Használati melegvíz cirkulációs hálózatok méretezése

Átírás

1 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, 6.5. fejezet, 1. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Használati melegvíz cirkulációs hálózatok méretezése A használati melegvíz (HMV) cirkulációs rendszer feladata, hogy a HMV hálózatban lévô melegvizet fogyasztás nélküli állapotban is keringésben tartsa. A HMV keringetése révén elérhetô, hogy a fogyasztó a csapoló megnyitása után rövid idôn belül, már viszonylag csekély vízmennyiség kifolyatása után megfelelô hômérsékletû vizet tudjon vételezni. Ha a HMV rendszerben lévô vizet nem tartanánk állandó keringésben, a vezetékben lévô víz hômérséklete a legjobb szigetelés ellenére is rövid idôn belül a fogyasztó által elfogadható hômérséklet alá csökkenne; a megfelelô hômérséklet csak a kihûlt víz kifolyatása után volna elérhetô. Ez a kifolyatás jelentôs vízveszteséget okoz, miközben veszteségként jelentkezik a hôtermelôben korábban felmelegített, de a vezetékben lehûlt és ezért elfolyatott víz hôtartalma is. A HMV cirkuláció létesítése egyrészt gazdasági, másrészt komfortkérdés. Nyugat-európai árviszonyok mellett gazdaságilag a legkisebb rendszerekben is indokolt a HMV cirkuláció kiépítése, ugyanis a cirkulációs rendszer beépítése a folyamatos szivattyúzási és a megnövekedett hálózati hôveszteségi költség ellenére is rövid idôn belül megtérül a kifolyatás elmaradása miatt megtakarított vízmennyiség és hôveszteségének költsége révén. Hazai körülmények között tisztán gazdasági szempontból a kis rendszerek a cirkulációs hálózatának létesítésébe és üzemeltetésébe fektetett költség pl. családi házak HMV rendszere esetében nem feltétlenül térül meg; a komfortkövetelmények azonban itt is cirkulációs hálózat kiépítését indokolhatják. Nagyobb rendszerek esetében már gazdasági szempontból is egyértelmûen indokolt a cirkulációs rendszer kiépítése. A használati melegvíz cirkulációs rendszerek méretezése még ma is esetben csak tapasztalati adatok alapján történik, sokszor még ezt az ökölszabályok szerinti méretezést is elhanyagolják. A korábban általánosan használt segédletek és szakkönyvek viszonylag kevés segítséget adnak a megalapozott méretezéshez. Az általános elvek szerint a cirkulációs vezeték mérete legyen egy vagy két lépcsôvel kisebb névleges méretû, mint a párhuzamosan futó használati melegvíz vezeték; a cirkulációs szivattyút általában tapasztalatból választják ki. A párhuzamos hidraulikai áramkört jelentô cirkulációs felszállókat gyakran nem szabályozzák be, sôt, sokszor még a beszabályozáshoz szükséges szerelvények is hiányoznak, pedig a cirkulációs hálózatok térfogatáramát a fûtési rendszerekbôl ismert szerelvényekkel és módszerekkel kell beszabályozni.

2 8. rész, 6.5. fejezet, 2. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész A felületesen, vagy egyáltalán nem méretezett cirkulációs rendszerek nem képesek feladatukat ellátni, mert az egyes ágak cirkulációs térfogatárama nem kielégítô. A hôtermelôtôl és a mellette elhelyezett keringetô szivattyútól távolabb esô áramkörökön a fogyasztási szünet idején a használati melegvíz a megengedettnél nagyobb mértékben hûl le, miközben a közeli áramkörökön a nem megfelelô beszabályozás miatt esetleg az ott szükséges cirkulációs térfogatáram többszöröse is megfordul. A pótlólagos beszabályozáshoz a közeli ágakat mindenképpen fojtani kell, ami a rendszer eredô ellenállását növeli, és ez adott cirkulációs szivattyú esetén egyúttal az összes cirkulációs térfogatáramot csökkenti. Beszabályozás nélkül a szivattyú nagyobb emelômagasságúra vagy nagyobb vízszállításúra való cseréje tovább növeli a közeli ágak feleslegesen nagy cirkulációs térfogatáramát.

3 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 1. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása A legionella baktériumok A legionella baktériumok a vízben élô pálcika alakú baktériumok, amelyek az épületgépészeti berendezések (légnedvesítôk; nedves hûtôtornyok; zuhanyok; örvényfürdôk; locsolók; szökôkutak; stb.) által környezetbe bocsátott aeroszol méretû fertôzött vízcseppek belélegzésével az emberi tüdôbe juthatnak, és akár halálos tüdôgyulladást is okozhatnak. A baktériumok szaporodásához a használati melegvíz jellemzô C felhasználási hômérséklete a legkedvezôbb; 50 C felett azonban a vízben terjedô legionella baktériumok elpusztulnak. A cirkulációs rendszer feladata, hogy a legionellák elleni termikus védekezésben a rendszerben keringô víz hômérsékletét 50 C felett tartsa. A legionella baktériumok kérdésével a fejezet foglalkozik részletesen.

4 8. rész, fejezet, 2. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész

5 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 1. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása A DVGW W551 elôírásai A fejezet ismerteti a DVGW (Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches) W551 és W552 elôírásait, amelyek a használati melegvíz rendszerek kialakítására, üzemeltetésére és karbantartására állítanak követelményeket.

6 8. rész, fejezet, 2. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész

7 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 1. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása A DVGW W553 elôírásai A DVGW W551 elôírás követelményeinek betartásához elengedhetetlen a cirkulációs rendszerek megbízható üzeme. Az ezt biztosító méretezési módszert az 1998-ban kibocsátott W553 számú elôírás határozza meg. A kérdéskörhöz tartozó W552 számú elôírás a W551 kibocsátása elôtt létesített és annak követelményeit nem teljesítô HMV rendszerekre vonatkozik, és ezek mikrobiológiai felügyeletére ad követelményeket. A W551 számú elôírás azon követelménye, hogy a HMV rendszerben megengedett maximális lehûlés 5 C, igen szigorú feltételeket szab a cirkulációs rendszer méretezésére és üzemeltetésére. A hômérséklethatárok betartását a Németországban a HMV vezetékekre elôírt a fûtési vezetékekével egyezô vastagságú és minôségû hôszigetelési követelmények jelentôsen egyszerûsítik. DN100 méretig a vezetékeket a csôátmérôvel lényegében egyezô vastagságú, legfeljebb 0,04 W/mK hôvezetési tényezôjû hôszigeteléssel kell ellátni; DN100-tól az elôírt szigetelési vastagság 100 mm (ld. 1. táblázat). A DVGW W553 célja, hogy egyszerû méretezési módszert adjon a cirkulációs rendszerek méretezéséhez úgy, hogy a W551 elôírásait biztonsággal be lehessen tartani. Az elôírás három méretezési eljárást ismertet. Az ú.n. gyorseljárás legfeljebb két lakást ellátó rendszerek méretezésére ad igen egyszerû elôírásokat, amelyek a kivitelezô mester számára is lehetôvé teszik a cirkulációs rendszer méreteinek elméleti felkészültséget nem igénylô egyszerû, gyors meghatározását. Az egyszerûsített és a részletes eljárás korlátozás nélkül alkalmazható egymás alternatívájaként a gyorseljárás alkalmazásának feltételeit nem teljesítô rendszerekre. Az egyszerûsített eljárás számos elhanyagolást és egyszerûsítést enged meg a részletes eljáráshoz képest a biztonság irányában. Alkalmazásával egyszerûsíthetô és csökkenthetô a méretezés számításigénye, ennek ára azonban a rendszer bizonyos túlméretezése. A részletes eljárást akkor érdemes alkalmazni, ha az egyszerûsített eljárásból következô túlméretezést és az ebbôl következô nagyobb beruházási és üzemeltetési költséget már nem kívánjuk vállalni. Fontos hangsúlyozni, hogy bármelyik eljárás alkalmazásának feltétele a hôszigetelési követelmények egyidejû betartása. A gyorseljárás A gyorseljárás alkalmazhatóságának feltétele, hogy a HMV rendszer legfeljebb két független lakást láthat el; az elôremenô vezetékek összes hossza nem lehet nagyobb 30 méternél; a leghosszabb ágvezeték nem le-

8 8. rész, fejezet, 2. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész het 20 méternél hosszabb; a szivattyú utáni visszacsapó szelep ellenállása kisebb 30 mbar-nál. Ebben az esetben a HMV elôremenô vezetékeket a fogyasztók alapján kell méretezni; a párhuzamos cirkulációs vezetékek belsô átmérôje egységesen minimum 10 mm kell legyen. A cirkulációs szivattyú névleges mérete DN15, a keringtetett térfogatáram minimum 200 l/óra, a minimális emelômagasság 1m kell legyen. Az egyszerûsített eljárás Az egyszerûsített és részletes eljárás egymás alternatívájaként alkalmazható. Mindkét eljárás alapvetô gondolatai: 1. a méretezést fogyasztás nélküli állapotban kell elvégezni; 2. a számítást az elôremenô vezetékben megengedett maximális lehûlésre kell alapozni; 3. a cirkulációs hálózatot be kell szabályozni, amihez a méretezés során hidraulikai számítással kell az elôbeszabályozási értékeket meghatározni. A három gondolat közül az elsô némi magyarázatot igényel. A cirkulációs hálózatok méretezési módszerei ezt magától értetôdônek tekintik, hiszen ha van fogyasztás, annak a cirkulációt általában meghaladó térfogatárama gondoskodik arról, hogy a HMV ne hûljön a megengedett hômérséklet alá. A rendkívül kiterjedt, akár több ezer lakást egy közös hálózatba kapcsoló hazai rendszerekben ez nem feltétlenül van így, ugyanis a rendszer egyes részeiben éppen a más rendszer-részekben fellépô fogyasztás esetén szûnhet meg a cirkulációs keringés. Az ilyen nagy rendszerek méretezése alaposabb megfontolásokat igényel. A ma megvalósításra kerülô, ésszerû méretû rendszerekben a rendszer különbözô részein sztochasztikusan fellépô fogyasztás a hálózati lehûlés szempontjából mindenképpen kedvezôbb körülményeket teremt a fogyasztás nélküli állapothoz képest. A második gondolat annak indoklását igényli, hogy az elôremenô vezetékben a W553 szerint megengedett 2 C lehûlésre való méretezés garantálja a W551-ben szereplô maximum 5 C teljes lehûlés betartását. Az elôírás elôkészítésekor végzett mérések és modellvizsgálatok igazolták ennek teljesülését; az elôremenôben megvalósuló 2 C lehûlés mellett a teljes lehûlés várható értéke kb. 3,7 C. A harmadik gondolat teljesen nyilvánvaló, még ha a hazai gyakorlat nem is mindig követi: beszabályozás nélkül a cirkulációs hálózat feladatát teljesíteni nem tudja; mûködtetése víz- és energiamegtakarítás helyett csupán energiapazarlást eredményez!

9 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 3. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása A cirkuláltatandó tömegáram megállapításához meg kell határozni az elôremenô vezetékhálózat hôveszteségét. Ehhez ki kell számítani minden egyes vezetékszakasz hôveszteségét, és azt felszállónként, majd az egész rendszerre összegezni kell. A németországi hôszigetelési elôírások teljesülése esetén, valamint t HMV = 60 C és t körny 10 C mellett a DN100 alatti vezetékekre igaz, hogy q 11 W/m (ld /1. táblázat); illetve falhoronyban való vezetésnél q 7 W/m. A DVGW W553 egyszerûsített eljárása szerint az elôremenô összes hôvesztesége az elôremenô vezeték méretének meghatározása nélkül Σl i q i értékkel közelíthetô; ahol l i a vezetékszakaszok hossza, q i pedig a vezetés módjától függôen 11 vagy 7 W/m. Az elôremenôben megengedett lehûlés 2 C, ezért a HMV vezetékmenti hômérsékletváltozása elhanyagolható. Az összes (a felszállók legtávolabbi csapolójáig történô) lehûlés fedezésére keringtetendô térfogatáram: ΣQ ṁ cirk = i c t meg ahol t meg = 2 C. Az így kiadódó tömegáramot a beszabályozással kell a felszállók között megosztani. A fogyasztás nélküli esetben a cirkulációs szivattyú által keringett tömegáram az elsô szakaszon t 1 = Q 1 cṁ cirk lehûlést szenved, ennek értékét azonban nem szükséges kiszámítani. Azt a kérdést kell csupán eldönteni, hogy az elôremenô vezeték elsô elágazásánál milyen arányban osszuk meg a cirkulációs tömegáramot. A két ágon továbbhaladó ṁ A és ṁ B térfogatáramhoz Q A és Q B hôveszteségek tartoznak (és Q A + Q B = Σ Q Q 1 ), és mindkét irányban t = t meg t1 lehûlés engedhetô meg. Mivel és ezért ṁ A = t meg t 1 = Q A + Q B cṁ cirk Q A Q, továbbá ṁb = B, t meg t 1 t meg t 1 Q ṁ A = ṁ A Q cirk és ṁb = ṁ B cirk! Q A + Q B Q A + Q B Ezt az elvet rekurzív módon követve a cirkuláció tömegáramának megosztása minden csomópontban egyszerûen, a lehûlések számítása nélkül

10 8. rész, fejezet, 4. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész meghatározható. Ezek elvégzése után minden ág cirkulációs tömegáramát ismerjük. Meg kell határozni például megengedett áramlási sebesség, vagy fajlagos nyomásveszteség alapján a cirkulációs vezetékek átmérôjét, majd a tömegáramok és a vezetékméretek ismeretében el kell végezni a hidraulikai számítást, beleértve a beszabályozó szelepek elôbeállítási értékeinek meghatározását. A DVGW W553 a cirkulációs vezetékben 0,2 0,5 m/s, maximum 1,0 m/s áramlási sebességet javasol. Mivel az elôremenô vezeték mérete a cirkulációénál jellemzôen nagyobb különösen, hogy a Németországban elôírt jó hôszigetelés miatt igen kis cirkulációs térfogatáramok, így lényegesen kisebb áramlási sebességek adódnak; ezért a DVGW W553 egyszerûsített módszere megengedi, hogy a hidraulikai számítást csak a cirkulációs vezeték súrlódási nyomásveszteségére végezzék el. A teljes hálózat összes nyomásvesztesége (súrlódási és alaki ellenállások összege) a hálózat kialakításától függôen a cirkulációs vezeték súrlódási nyomásveszteségének 1,2 1,4-szereseként adódik. A részletes eljárás A részletes eljárás gondolatmenete és a méretezés lépései megegyeznek az egyszerûsített eljáráséval azzal a különbséggel, hogy itt nem élhetünk az ott alkalmazott közelítésekkel és elhanyagolásokkal. Az egyes elôremenô vezetékszakaszok hôveszteségét pontosan kell meghatározni; a maximum 2 C lehûlés miatt azonban az elôremenô vezeték lehûlését itt is nyugodtan elhanyagolhatjuk. A vezetékszakasz hôveszteségét a tényleges hômérséklet-különbség és a vezeték 1 méterére vonatkoztatott fajlagos hôátbocsátási tényezôje segítségével határozhatjuk meg: Q i = l i (t b,i t k,i ) k i, ahol l i a vezetékszakasz hossza; t b,i a HMV hômérséklete, t k,i a vezetékszakasz környezetének hômérséklete, k i pedig a vezetékszakasz 1 méretének fajlagos hôátbocsátási tényezôje: k i = Π 1 ln D λ D d α k D (α k a külsô hôátadási tényezô; d a csôvezeték, D a hôszigetelés külsô átmérôje; λ a hôszigetelés hôvezetési tényezôje). Megengedett a fajlagos hôátbocsátási tényezô 0,2 W/mK értékkel, vagy a külsô hôátadási tényezô _α k = 10 W/m 2 K értékkel való közelítése is.

11 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 5. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása A hôveszteségek összesítése után az összes cirkulációs tömegáram számítása, illetve annak ágankénti megosztása az egyszerûsített módszernél ismertetett módon végezhetô el. A vezetékek belsô átmérôjét az egyszerûsített eljárással egyezôen áramlási sebességre, vagy fajlagos nyomásveszteségre választhatjuk; az elôremenôben a HMV, a cirkulációs vezetékben a cirkulációs térfogatáramok alapján. A hidraulikai számítás során pontosan kell meghatározni a teljes cirkulációs kör ellenállását az elôremenô és a cirkulációs vezetéken is. A szivattyú emelômagasságát a legkedvezôtlenebb áramkör nyomásvesztesége alapján kell meghatározni; a kedvezôbb áramkörök beszabályozásához meg kell határozni az elôbeszabályozási értékeket. Az elôírás alkalmazása a hôszigetelési követelményeket nem teljesítô rendszerekben A DVGW W551, W552, W553 elôírásai hazánkban nem kötelezô érvényûek, de iránymutatóak a HMV rendszerek kialakításával és üzemeltetésével kapcsolatban. A legionella baktériumok elleni védekezés jelenlegi legmegbízhatóbb módszerének összes problémája ellenére (elsôsorban: megnövekedô hôveszteség, a vízkôkiválás kockázata, forrázásveszély) a W551 szerinti elegendôen magas hômérséklet fenntartását és a szintén elôírt rendszeres tisztítás és karbantartás együttesét tekinthetjük. A W553 gyors- és egyszerûsített eljárása közvetlenül csak az egyéb, elsôsorban szigorú hôszigetelési feltételek teljesülése esetén; a részletes eljárás gondolatmenete azonban bármilyen rendszerre alkalmazható. Gyengébb hôszigetelések esetén értelemszerûen nagyobb cirkulációs tömegáramokra kell számítanunk. Elôzetesen rögzítenünk kell a HMV termelôtôl a fogyasztókig megengedett lehûlést. A hôveszteség számításánál a vezetékmenti lehûlést elhanyagolhatjuk. Az adott (a HMV elôremenô vezeték méretezésébôl ismert) vezetékméretek és hôszigetelés miatt az elôremenô hálózat hôvesztesége meghatározható. A hazai változatos vastagságú és minôségû hôszigetelések miatt valószínûleg nem lehet olyan, a németországi 11 W/m értékhez hasonló, a vezetékmérettôl független, egységes és megbízható méretezést eredményezô fajlagos hôátbocsátási tényezôt találni; a különbözô elôremenô-szakaszok hôveszteségét különkülön, esetleg segéddiagramok és táblázatok segítségével kell meghatározni. Az összes cirkulációs tömegáram és különbözô ágak közötti megosztása a DVGW W553 szerinti módszerrel számítható. A HMV fogyasztáshoz képest a németországinál várhatóan nagyobbra adódó cirkulációs tömegáramok miatt az elôremenô és visszatérô hálózat pontos hidraulikai méretezése nem kerülhetô meg.

12 8. rész, fejezet, 6. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész A méretezés lépései 11. A HMV elôremenô vezetékek nyomvonalának és átmérôjének meghatározása a csapolóhelyek és csapolóegyenértékek ismeretében. 12. A cirkulációs vezeték csatlakozási pontjainak meghatározása. A cirkulációs keringetéssel célszerû a felszállók legtávolabbi csapolóit minél jobban megközelíteni. 13. A HMV hômérsékletének, a megengedett összes lehûlés és az elôremenôben megengedett összes lehûlés értékének megválasztása. Az elôremenôben és a rendszer egészében megengedett összes lehûlés alkalmas megválasztásával elérhetjük, hogy a lehûlésszámítást csak az elôremenôben kell elvégezni. 14. A HMV vezetékszakaszok hôveszteségének meghatározása. A lehûlésszámítás során az elôremenô vezeték lehûlését elhanyagolhatjuk; ez a tömegáramok kismértékû túlméretezését eredményezi. 15. A rendszer összes cirkulációs tömegáramának meghatározása a ṁ cirk = ΣQ i összefüggés segítségével. c t meg 16. A cirkulációs tömegáramok megosztása az elôremenô vezeték egyes ágai között, hôtermelôtôl távolodó rendben, a Q ṁ A = ṁ A beérkezô és ṁb = ṁ Q B beérkezô összefüggések se- Q A + Q B Q A + Q B gítségével. 17. A cirkulációs vezetékszakaszok átmérôjének meghatározása a 6. pontban meghatározott tömegáramok és az elôre rögzített megengedhetô áramlási sebességek alapján. 18. A mértékadó áramkör nyomásveszteségének számítása. 19. A cirkulációs szivattyú kiválasztása az összes keringetett térfogatáram és a mértékadó áramkör nyomásvesztesége alapján. 10. Az egyes ágak nyomásveszteségének számítása; a mértékadó áramkörhöz képesti nyomásveszteség-különbség számítása. 11. Az egyes ágak beszabályozó szelepeinek és azok elôbeállítási értékeinek számítása a 6. pontban meghatározott térfogatáramok és a 10. pontban meghatározott szükséges fojtások alapján. A megvalósult rendszer beszabályozó szelepeit a 11. pont szerinti elôbeállítási értékekre be kell állítani; a cirkulációs térfogatáram pontos értékeit beszabályozási eljárás során kell beállítani ( fejezet)!

13 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 7. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Méretezési példa Gyorseljárás Méretezési példa a DVGW W553 alapján. Két lakásos épület központi melegvíztermelôvel ( /1. ábra). A vezetékeken az /I. táblázat szerinti vastagságú, legfeljebb λ = 0,04 W/mK hôvezetési tényezôjû hôszigetelés van. A vezetékek anyaga félkemény rézcsô, forrasztott kötésekkel. Az elôremenô vezetékszakaszok átmérôjét az MSZ szabvány szerint a csapolóegyenértékek felhasználásával határozhatjuk meg /1. ábra A leghosszabb útvonal hossza 15m (1, 5 és 6 résszakasz) és így kisebb, mint 20 m. A cirkuláció által érintett HMV vezeték összes hossza 25,5 m, és ezzel kisebb, mint 30 m. A gyorseljárás alkalmazható. A cirkulációs vezeték átmérôinek megválasztása: C1 C3: belsô átmérô 10 mm (DN12) Szivattyú: DN 15; legalább 0,1 bar nyomásemelés 200 l/h vízszállításánál.

14 8. rész, fejezet, 8. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész Egyszerûsített eljárás Méretezési példa a DVGW W553 alapján. 32 lakásos társasház. A függôleges csôtervet a /2. ábra szemlélteti. A vezetékek anyaga félkemény rézcsô, forrasztott kötésekkel. A vezetékeken az /I. táblázat szerinti vastagságú, legfeljebb λ = 0,04 W/mK hôvezetési tényezôjû hôszigetelés van. Az elôremenô vezetékszakaszok átmérôjét az MSZ szabvány szerint a csapolóegyenértékek felhasználásával határozhatjuk meg. Az elôremenô vezetékek átmérôje az egyszerûsített eljárás szerinti méretezés szempontjából általában közömbös, kivéve a teljes hálózat nyomásveszteségének becslésénél alkalmazott p összes = 1,2 1,4 p cirk,súrl szorzótényezô választásánál /2. ábra 1. A HMV elôremenô vezetékek nyomvonalának és átmérôjének meghatározása a csapolóhelyek és csapolóegyenértékek ismeretében. Pl. MSZ , vagy a DIN alapján. 2. A cirkulációs vezeték csatlakozási pontjainak meghatározása A cirkulációt a felszállók végpontjáig vezettük, hogy az átkeringetés nélkül maradó vezetékek térfogata minél kisebb legyen. 3. A HMV hômérsékletének, a megengedett összes lehûlés és az elôremenôben megengedett összes lehûlés értékének megválasztása.

15 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 9. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása A hômérsékleteket a DVGW W551 és W553 alapján választjuk: t HMV = 60 C; a megengedett összes lehûlés t összes = 5 C; az elôremenôben megengedett lehûlés t HMV = 5 C. 4. A HMV vezetékszakaszok hôveszteségének meghatározása. A hôveszteségek meghatározását a /II. táblázat szemlélteti. Rögzítjük a szakaszok sorszámát (1. oszlop), hosszát (3. oszlop) és hogy szabadon, vagy falhoronyban vezetjük-e (S/F; 2. oszlop). Amelyik vezetékszakaszon mindkét fektetésmód elôfordul, ott a szakaszt megosztjuk (pl. 7.a. és 7.b.; 12.a.. és 12.b.). A fajlagos hôveszteség a fektetésmódtól függôen 11, illetve 7 W/m. Az 5. oszlop az egyes szakaszok hôveszteségét, a 6. oszlop az egyes felszállók hôveszteségét összegzi. A hálózat teljes hôvesztesége 1572 W. 5. A rendszer összes cirkulációs tömegáramának meghatározása a ṁ cirk = ΣQ i összefüggés segítségével. c t meg Az összes keringtetendô cirkulációs térfogatáram: V P = 1572 W 1 kg/l 1,2 WH/kg K 2 K = 655 l/h 6. A cirkulációs tömegáramok megosztása az elôremenô vezeték egyes ágai között A térfogatáramok megosztását az /3. táblázat szerint végezzük. Az összes térfogatáram 655 l/h, ami a 2. és 11. szakasz elágazásáig együtt halad. A 11. szakaszon áramló cirkulációs térogatáramnak a 11. szakasz, az 1. és 2. felszálló hôveszteségét kell fedeznie. Ezen szakaszok hôvesztesége = 382 W. Hasonlóan megállapítható, hogy a 2. szakaszon áramló cirkulációs térfogatáramnak 1135 W hôveszteséget kell fedeznie. A két hôveszteség = 1517 W hôvesztesége éppen az 1. szakasz 55 W hôveszteségével kisebb az összes hôveszteségnél. A csomópont számítását a táblázat 1. sorában végezzük. A csomóponthoz az 1. szakasz vezet (1. oszlop); a leágazás felé hôveszteség 382 W (2. oszlop); a fôág hôárama 1135 W (3. oszlop). Az összes hôveszteség az elôzô kettô összege, 1517 W (4. oszlop). A beérkezô összes térfogatáram 655 l/h (5. oszlop). A leágazás térfogatárama 382 W V a = 655 l/h = 165 l/h (6. oszlop) ; a fôág térfogatárama: 1517 W 1135 W V d = 655 l/h = 490 l/h (7. oszlop). A 8. oszlop ellenôrzô szá W mítás, a csomópontból kilépô két térfogatáram összege meg kell egyezzék a beérkezô térfogatárammal.

16 8. rész, fejezet, 10. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész A térfogatáramok megosztását az elôremenô vezeték mentén csomópontról csomópontra távolodva ezen a módon folytatjuk. 7. A cirkulációs vezetékszakaszok átmérôjének meghatározása A vezetékek átmérôjét áramlási sebesség alapján választjuk, a 6. táblázat szerint. A C1..C6, C11 vezetékek az elôremenô alapvezetékekkel párhuzamosan futó cirkulációs vezetékek; az 1 8. vezetékek a cirkulációs felszállók. A 3. oszlopban a vezetékek hosszát, a 4-ben térfogatáramát tüntettük fel. A választott átmérô a 6., a kiadódó áramlási sebesség a 7. oszlopban szerepel. 8. A mértékadó áramkör nyomásveszteségének számítása. A /IV. táblázat tartalmazza az egyes szakaszok nyomásveszteségének számítását. A 7. oszlopban az egyes szakaszok fajlagos súrlódási nyomásvesztesége szerepel mbar/m mértékegységben. Ezek az értékek táblázatokból (pl /I IV. táblázat), nomogramokból (ld ), vagy pontos hidraulikai számításból (ld ) határozhatók meg a csôvezeték mérete és a térfogatáram függvényében. A 9. oszlop az egyes szakaszok súrlódási nyomásveszteségét mutatja mbar mértékegységben, amelyet a 3. oszlopban szereplô hossz és a 8. oszlopban szereplô fajlagos súrlódási nyomásveszteség szorzataként kapunk meg. A 12. oszlop már együttesen tartalmazza az adott szakasz súrlódási és alaki ellenállásokból származó nyomásveszteségét. A példa 1,3-as szorzótényezôvel számol; az így kapott nyomásveszteség magába foglalja a párhuzamosan futó elôremenô vezeték nyomásveszteségét is. A mértékadó áramkör a 8. felszálló áramköre, amelyik ellenállása az 1., 2, 3., 4., 5., 6. alapvezeték-szakaszok és a 8. felszálló nyomásveszteségének összegébôl számítható, összesen 73 mbar. 9. A cirkulációs szivattyú kiválasztása az összes keringetett térfogatáram és a mértékadó áramkör nyomásvesztesége alapján. A keringtetett térfogatáram az 5. pont alapján 655 l/h. A szivattyú emelômagasságának számításánál figyelembe kell venni az olyan egyedi ellenállásokat, mint a visszacsapószelep és a hôtermelô. Ezek ellenállásának összege a jelen példában 60 mbar. A szivattyú szükséges emelômagassága = 133 mbar 1,3 m.

17 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 11. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása 10. Az egyes ágak nyomásveszteségének számítása; a mértékadó áramkörhöz képesti nyomásveszteség-különbség számítása. 11. Az egyes ágak beszabályozó szelepeinek és azok elôbeállítási értékeinek számítása Az egyes ágak nyomásvesztesége a 6. táblázat alapján összegezhetô. például: a 6. felszálló nyomásvesztesége 18 mbar; a mértékadó áramkör (8. felszálló) nyomásvesztesége a 6. felszálló és a 6. alapvezeték elágazásától = 33 mbar (6. alapvezeték és 8. felszálló). A 6. felszálló nyomásvesztesége tehát = 15 mbar értékkel kisebb, mint a mértékadó felszállóé. A többletet a beszabályozó szelepen kell fojtani, aminek mérete célszerûen DN15. Az elôbeállítási értéket a 6. felszálló 69 l/h térfogatáramánál és a fojtandó 15 mbar értéknél kell leolvasni; ennek értéke példánkban kb. 5,8 ( /3. ábra) /3. ábra Az elôbeállítási érték meghatározása a 6. felszálló beszabályozó szelepekre

18 8. rész, fejezet, 12. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész /I. táblázat Névleges átmérô A szigetelés vastagsága k R q W q W q W q W q W d a s ϑ = 55 ϑ =50 ϑ =45 ϑ =40 ϑ =35 mm x mm m W/m 2 K W/m W/m W/m W/m W/m DN x 1,0 0,02 0,14 7,6 6,9 6,2 5,5 4,8 DN x 1,0 0,02 0,15 8,5 7,7 6,9 6,2 5,4 DN x 1,0 0,02 0,17 9,4 8,5 7,7 6,8 6,0 DN x 1,0 0,02 0,19 10,5 9,6 8,6 7,7 6,7 DN x 1,5 0,03 0,18 9,9 9,0 8,1 7,2 6,3 DN x 1,5 0,03 0,21 11,3 10,3 9,2 8,2 7,2 DN x 1,5 0,04 0,2 10,8 9,8 8,8 7,8 6,8 DN x 2,0 0,05 0,2 11,1 10,1 9,1 8,0 7,0 DN x 2,0 0,06 0,2 11,1 10,0 9,0 8,0 7,0 DN 65 76,1 x 2,0 0,065 0,21 11,7 10,7 9,6 8,5 7,5 DN 80 88,9 x 2,0 0,08 0,21 11,4 10,4 9,4 8,3 7,3 DN x 2,5 0,1 0,21 11,3 10,3 9,2 8,2 7,2 DN x 3,0 0,1 0,23 12,9 11,7 10,5 9,4 8,2 DN x 3,0 0,1 0,26 14,5 13,2 11,9 10,5 9,2 DN x 3,0 0,1 0,33 18,2 16,5 14,9 13,2 11,6 DN x 3,0 0,1 0,38 21,1 19,2 17,2 15,3 13,4 Felhasznált irodalom DVGW W553 DVGW W551

19 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 13. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása /II. táblázat A melegvíz-vezeték hôveszteségének számítása egyszerûsített eljárást szemléltetô példában Részszakasz Szabadon/ Fajlagos Hossz falhoronyban hôveszteség Hôáram Összesen P/S L m W/m W W Elosztóvezetékek 1 S S S S S S S Csôvezetékek Strang1 12 a 1) S b 2) 14 F 7, F 2, Strang2 16 a 1) S b 2) 18 F 7, F 2, felszálló felszálló felszálló felszálló felszálló felszálló a S b 9 F 7, F 2, Összesen 1572

20 8. rész, fejezet, 14. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész /III. táblázat A cirkulációs térfogatáramok megosztása Részszakasz Hôáram Térfogatáram Leágazás Fôág Leágazások Fôág Ellenôrzô a csomóhôárama hôárama számítás a csomó- a csomó- térfogat- térfogat- pontokhoz pontokban pontokban árama árama Q a Q d Q a + Q d V V a V d V d = V a V W W W l/h l/h l/h l/h ) ) = = = = = = ) = Megjegyzések: 1) a mintában: balra az 1-es stranghoz 2) a mintában: balra a 8-es stranghoz 3) Strang 2

21 Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész, fejezet, 15. oldal 8. rész 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása /IV. táblázat A cirkulációs vezeték csôátmérôjének és nyomásveszteségének meghatározása Szelep l V z V z d a w z R I R Σζ Z I R + Z 1) p D VE 2) m l/h l/s m/s mbar/m mbar mbar mbar mbar Gyûjtôvezetékek C ,37 0,7 4 5 C ,43 1,3 3 4 C ,4 1, C ,35 0, C ,3 0, C ,38 1, C ,35 1, Cirkulációs felszálló vezetékek ,23 0, ,16 0, , ,16 0, , ,18 0, , ,2 0, , ,25 1, , ,19 0, , ,25 0, Z Megjegyzések: 1) = 1,3 I R + Z = 1,3 I R I R 2) Elôbeállítás A szivattyú szállítási nyomása = ( ) + 60 = 133 mbar (8-as keringetô-vezeték) + (RV)

22 8. rész, fejezet, 16. oldal 8.6. Épületek vízhálózatának kialakítása Épületgépészet a gyakorlatban 8. rész