne tykkelse overholdes kravene i DS 452, Norm for termisk isolering af
tekniske installationer.
Ud fra de enkelte delstrækningers længde, findes den samlede længde af
cirkulationsledningerne, jf. Tabel F.4.
Tabel F.4: Sammenhørende værdier af transmissionstal og ledningslængder i cirkulationsledningerne.
Placering af Transmissionsstal, U r [W/m°K] Længde af strækning, L [m]
cirkulationsledning
Beholder-LC0.N 0,187 51,2
LC0.N-LC1.N 0,187 0,3
LC1.N-LC2.N 0,187 4,3
LC2.N-LC3.N 0,187 3,3
LC3.N-LC4.N 0,187 2,9
LC4.N-LC5.N 0,187 3,0
LC5.N-LC6.N 0,187 2,9
Beholder-LC0.S 0,187 26,4
LC0.S-LC1.S 0,187 0,3
76

Brugsvandsanlæg
LC1.S-LC3.S 0,187 7,6
LC3.S-LC4.S 0,187 2,9
LC4.S-LC5.S 0,187 3,0
LC5.S-LC6.S 0,187 2,9
ΣL stålrør 18 mm 111,0
Ud fra ledningslængderne og transmissionskoefficienterne i Tabel N.3 og Tabel N.4, samt den
gennemsnitlige temperatur i fremløbsledningerne på 53,5°C og på 50,5°C i
cirkulationsledningerne, bestemmes det samlede cirkulationstab i hele
brugsvandsledningssystemet, jf formel (F.11), til følgende:
φ= 0,202
+ 0,38
W
m ⋅K
W
m⋅K
⋅(53,5°
C − 20°
C) ⋅8,8 m + 0,2125
⋅(53,5°
C−
20°
C) ⋅ 480,8 m+
0,187
W
m ⋅K
W
m ⋅K
⋅(53,5°
C−
20°
C) ⋅ 22,5 m
A.27 Dimensionering af varmtvandsbeholder
· (50,5°
C − 20°
C)·111,0 m = 6973W
I dette afsnit dimensioneres varmtvandsbeholderen til opvarmning af det varme brugsvand, jf.
afsnit A.24. Beholderdimensioneringen består i at finde den nødvendige størrelse af
beholderen og varmefladen. Ved dimensioneringen ses der bort fra solfangeranlægget og dets
indflydelse på beholderstørrelsen. I afsnit Q.2.3 dimensioneres beholderen med hensyntagen
til solfangeren.
Varmtvandsbeholderen udføres som en cylinderformet beholder med hvælvet bund, og der
vælges et system med en intern spiralvarmeveksler, dvs. en veksler indkapslet i
varmtvandsbeholderen. Varmeoverførelsen sker ved, at fjernvarmevand cirkuleres gennem
spiralen, hvorved brugsvandet opvarmes.
A.27.1
Bestemmelse af effektivt beholdervolumen
Hvis det forudsættes, at varmtvandsbeholderen aftappes med en konstant volumenstrøm, q v ,
vil temperaturen af det aftappede vand falde med tiden. Når temperaturen når ned på den
mindste værdi, der kan accepteres, er den effektive energi udtømt. Voluminet, der svarer til
dette tidspunkt, kaldes for det effektive beholdervolumen, og kan bestemmes ved formel
(F.13) [SBI 165, s. 224]:
Hvor:
Eeff
Veff =
(F.13)
(T − T ) ⋅c⋅ρ
v,0
K
E eff Beholderens effektive energiindhold [kWh]
T v,o
T k
c
Temperaturen for det vand der aftappes først [°C]
Temperaturen på det kolde vand [°C]
Vandets specifikke varmefylde [J/kg·°C]
77

Brugsvandsanlæg
ρ Vandets massefylde [kg/m 3 ]
V eff er dermed et udtryk for det vandvolumen med den ønskede tappetemperatur, der kan
tages i regning. Det geometriske volumen af beholderen, V geo , er større end V eff , hvilket
udtrykkes gennem en multiplikationsfaktor, f v , der her sættes til 1,4 [SBI 165, s.227].
For enhver tidsperiode gælder det, at en beholders energiindhold ved periodens begyndelse,
adderet med den energimængde der produceres i perioden, skal være større end det aktuelle
forbrug i perioden. Det antages, at varmefladens effekt i en vilkårlig tidsperiode kan betragtes
som konstant, hvilket udtrykkes ved følgende [SBI 165, s.234]:
t 2
∫
E
eff
+ Peff
⋅(t
2
− t
1)
− P( τ ) ⋅dt
≥ 0
(F.14)
Hvor:
E eff Energiindholdet til tidspunktet t 1 [kWh]
P eff
τ 1
τ 2
t 1
Den effektive beholdereffekt [kW]
Tiden ved periodens begyndelse
Tiden ved periodens ophør
P(τ) Den tappede effekt som funktion af tiden [kW]
Den effektive beholdereffekt er et mål for den effekt, som varmefladen kontinuert kan
overføre til brugsvandet, dvs. den varmtvandsydelse som beholderen yder kontinuert ved en
given effekttilførsel.
Den tappede effekt, dvs. den effekt som skal ydes i et bestemt tidsrum, bestemmes af formel
(F.15) [SBI 165, s.229]:
P(
τ ) = q ( τ)
⋅ ρ ⋅ c ⋅ (T − T )
(F.15)
v
v,0
Hvor:
q v (t) Vandstrøm til tiden τ [m 3 ]
K
For at kunne dimensionere varmtvandsbeholderen, angives et skøn over brugsmønsteret for
installationerne på Quality Hotel Aalborg. Dette gøres for at opstille et tappeprogram, der
anskueliggør et sandsynligt varmtvandsforbrug som funktion af tiden.
Det antages, at den mindste blandede vandstrøm og den passende tappetemperatur for blandet
vand kan sidestilles med data for et enfamiliehus, jf. Tabel F.5 [V & A Ståbi, s.141].
Tabel F.5: Forudsatte tapningsdata for Quality Hotel Aalborg.
Badekar Bruser Håndvask
78

Brugsvandsanlæg
Forudsat vandmængde, V b [l]
(Blandet vand) 125 42 10
Passende temperatur, T b [°C]
(Blandet vand) 40 40 40
Som det ses i Tabel F.5 udgør badekar og bruser den dominerende vandmængde, hvorfor der
ses bort fra vandmængden fra håndvaskene.
Som nævnt i afsnit 1.1 er der 168 værelser på hotellet. På 30 af disse værelser forefindes et
badekar, mens der er brusere i resten. Ydermere er der 3 personalebrusere. Det forudsættes, at
alle værelser er i brug og at der er to personer på værelser med badekar og to personer i
halvdelen af værelserne med bruser. Dette medfører følgende vandmængde pr. døgn, jf. Tabel
F.5:
V = 2 ⋅ 30 ⋅125
l + 141⋅
42 ⋅1,5
= 16383
døgn
l
døgn
l
døgn
Denne vandmængde angiver både forbruget af koldt og varmt vand. Det antages at 70 % af
forbruget er varmt vand. Dette svarer til en blandetemperatur på 41,5°C, idet temperaturen på
det varme fremløbsvand er 55°C og på det kolde fremløbsvand er 10°C. Forbruget af varmt
brugsvand er dermed:
V
b
= 16383 ⋅ 0,7 = 11468
l
døgn
l
døgn
Tappeprogrammet, dvs. varmtvandsstrømmen i % pr. døgn som funktion af tidspunktet,
fastlægges dernæst ud fra et skøn over det forventede forbrugsmønster for Quality Hotel
Aalborg, jf. Figur F.5 [V & A Ståbi, s. 166].
10
9
Vandforbrug [% pr. døgn]
8
7
6
5
4
3
2
1
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
Time nr.
Figur F.5: Tappeprogram for varmt brugsvand.
79

Brugsvandsanlæg
Denne fordeling svarer til værdierne i Tabel N.6.
80

Brugsvandsanlæg
Tabel F.6: Procentvis fordeling af varmtvandsforbruget.
Time nr. Vandforbrug
[% pr. døgn]
Time nr. Vandforbrug
[% pr. døgn]
0 1 12 4
1 1 13 4
2 1 14 4
3 1 15 6
4 1 16 8
5 2 17 8
6 6 18 6
7 9 19 4
8 9 20 4
9 6 21 4
10 4 22 2
11 4 23 1
Dernæst udvælges forskellige tidsintervaller, og der tegnes (E eff , P eff )-kurver for disse
tidsintervaller. Dette gøres ved, at formel (F.14) løses for forskellige tidsintervaller, hvor der
her er valgt intervaller over 2, 4, 6, 10, 14, 18 og 24 timer. For at anskueliggøre
beregningsgangen vises et eksempel for et 2 timers interval, hvor det største forbrug
forekommer.
Den maksimale vandstrøm i et interval på 2 timer (time 7+8) er:
q
(2)
11,468
=
2
3
m
døgn
h
døgn
⋅(0,09
+ 0,09)
= 0,287 ⋅10
⋅3600
s
h
−3
m
s
3
Dette svarer til en effekt på følgende:
−3
3
m
kg
P(2) = 0,287 ⋅10
⋅1000
4186
J
s
3
⋅
kg⋅°
m
C
⋅ (55 − 10) ° C = 54,0 kW
Endvidere tillægges et effekttab fra cirkulationsledningen,
P(2) = 54,0 kW + 6,973 kW = 60.97 kW
Φ = 6,973kW
, jf. afsnit A.26.1:
Indsættes dette i formel (F.14) fås:
81

Brugsvandsanlæg
E
E
E
eff
eff
eff
+ Peff
⋅ (9 − 7) − ∫ 60,97 ⋅dt
≥ 0 ⇔
+ P
+ P
eff
eff
⋅ 2 −
9
7
[ 60,97 ⋅ t ]
9
7
≥ 0 ⇔
⋅ 2 − 121,94 kW ≥ 0 ⇔
1
Peff
≥ − ⋅ Eeff
+ 60,97 kW
2
Gentages dette for de øvrige intervaller fås ulighederne anført i Tabel F.7.
Tabel F.7: Uligheder til optegning af (E eff , P eff )-kurver.
τ [h] P(τ) [kW] Ulighed
2 60,97
4 51,98
6 44,98
10 40,58
14 42,12
18 38,31
24 31,98
1
Peff ≥ − ⋅ E
eff
2
+ 60,97 kW
1
Peff ≥ − ⋅ E
eff
4
+ 51,98 kW
1
Peff ≥ − ⋅ E
eff
+ 44,98 kW
6
1
Peff ≥ − ⋅ Eeff
+
10
1
Peff ≥ − ⋅ Eeff
+
14
40,58 kW
42,12 kW
1
Peff ≥ − ⋅ Eeff
18
+ 38,31kW
1
Peff ≥ − ⋅ Eeff
24
+ 31,98 kW
Med disse uligheder kan (E eff , P eff )-kurverne indtegnes, jf. Figur F.6.
70
60
50
(50,50)
Peff [kW]
40
30
20
10
0
0 200 400 600 800 1000
Eeff [kWh]
Pmin
Figur F.6: (E eff , P eff )-kurver.
82

Brugsvandsanlæg
Det mulige løsningsområde, jf. formel (F.14), er området over kurverne. Punktet (50,50)
vælges som løsning og dermed fås et effektivt beholdervolumen på, jf. formel (F.13):
V
eff
kJ
50 kWh ⋅ 3600
kWh
=
(55 −10)
° C ⋅1000
⋅ 4,186
kg
3
m
kJ
kg⋅°
C
= 0,955 m
3
83

Brugsvandsanlæg
Det geometriske volumen af beholderen er dermed:
V
geo
= 1,4 ⋅0,955m
3
≈1,34m
3
Effekten svarende til det effektive beholdervolumen er 50 kW. Denne effekt gælder for en ren
varmeflade, men denne vil under driften kalke til og derfor tillægges effekten en
multiplikationsfaktor, f p , der her sættes til 1,2 [V & A Ståbi, s.156]:
P = 50 kW ⋅1,2
= 60 kW
84

Kapitel (tekst)
1