Wymiarowanie podgrzewaczyWymiarowanie i dobórpodgrzewaczy ciepłej wody użytkowejOpracowanie (Wariant C)➡ Ponieważ w wariancie C w odróżnieniuod wariantu B (⇒ strona 64), tworzony jesttylko 50 % zapas zapotrzebowanej c.w.u.,przewidziano zasobnik Logalux LF1500,o pojemności 1500 l .Pojemność cieplna zasobnika c.w.u.Na podstawie wzoru 148/2 określa siępojemność cieplną , dla „przepołowionej”pojemności zasobnika. W systemie ładowaniazasobników c.w.u. przyjmuje sięsprawność zasobnika η SP= 1.Q Sp= V Sp· (ϑ Sp- ϑ KW) · η Sp· ckWhQ SP= 1500 l · 50 K · 1 ·860 · (l ·K)Q Sp= 87,2 kWhNa podstawie wielkości różnicy pomiędzycałkowitym zapotrzebowaniem c.w.u.(⇒ strona 62, ), a pojemnością cieplną zasobnika, dobierany jest wymiennik ciepła:Q reszt.= 151 kWh - 87 kWhQ reszt.= 64 kWhEfektywna moc przyłączonaŁączny czas używania pryszniców, wynosi30 minut (⇒ strona 62). W tym czasie, musipracować wymiennik ciepła. Ponieważ podawanemoce wymienników odnoszą się dojednej godziny, musi nastąpić przeliczenie:Q reszt.Q WT=t=eff64 kWh0,5 hPonieważ w systemie ładowania zasobnikówmożliwe jest przenoszenie ciepła zestałą mocą, odpowiednio:Q WT= 128 kWPrzy pomocy wartości efektywnej mocywymiennika ciepła, można określić rzeczywistyczas podgrzewu , przez przekształceniewzoru 60/2:Q SP87 kWht a=Q=WT128 kWt a= 0,68 h = 40 minWyniki częściowe (wariant C):Wariant C wymaga, przy wyznaczonej całkowitej pojemności cieplnej zasobnika Q Sp= 151 kWh, jedynie resztowego zapotrzebowaniaQ reszt= 64 kWh, dla doboru wymiennika ciepła przy tworzeniu 50% zapasu zapotrzebowania ciepłej wodyPojemność zasobnika V Sp= 1500 l, przy tworzeniu 50 % zapasu zapotrzebowania ciepłej wodyEfektywna moc przyłączona Q eff= 128 kWCzas podgrzewu t a= 40 minWartości strumienia przepływu wody grzewczej V H, straty ciśnienia Δp Horaz temperatury na powrocie ϑ R, uzyskuje się dla poszczególnegotypu wymiennika ciepła, dla odpowiedniej różnicy temperatur po stronie wody użytkowej:10/60°C (⇒ strona 128).Wynik zadania:Porównanie kosztów instalacji tych trzech wariantów rozwiązań wykazuje, że wariant C jest najkorzystniejszym w zakresie kosztów.Założeniem do zrealizowania jest regulacja automatyczna, która spowoduje szybkie podgrzewanie wymiennika ciepła, natychmiastpo rozpoczęciu poboru c.w.u. Można to optymalizować przez głębokie usytuowanie załączającego czujnika temperatury.Ponadto, źródło ciepła musi natychmiast podawać do dyspozycji wystarczającą temperaturę i moc. Ponieważ szczególnie płytowewymienniki ciepła są wrażliwe na zakamienianie się przy twardej wodzie, należy zwracać uwagę na jakość wody.Materiały do projektowania – wymiarowanie i dobór podgrzewaczy c.w.u. – 01/2010 (oryg. 01/2008) 65
Wymiarowanie i dobórpodgrzewaczy ciepłej wody użytkowejWymiarowanie podgrzewaczy3.4.5 Przykład podgrzewacza zasilanego parą wodnąZadanie➡ Na przykładzie zakładu przemysłowego o wysokim zapotrzebowaniu ciepłej wody w stosunkowo krótkim czasie, będzie przedstawionydobór podgrzewacza zasilanego parą wodną, przy pełnym przygotowaniu zapasu zapotrzebowanej c.w.u.Dane:• wymagana ciepła woda w ilości ok. 2,1 m 3 w przeciągu 20 minut• temperatura poboru ciepłej wody 60°C, przy temperaturze wody zimnej ϑ KW= 10°C• medium grzewcze: para o nadciśnieniu 2,0 bar• wymagany czas podgrzewu: t a= 1 h• pełne przygotowanie zapasu zapotrzebowanej c.w.u.Do ustalenia:Typ oraz wielkość podgrzewacza pojemnościowego c.w.u.Wartość zadana temperatury c.w.u. w podgrzewaczuOpracowanie➡ Ze względu na duży pobór c.w.u. w stosunkowokrótkim czasie, całkowita ilośćpobieranej wody będzie podgrzana wcześniej(stworzenie zapasu).Dobrano podgrzewacz pojemnościowyc.w.u. Logalux LTD2000 . Ponieważ niejest możliwe 100 % podgrzanie wody dożądanej temperatury, musi być uwzględnionyobjętościowy współczynnik korekcyjny„y”, wg tabeli 57/2. Dla wybranegopodgrzewacza: y = 0,9. Użyteczna pojemnośćpodgrzewacza redukuje się przezto do V Sp= 1800 l.Aby jednak możliwe było zastosowanie tejwielkości podgrzewacza, należy nastawićwyższą temperaturę wody w podgrzewaczu.W celu ustalenia zadanej temperaturyc.w.u. w podgrzewaczu potrzebne jestobliczenie wymaganej ilości ciepła wgwzoru 163/2, dla pobrania 2100 litrów ciepłejwody:Q Sp= V Sp · (ϑ Sp– ϑ KW ) · cQ Sp=2100 l · (60 – 10) K · kWh860 l · KQ Sp= 122 kWhTemperaturę wody tworzącej zapas, obliczasię teraz w oparciu o wzór 148/2, z pojemnościcieplnej podgrzewacza :Q∆ϑ = ϑ Sp– ϑ KW=V · cQϑ Sp= + ϑV · c KW122 kWh · 860 l · Kϑ Sp=+10 °C1800 l · kWhϑ Sp= 68 °CAby przygotować całkowity zapas zapotrzebowanejciepłej wody, zadana temperaturac.w.u. w podgrzewaczu musi byćnastawiona na wartość 68 °C .➡ Uwaga: niebezpieczeństwo oparzenia się!Koniecznie należy przewidzieć zawór mieszającyciepłej wody.Moc trwała c.w.u. (⇒ 66/1, ) dobranegopodgrzewacza pojemnościowego c.w.u.Logalux LTD2000, przy temperaturzec.w.u. w podgrzewaczu 68 °C jest położonawprawdzie nieco poniżej 419 kW, alemimo to znacznie powyżej koniecznych122 kW . Pozwala to łatwo spełnić wymaganie,aby czas podgrzewu wynosił co najwyżejjedną godzinę.Pojemnościowypodgrzewacz wodyLogaluxLTD1500LTD2000Temperaturac.w.u.Moc trwała ciepłej wody użytkowej w kW 1) oraz wymagane średnice znamionoweprzewodów kondensatu, przy nadciśnieniu pary wodnej, wynoszącym°C 0,1 bar 0,3 bar 0,5 bar 1,0 bar 2,0 bar 3,0 bar 4,0 bar 5,0 bar 2)4560456012212216316315715720920918618624424424424432632634931446541941938455851248845465160555852374469866/1 Wyciąg z tabeli „Moc trwała c.w.u. Logalux LTD w powiązaniu z pływakowymi oddzielaczami kondensatu”;przykład wyróżniono kolorem niebieskim (pełna tabela ⇒109/1)Wymagane średnice odprowadzenia kondensatu DN15 DN20 DN251)Wszystkie wielkości mocy uzyskuje się jedynie przy ograniczonej prędkości przepływu strumienia pary w króćcach przyłączeniowychwymiennika ciepła z rur gładkich oraz przy swobodnym odpływu kondensatu, bez zatorów66Materiały do projektowania – wymiarowanie i dobór podgrzewaczy c.w.u. – 01/2010 (oryg. 01/2008)