Használati melegvíz termelő rendszerek kialakítása és üzemeltetése

Átírás

1 Dr. Szánthó Zoltán egyetemi docens BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Használati melegvíz termelő rendszerek kialakítása és üzemeltetése Magyar Mérnöki Kamara Energetikai szakterületi szakmai továbbképzés 217. április 26. 9:-1:3

2 Az előadás témái HMV igények meghatározása A HMV termelés kialakítás átfolyós tárolós bojleres soros párhuzamos Cirkulációs problémák; méretezés

3 A HMV aránya az épület teljes energiafelhasználásában 45 kwh/m2a összesített energetikai jellemző HMV G F E D C B A A+ (213)

4 A HMV ellátás energiafelhasználása Közvetlen veszteségek: hőveszteség a HMV elosztó hálózaton és a hőtermelő rendszeren kifolyatási veszteség a cirkulációs hálózat hővesztesége Közvetett veszteségek a nem megfelelő üzemeltetésből származó veszteségek + a HMV termelés és a cirkulációs keringetés villamosenergia-felhasználása

5 A hasznos hőfelhasználás csökkentésének lehetőségei A felhasznált HMV mennyiségének csökkentése víztakarékos csapolók alkalmazása tudatos fogyasztó stb. fogyasztás mérése, mérés szerinti elszámolás A HMV hőmérsékletének csökkentése nem csökkenti a HMV hőfelhasználást, csak a hőveszteségeket Legionella?

6 A HMV fogyasztás csökkenése a mérők beépítésének hatására a DH Rt-nél Forrás: Kovács Zsolt DH Rt.

7 Hőigények meghatározása - hőmérséklet Q mc ( t t ) V c( t t H MV h H MV h th állandó 1 15 t H MV 45 6 o C o C TSG-81: 45 C, de legalább 4 C 1 liter víz kifolyatása után DVGW W551: a kifolyóknál a névleges 6 C elérhető legyen; a rendszerben megengedett max. lehűlés 5 C 49/215 EMMI rendelet Módszertani útmutató: minden ponton folyamatosan 5 C feletti hőmérséklet ( a víz hőmérséklete egy perces kifolyatást követően valamennyi csapolón haladja meg az 5 C-ot, optimálisan az 55 C-ot ) )

8 A valódi fogyasztás jelentősen elmarad a szabvány szerinti értékektől (tapasztalat, ) 1 lakásos társasház HMV-fogyasztási tartamgörbéje V [l/min] mérés szerint fél napra mérés szerint teljes napra Msz szerint t [h]

9 Hőigények meghatározása - tömegáram Budapest, FŐTÁV 23-24: méréssorozat lakóépületek használati melegvíz fogyasztásának leírására A cél a tartamgörbe leírása, legalább 99% megbízhatósági szinten Széleskörű előkészítés Mérés 6, a FŐTÁV szolgáltatási területét tekintve reprezentatív mintát jelentő épületben A lakásszám Egy épületben jellemzően 3 napig tartó mérés; a HMV fogyasztásintenzitás mérése perces felbontásban (144 adat/nap) Az adatok szűrése után 59 épület napi mérési eredménye került kiértékelésre A napi HMV felhasználás meghatározásához az adatbázist a teljes budapesti épületállomány 4 évi elszámolási adatai szolgáltatták Egységes összefüggés a tartamgörbe 1 18 csúcsidőtartamának leírására A tapasztalatok szerint az összefüggések nem budapesti és nem távfűtött épületekben is jól alkalmazhatóak (A 24 óta eltelt időben kb. 1% fogyasztás-csökkenés becsülhető)

10

11

12 l/min 114 Szőlőhegy utca lakás : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : maximumok átlagok minimumok

13 A fogyasztás egy napi változása; a nap rendezett fogyasztási diagramja (53 lakásos társasház) fogyasztás (l/perc) fogyasztás rendezett fogyasztás : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : idő

14

15 a normális eloszlás eloszlásfüggvénye 1,9,8,7,6,5,4,3,2, a normális eloszlás sűrűségfüggvénye,3,25,2,15,1,

16 Méretezési összefüggések. V átl.,135 N,3 N,6 A 28,623. V,4893 átl. B,27. V,2 24 á tl.,813. V á tl. C,165 * V átl..,135. V A B C liter/perc csúcsidőtartam: 1 18 perc lakásszám: N = 1 35

17 Az átlagfogyasztás a lakásszám függvényeként V átl. [l/min] lakásszám

18

19 FŐTÁV II. méretezési összefüggések V (, n) V ( n)* 8, ,8 1,581 m( 144,25) V ( n),447*( n 13,9) 1,41 n 13,9 m,851* ln( n 9,316) 3,25 a térfogatáram liter/percben, az idő percben helyettesítendő érvényességi időtartam 1-72 perc (fél nap) lakás

20 Nem lakossági fogyasztók leírása a cél a napi tartamdiagram leírása nincsenek mérési eredmények; csak 3 iskolában zajlott egy kísérleti méréssorozat 214 tavaszán rengeteg havi mérési adat áll rendelkezésre, amiből napi átlag határozható meg a 3 épület mérési eredményei alapján a fogyasztás tartamdiagramját gamma, Weibull és exponenciális eloszlással is jól le lehet írni egyszerűsége miatt az exponenciális eloszlást célszerű választani, ami egyparaméteres eloszlás, és a paraméter éppen a várható érték (azaz a napi átlagfogyasztás) (!) problémát jelent az üzemszünet, illetve a 99% megbízhatósági szintű méretezési érték becslése exponenciális eloszlással a lakossági fogyasztók is jól leírhatók

21 az exponenciális eloszlás sűrűségfüggvénye f e ( x ) e x ha ha x x az exponenciális eloszlás eloszlásfüggvénye F ( e x ) 1 e x ha ha x x az eloszlásfüggvény inverze (a tartamdiagram) F 1 e ( y ) ln 1 y 1 / ha ha x x

22

23

24

25

26 A HMV termelés szekunderoldali kialakításai

27 Boileres HMV termelés közvetett veszteségei a felfűtés szabályozásához szükséges hőmérőt 5/45 C hőmérsékletre célszerű beállítani a felfűtési folyamat végén a tartály olyan hőmérsékletre melegszik, amikor a fűtőközeget már csak kis Δtvel lehet visszahűteni kis fogyasztás, vagy túlméretezett boiler esetén a tároló igen nagy tartománya folyamatosan a névleges hőmérséklet közelében van a primer közeg alig hűthető vissza akár soha nem alakulnak ki a feltételek a kazán kondenzációs üzeméhez

28 HMV rendszer kialakítása soros tárolóval

29 A soros kapcsolású tároló működése a fogyasztás teljes térfogatárama a hőtermelőn halad át csúcsfogyasztás idején a hőtermelő teljesítménye elégtelen a hőcserélőből kilépő alacsonyabb hőmérsékletű víz a tárolóba jut, ahol bonyolult áramlási és hőátadási folyamatok zajlanak a fogyasztóhoz a tárolóban kialakult hőmérsékletű víz áramlik a tárolóban csak a fogyasztó által elfogadható hőmérsékletű közeg fordulhat elő hacsak megfelelő biztonsággal ki nem tudjuk zárni, hogy a hidegebb víz a tároló regenerálása előtt a fogyasztóhoz jusson a tárolót a csúcsidőn kívül lehet regenerálni a cirkuláció megléte a gyakorlatban elengedhetetlen (boilert kis kiterjedésű rendszerekben érdemes alkalmazni, ahol egyébként nem létesítenének cirkulációs rendszert)

30 A soros keveredéses tároló kisütése és töltése d ( ) Vtároló c ( ) V ( ) c V h ( ) d ( ) h időállandó: a tárolótérfogat és a fogyasztás hányadosa h e V ( ) V tároló hőmérséklet kisütés a hőcserélő kilépő hőmérséklete kisütés idején töltés a hőcserélő kilépő hőmérséklete töltés idején t HMV min t HMV max idő a gyakorlatban: folyamatosan változó térfogatáram; bizonytalan keveredés

31 Párhuzamos kapcsolás Elvi működés: nagy tárolóképességű hidraulikai leválasztó

32 Párhuzamos kapcsolás 1. a tároló egyben hidraulikai leválasztó is: csekély a HMV termelő rendszer nyomásvesztesége a szivattyú feladata a hőcserélő ág nyomásveszteségének fedezése a szivattyú munkapontját a beszabályozó szeleppel állítjuk be a hőcserélő térfogatárama közel állandó a szivattyú térfogatáramával egyező fogyasztás esetén a tárolóban nincsen áramlás; kisebb fogyasztás esetén töltjük, nagyobb fogyasztás esetén kisütjük a tárolót a tároló túltöltésének elkerülése érdekében a szivattyút célszerű ki- és bekapcsolni

33 A kapcsolás jelleggörbéje A beszabályozás szerepe 1 Párhuzamos tároló jelleggörbéje tároló töltés tároló kisütés,8 a hőcserélő ág ellenállása,6,4 tároló töltés nyomáskülönbség,2 -,2 -,4 -,6 -,8-1 -,6 -,4 -,2,2,4,6,8 1 fogyasztás (térfogatáram) beszabályozó szelep a hőcserélő ágában tároló kisütés szivattyú a hőcserélő ág eredő jelleggörbéje eredő jelleggörbe, töltés eredő jelleggörbe, kisütés

34 Párhuzamos tárolós rendszer méretezése I.

35 Soros és párhuzamos kapcsolás hőcserélőjének teljesítménye

36 Párhuzamos tároló hőmennyisége (ideális párhuzamos kapcsolás esetén a napi hőigény 15-2%-át fedező tároló szükséges, minimális hőcserélőteljesítmény mellett)

37 Soros tároló hőmennyisége

38 A soros hőcserélő túlméretezésének hatása teljesítmény (kw) HMV hőigény 3* túlméretezett ellenáramú hőcserélő pontosan méretezett ellenáramú hőcserélő csúcsidőtartam (perc)

39 A keveredéses és kiszorításos tárolóban tárolható hőmennyiség Q tároló V tároló ( t t max min ) c Például: soros kapcsolás: t max = 6 C t min := 55 C párhuzamos kapcsolás: t max = 6 C t min := 1 C V soros /V párhuzamos = 1! ugyanazon hőmennyiség tárolása esetén

40 A hidraulikai kapcsolás és a tárolóbeli áramlás viszonya keveredéses tároló kiszorításos tároló soros kapcsolás párhuzamos kapcsolás célszerű a tárolóban az ideális keveredést minél jobban megközelítő áramlást megvalósítani a tárolóbeli keveredés a párhuzamos kapcsolás működőképességét veszélyezteti rövid üzemidőre méretezett tárolók esetében minél jobban meg kell közelíteni az ideális keveredésmentes áramlást Analógia: kiszorításos és keveredéses légvezetési rendszerek!

41 Párhuzamos kapcsolás 2. egyetlen szivattyú a tároló töltésére és a cirkuláció keringetésére a kapcsolás hidraulikai leválasztó funkcióját tudatosan elrontjuk a csúcsfogyasztás idejére leáll a cirkuláció (kiterjedt hálózatokban ez kockázatot jelenthet a hálózat számára) a cirkuláció miatt a szivattyút nem lehet leállítani, ezért a tároló töltését el kell nyújtani a teljes csúcsidőn kívüli periódusra a töltés térfogatárama rendkívül kicsi beszabályozási problémák! a tároló túltöltését nem lehet kizárni

42 A kapcsolás jelleggörbéje cirkuláció nélkül tároló töltés 1 tároló kisütés,8 a hőcserélő ág ellenállása,6 nyomáskülönbség,4,2 -,2 -,4 -,6 -,4 -,2,2,4,6,8 1 fogyasztás (térfogatáram) tároló töltés beszabályozó szelep a hőcserélő ágában tároló kisütés szivattyú a hőcserélő ág eredő jelleggörbéje eredő jelleggörbe, töltés eredő jelleggörbe, kisütés

43 A kapcsolás jelleggörbéje cirkulációval 1 tároló töltés,8,6 beszabályozó szelep + hőcserélő ág tároló kisütés nyomáskülönbség,4,2 -,2 -,4 szivattyú a hőcserélő ág eredő jelleggörbéje eredő jelleggörbe, töltés eredő jelleggörbe, kisütés HMV előremenő hálózat tároló + hálózat cirkulációs hálózat -,6 -,6 -,4 -,2,2,4,6,8 1 fogyasztás (térfogatáram) a teljes rendszer eredője

44 A tárolót töltő és kisütő térfogatáramok

45 A térfogatáramok alakulása (pontonként számított eredmények; a szemléletesség kedvéért torz ábra: nagyon nagy tároló töltő térfogatáram),5,4,3,2 cirkuláció tároló ág hőcserélő ág, cirkuláció nélkül az ágak térfogatárama,1 -,1 -,2 a hőcserélő ága, ha van cirkuláció -,3 -,4 -,5,2,4,6,8 1 a fogyasztás térfogatárama

46 A kapcsolás méretezése 1. a HMV hőmérsékletek megállapítása (t max, t min, Δt cirk ) 2. a HMV fogyasztást leíró összefüggések meghatározása 3. a csúcsidőtartam meghatározása 4. a hőcserélő méretének megállapítása 5. a tároló méretének megállapítása 6. a cirkulációs tömegáram meghatározása 7. a cirkuláció nyomásveszteségének meghatározása 8. a tárolót fogyasztás nélküli esetben töltő térfogatáram meghatározása 9. a tárolót és a cirkulációt keringető szivattyú kiválasztása ellenőrizni kell, hogy V teljesül-e t V c V f ( cs ú cs ) a szivattyú kiválasztásához két pontot kell meghatározni a V - Δp síkon

47 ) ( ) ( f f f t f t V V V V V V ) ( ) ( d V V V V d V V V V V f f f t f f f t T 24 ) ( ) (24 d V V V V V V f f t f f t ) ( (24) ) 24 ( V V V V V f t t ) ( (144) 144 f T t V V V V V

48 Megfelelő szivattyú választása 1. munkapont (P ): méretezési fogyasztás V V f V f ( ) p p V ) p V ( ) hocserelo f ( sz f ( a beszabályozó szelep + vezeték együttes nyomásvesztesége legyen lehetőleg minél kisebb!) 2. munkapont (P ): tároló töltés, nincs fogyasztás V V t V p p p V ( ) p V ( ) c c hocserelo f sz f V V t f V ( ) A feladat csak akkor oldható meg, ha: V V V ) c t c f ( 2

49 nyomáskülönbség 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,8 Δp cirk beszabályozó szelep + hőcserélő ág szivattyú hőcserélő + csővezeték P' tároló töltés + cirkuláció P",6 Δp szelep,4,2 Δp hőcserélő,1,2,3,4,5,6 tároló töltés + cirkuláció méretezési térfogatáram fogyasztás (térfogatáram)

50 A szivattyú P' és P" munkapontjai 3 szivattyú emelőmagasság (bar 2,5 2 1,5 1, térfogatáram (liter/perc)

51 Párhuzamos kapcsolás 3. a tároló töltését beszabályozó szelep ellenállása nem terheli a cirkulációs kört a cirkuláció bekötésének megváltoztatásával a cirkulációs térfogatáram megnövekszik; egyes cirkulációs panaszok így egyszerűen orvosolhatók csúcsfogyasztás idején nem feltétlenül áll le a cirkuláció a tároló csak tapasztalati úton szabályozható be (a kapcsolás jelleggörbéje nem szerkeszthető meg hurkolt hálózat számítása szükséges)

52 Kapcsolás két szivattyúval /1. a tároló töltés és a cirkuláció egymástól függetleníthető; nincsenek kényszerkapcsolatok a tároló túltöltése elkerülhető a tárolónak csak a felső hőmérő feletti térfogata vehető figyelembe a méretezésnél a HMV hőtermelést célszerű előnykapcsolásban megvalósítani jelentős szabadság a berendezések méretének kiválasztásában

53 Kapcsolás két szivattyúval /1. a tároló töltés és a cirkuláció egymástól függetleníthető; nincsenek kényszerkapcsolatok a tároló túltöltése elkerülhető a tárolónak csak a felső hőmérő feletti térfogata vehető figyelembe a méretezésnél a HMV hőtermelést célszerű előnykapcsolásban megvalósítani jelentős szabadság a berendezések méretének kiválasztásában

54 Kapcsolás két szivattyúval /2. éjszaka csak a cirkuláció működik, nem kell folyamatosan üzemeltetni a hőcserélőt (az előző megoldásnál ez nem lehetséges kazánüzemeltetési problémák) csak akkor alkalmazható, ha a tároló töltő térfogatáram nagyobb a cirkuláció térfogatáramánál (egyébként nem lehet a tárolót tölteni) beszabályozatlan cirkulációjú épületekben igen kockázatos az alkalmazása

55 HMV rendszer kialakítása párhuzamos tárolóval

56 A leggyakoribb hibák Beszabályozatlan cirkulációs hálózat a cirkulációs tömegáram megoszlása nem megfelelő ellátási panaszok a távolabbi fogyasztóknál esélytelen kísérletezgetés különböző műszaki megoldásokkal a beszabályozás megkerülésére a HMV kifolyatása, a hőmérséklet és az összes cirkulációs tömegáram növelése jelentős víz- és energiapazarlás árán elfedhetik a panaszokat

57 Tichelmann-kapcsolás az előremenő és cirkulációs vezetékek eltérő mérete miatt az egyes felszállók áramköreinek ellenállásában jelentős különbség van a legkedvezőtlenebb helyzetbe a legközelebbi felszálló kerül nem ad megoldást az elmaradt beszabályozásból eredő problémákra

58 Hiányzó beszabályozó szelep a párhuzamos kapcsolás hőcserélőjének ágában a hőcserélő ágában a tervezettnél nagyobb a térfogatáram ha a hőcserélő térfogatárama nagyobb a tervezettnél, és nem méretezték túl, a tervezett HMV hőmérséklet akár nem is érhető el a hőcserélő ágának térfogatárama esetleg a csúcsfogyasztásnál is nagyobb a szivattyú folyamatosan tölti a tárolót a hőcserélőbe a hidegvíznél melegebb közeg lép be nő a primer-tömegáram igény, nő a HMV termelés energiaigénye kondenzációs üzem:

59 Beszabályozó szelep a tároló ágában ha nincs a kisütés irányában megkerülő visszacsapó szelep: felesleges nyomásveszteség a HMV ellátó hálózatban ha nincsen beszabályozó szelep a hőcserélő ágban, az előző dián részletezett panaszok is fellépnek

60 A cirkulációt a tároló hideg oldalára kötik; a tároló ágában nincsen beszabályozó szelep a tároló töltése és kisütése beszabályozható a hőcserélő ágában lévő szeleppel, de a tároló ágának kis nyomáskülönbsége miatt a cirkulációs hálózatra nem jut térfogatáram a cirkuláció nem működik

61 a cirkulációs panaszokat a cirkulációnak a tároló ágában lévő beszabályozó szelep után való kötésével esetleg enyhíteni lehet

62 A hőcserélő és a cirkulációs rendszer beszabályozása elmaradt általában súlyos cirkulációs panaszok jelentkeznek, mivel a cirkulációs kör ellenállása lényegesen nagyobb (ha a tároló ellenállása valóban lenne, cirkulációs áramlás egyáltalán nem jöhetne létre)

63 Két keringető szivattyú van, de a tároló töltését nem lehet kikapcsolni a két szivattyú üzeme valójában nem függetleníthető egymástól a tároló túltöltését nem lehet megakadályozni a kapcsolás hasonló az egyszivattyús kapcsoláshoz, de itt a cirkuláció nem feltétlenül áll le csúcsfogyasztás esetén működőképes kapcsolás, ami az egyszivattyúshoz képest számos többletfunkcióra képes, de nem alkalmas a túltöltés kivédésére

64 A párhuzamos tároló nem réteges tároló a kiszorításos ( réteges ) tároló dugattyúszerű áramlást igényel, a hideg és melegvíz közötti minél kisebb térfogatú keveredési zónával a kevert víz hőmérséklete alacsonyabb a fogyasztó által igényeltnél; a keveredés veszteségként jelentkezik a keveredés a rontja a HMV ellátás biztonságát

65 A cirkulációt a réteges tárolóba vezetik a párhuzamos kapcsolás kiszorításos tárolót igényel a tárolóba vezetett cirkuláció elrontja a rétegződést ellátási panaszok nem feltétlenül jelentkeznek, de biztosan egyenetlen lesz a szolgáltatott melegvíz hőfoka, nő a melegvíz termelés energiafelhasználása (az esetek jelentős részében ellátási panaszok is jelentkeznek)

66 A cirkulációt a hőcserélő után kötik; a hőmérő a hőcserélő kilépő vizében, a keveredési pont előtt éjszakai fogyasztási szünetben a tároló töltés kis térfogatárama a cirkulációhoz keveredve nem képes az előremenő hőmérséklet fenntartására a HMV előremenő hőmérséket fokozatosan csökken a tároló a fokozatosan csökkenő hőmérsékletű vízzel kerül feltöltésre

67 A cirkuláció a hőcserélő után; a hőmérő a cirkulációval közös ágban, befojtott tárolóág fogyasztás nélküli esetben kicsi a tároló töltés, így a hőcserélő térfogatárama is; maximális, és a tároló töltésénél lényegesen nagyobb a cirkulációs térfogatáram a megfelelő előremenő hőmérséklet csak a hőcserélőn túlmelegített vízzel érhető el súlyos vízkövesedés!

68 A cirkulációt a hőcserélő után kötik; a hőmérő a kevert vízben az utánkötött cirkuláció energetikailag kedvezőbb (magasabb a hőcserélő hőfokkülönbsége; kisebb primer tömegáram szükséges, amit jobban ki lehet hűteni) a szivattyú előtti keveredés a pillanatnyi üzemviszonyok függvénye nagyobb holtidő: nagyobb a szabályozás nehézségi foka; a szabályozó nem megfelelő behangolása esetén nagy a hőmérsékletlengések kockázata hőmérsékletlengés vízkő a tároló ágában nincs fojtás túltöltés

69 Havanna u. 37 HMV 85, 8, 75, 7, hőmérséklet [ C] 65, 6, 55, 5, 45, 4, 35, 3, : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3 idő HMV+Cirkuláció HMV hőcserélő a hosszú futásidejű, behangolatlan szabályozó szelep a HMV hőmérséklet folyamatos lengését eredményezte a hőcserélő kb. 14 nk mellett is kevesebb, mint 3 hónap alatt teljesen elvízkövesedett

70 HMV rendszer kialakítása soros tárolóval

71 HMV rendszer kialakítása párhuzamos tárolóval

72 A cirkulációs hálózat kiépítése az ellátási komfort érdekében higiéniai szempontok (Legionella) elengedhetetlen a mérés szerinti elszámoláshoz gazdasági megfontolásból nagyobb beruházási költség szivattyúzási munka nagyobb hőveszteség a kifolyatott víz és hőtartalmának költsége A meglévő cirkulációs rendszerek helyes üzemeltetésével jelentős üzemeltetési költség takarítható meg!

73 A cirkulációs rendszer működése jelentős többlet-hőveszteséget okoz Példa: 45 lakásos társasház csak alapvezetéki cirkuláció (el lehetett hagyni a beszabályozást) napi 168 MJ HMV hőfelhasználás napi 76 MJ cirkulációs hőveszteség (45,2%) A cirkulációs hőveszteség a rendszer állapotától és üzemeltetésétől függően a teljes HMV hőfelhasználás 2-66%-a is lehet. A cirkuláció hiánya miatti vízveszteség költsége lényegesen nagyobb lehet.

74 A hőszigetelés hatása 2,3 kw,78 kw hőveszteség 198,7 67,4 MJ/nap hőveszteség ~276 ~93,4 eft/év költség

75 A hidraulikai beszabályozás elmaradásának következményei cirkulációs tömegáram rövidre záródik a közeli ágakon elégtelen cirkulációs tömegáram, ezért súlyos hőmérsékletpanaszok a távolabbi felszállókon a szükséges HMV hőmérséklet esetleg még kifolyatással sem érhető el lehetetlen a mérés szerinti elszámolás energia- és ívóvíz pazarlás

76 tömegáram % 35, 3, 25, 2, 15, 1, 5, Toronysor 1-2. magasnyomás Toronysor 3-4. Toronysor 5-6. Toronysor 7-8. Toronysor 9-1 Tóváros Toronysor 1-2. alacsony nyomás Toronysor 3-4. Toronysor 5-6. Toronysor 7-8. Toronysor 9-1. Toronysor alsó zóna Toronysor alsó zóna Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Hosszú sétatér Hosszú sétatér Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Hosszú sétatér Tóváros Tóváros Tóváros1-3. Tóváros 4-5. Tóváros 6-8. Tóváros 9-1. Tóváros , Toronysor 1-2. magasnyomás Toronysor 5-6. Toronysor 9-1 Toronysor 3-4. Toronysor 7-8. Toronysor alsó zóna Tóváros Tóváros Hosszú sétatér Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Tóváros Hosszú sétatér Tóváros Tóváros1-3. Tóváros 6-8. Tóváros

77 A cirkulációs panaszok orvoslásának lehetőségei a HMV hőmérséklet emelése vízkövesedés kockázata hőveszteségek növekedése nagyobb teljesítményű cirkulációs szivattyú beépítése eredmény csak puha rendszerekben a megnövekedett térfogatáram jelentős része lekering a közeli felszállókon (a térfogatáram az emelőmagasság négyzetgyökével arányosan, a keringetési munka a térfogatáram köbével arányosan növekszik) nagyobb szivattyúzási költség a kritikus fogyasztó helyzete érdemben alig javítható

78 Puha rendszer kemény rendszer 1,2 1,8 eredeti szivattyú hálózat 1. hálózat 2. lapos jellegörbéjű szivattyú nyomáskülönbség,6,4,2,2,4,6,8 1 1,2 térfogatáram

79 serkentőszivattyú beépítése minimális eredmény; súlyos panaszok a szivattyú közelébe eső egyes felszállókon HMV előremenő alapvezeték 55 5 Cirkulációs alapvezeték

80 Tichelmann-kapcsolás az előremenő és cirkulációs vezetékek eltérő mérete miatt az egyes felszállók áramköreinek ellenállásában jelentős különbség van a legkedvezőtlenebb helyzetbe a legközelebbi felszálló kerül nem ad megoldást az elmaradt beszabályozásból eredő problémákra

81 beszabályozás fojtószakaszokkal fojtótárcsával beszabályozó szelepekkel cirkulációs szelepekkel a cirkulációs alapvezeték méretének növelése, a cirkulációs felszállók méretének csökkentése már a felszállók ellenállásának egységes növelésével jelentős javulás érhető el eleve kevésbé kritikusak a kisebb átmérőjű cirkulációs felszállóval szerelt épületek ( a cirkulációs vezeték mérete egy, vagy két lépcsővel kisebb, mint a HMV előremenőé )

82 Cirkulációs hálózat méretezése a DVGW W553 szerint a DIN as és korábbi változatai szerint méretezett cirkulációs rendszerekben (az előremenő vezeték térfogatának óránként háromszoros átkeringetése) ellátási problémák léptek fel olyan méretezési eljárás volt szükséges, aminek nincsen irreálisan nagy számítási igénye gyors - egyszerűsített - részletes méretezési eljárások Feltétel: a HMV és cirkulációs vezetékeken a Heizungsanlagenverordnung szerinti hőszigetelés

83 Gyors méretezési eljárás a DVGW W553 szerint Egyszerű méretezés egy- és kétlakásos családi házak és számára Ha - az összes HMV előremenő hossza rövidebb, mint 3 m; akkor - a leghosszabb cirkulációs vezeték rövidebb, mint 2 m, - a cirkulációs vezetékek belső átmérője legyen legalább 1 mm - a cirkulációs szivattyú névleges mérete DN15 - a szivattyú térfogatárama 2 l/h 1 kpa nyomáskülönbség mellett - hidraulikai beszabályozás nem szükséges

84 Egyszerűsített és részletes méretezési eljárás A kettő egymás alternatívájaként alkalmazható Egyszerűsített eljárás: elhanyagolások az egyszerűbb számítás érdekében az eredmény túlméretezés Részletes eljárás: nagyobb számítási igény pontos eredmény kisebb méretű berendezés kisebb energiafelhasználás

85 A méretezés lépései I. 1. a HMV előremenő vezetékek méretének megállapítása 2. a vezetékhálózat hőveszteségének meghatározása 3. az összes keringetett cirkulációs tömegáram meghatározása a DVGW W551 előírás szerint megengedett max. 5 C lehűlés figyelembe vételével 4. a cirkulációs tömegáram megosztása az egyes ágvezetékek között 5. a cirkulációs vezetékszakaszok méretének meghatározása 6. a nyomásveszteség meghatározása 7. a hidraulikai beszabályozás előbeállítási értékeinek meghatározása

86 A méretezés lépései II. 3. az összes keringetett cirkulációs tömegáram meghatározása a DVGW W551 előírás szerint megengedett max. 5 C lehűlés figyelembe vételével m cirk Q ct 4. a cirkulációs tömegáram megosztása az egyes ágvezetékek között m be m A Q A m B Q B m A m be Q A Q Q A B

87 Az egyszerűsített eljárás során megengedhető elhanyagolások 2. a vezetékhálózat hőveszteségét nem kell pontosan meghatározni számítás csak az előremenő vezetékhálózatra q szabad = 11 W/m; q falhoronyban = 7 W/m 3. a cirkulációs tömegáramot csak az előremenő hővesztesége alapján kell számítani Δt megengedett = 2 C 6. a nyomásveszteség számítása során csak a cirkulációs vezeték súrlódási nyomásveszteségét kell meghatározni Δp összes = 1,2 1,4 Δp cirkuláció

88 Számítás a DIN szerint I. a cirkulációs rendszer méretezését 212 óta ismét a DIN 1988 szabályozza a gyors és egyszerűsített eljárásokat a DIN már nem tartalmazza (túlméretezés elkerülése) lehetőség egy új hozzákeverési számítási eljárás alkalmazására még kisebb berendezésméretek, kisebb cirkulációs igény változatlan hőmérséklethatárok és higiéniai körülmények között a számítás elve és menete lényegében nem változik (méretezés a HMV előremenő 2 C lehűlésére mint a korábbi egyszerűsített eljárás során)

89 Méretezés a hozzákeverési eljárás szerint m m átmenet le m be m be m Q átmenet átmenet Q Q átmenet le Q cirk forrás: Prof. Klaus Rudat előadása 212. szeptember 26. Graz

90 Flow rate [l/h] Számítás a DIN szerint III. 45 Riser flow rates in case of different values for η , HMV11 HMV12 HMV13 HMV14 HMV15 HMV16 The number of riser

91 Az új számítási eljárás alkalmazásának előnyei forrás: Prof. Klaus Rudat előadása 212. szeptember 26. Graz

92 Cső a csőben cirkuláció Ábra: Viega Hungary

93 Peremfeltételek! Méretezés

94 Hőmérséklet-eloszlás egy mintarendszer mértékadó ágában TETA C 4 L1 L2 L3 L4 L x m

95 Esettanulmány

96 Esettanulmány II. ugyanazon rendszer hagyományos és cső a csőben cirkulációval, magyar és német hőszigeteléssel Térfogatáram Hőveszteség 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Flowrate [l/h] Heat loss [W] DVGW, Hungarian insulation DVGW German insulation Inline, Hungarian insulation Inline, German insulation

97 Flow rate of riser [l/h] Esettanulmány III. A felszállók térfogatárama 45, 4, 35, 3, 25, 2, 15, DVGW, Hungarian insulation DVGW German insulation Inline, Hungarian insulation Inline, German insulation 1, 5,, FI FII FIII FIV FV FVI Number of riser

98 Investment costs [Ft] Esettanulmány IV. Beruházási költségek 2 Ft 1 8 Ft 1 6 Ft 1 4 Ft 1 2 Ft 1 Ft 8 Ft Cost of pump Cost of valves Cost of insulation Cost of pipes 6 Ft 4 Ft 2 Ft - Ft DVGW, Hungarian insulation DVGW German insulation Inline, Hungarian insulation Applied sizing method Inline, German insulation

99 Total lifetime cost [Ft] Esettanulmány V. 1 év élettartamra vonatkozó költségek 16 Ft 14 Ft 12 Ft 1 Ft 8 Ft 6 Ft 4 Ft Cost of pump Cost of valves Cost of insulation Cost of pipes Cost of heat for 1 year Cost of electricity for 1 year 2 Ft - Ft DVGW, Hungarian insul. DVGW German insul. Inline, Hungarian insul. Inline, German insul. Applied sizing method, and heat insulation

100 Köszönöm a figyelmet!