Használati melegvízellátás
(HMV)
AZ IGÉNY IDŐBELI VÁLTOZÁSA
Szakaszos üzem: Szociális intézmények, ipari intézmények
műszakváltása Egyetlen fogyasztó
Folyamatos üzem változó terheléssel Lakóépületek, kórházak, irodaépületek
Folyamatos üzem állandó terheléssel: Uszodák vízforgató berendezései
Tárolók szükségessége!
0 1 2 3 4 5 6 121110 987 13 14 15 181716 23 2422212019 ( h)
q m( l/s )
Feltöltési idő Feltöltési idő Feltöltési idő
Termelés
Fogyasztás
Fogyasztás
Termelés
( l/s )mq
19 20 21 22 242316 17 181514137 8 9 10 11 126543210 ( h)
0 1 2 3 4 5 6 121110 987 13 14 15 181716 23 2422212019
q m( l/s )
Fogyasztás Termelés
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: Vízellátás
HELYI HMV KÉSZÍTÉS TÁROLÓS RENDSZERREL
„Töltés” illetve „kisütés” üzem Kisebb teljesítmény igény Korlátozott vízmennyiség
Szabadkifolyású, elektromos üzemű, melegvíz tároló (5..10l-es tárolóval) ~1-1,5kW
Alkalmazási terület: konyhák, kisebb fogyasztóhelyek egyetlen
vízvételi hely ellátása.
Hátrányai: Csak egy vízvételi hely kiszolgálása
A tároló nyomás alá nem helyezhető
Előnyei: Kis méret, könnyű elhelyezhetőség
Egyszerű szerkezet
Helyi, kis vízigények könnyű ellátása
Nagynyomású, zárt rendszerű melegvíztároló (nyomás alá helyezhető)
Alkalmazható eszköz elektromos vízmelegítőként, illetve közvetett fűtésű melegvíz tárolóként, háztartások HMV ellátására
Mérete 10..300 (falra erősítés esetén statikai vizsgálat)
Elektromos fűtés esetén a hátrányai: nagy lekötött elektromos energiaigény
(2..4kW)
hosszú felfűtési idő (4..6h)
Energia bevitel
Elektromos fűtőpatron (P[W])
Visszacsapószelep
HidegMeleg
Termosztát
Biztonsági
szelep
Biztonsági szelep
Pmax < 8bar
Energia bevitel:
- Elektromos fűtőpatron (P[W])
- Vizes hőcserélő
Visszacsapószelep
M
Termosztát
H M HNyomáscsökkentő
Pmax < 6bar
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: Vízellátás
HELYI HMV KÉSZÍTÉS ÁTFOLYÓS RENDSZERREL
A termelés és az elvétel egy időben történik
Legfontosabb jellemzői a szükséges teljesítmény (gáz, elektromos), illetve a termelt víz mennyiség (l/pec)
Gázüzemű átfolyó rendszerű készülék:
Alkalmazási terület: konyhák, kisebb fogyasztóhelyek
egyetlen vízvételi hely ellátása. (~10kW, 5lperc)
Fürdőszobák, lakások több vízvételi hely (de nem egyidejű) ellátására (~25kW, 12l/pec)
Hátrányai: Nagy teljesítmény igény
Korlátozottan szabályozott vízmennyiség
Korlátozott hőmérséklet szabályozás (állandó, vagy közel állandó bevezetett teljesítmény
Korlátozott távolság a termelés és a felhasználás között
Előnyei: Helyi, kis vízigények könnyű ellátása
Kis helyigény
Biztonsági szelep
Pmax < 8bar
Energia bevitel:
- Elektromos fűtőpatron (P[W])
- Gáz
Visszacsapószelep
M H M H
]/[
][][
percl
kWQCCt
V
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: Vízellátás
KÖZPONTI HMV KÉSZÍTÉS
Egy-egy épület vagy kisebb épületcsoport vízellátására
Részei: Hőforrás: mely általában az épület
fűtőkazánja, vagy távhőellátó rendszer hőcserélője, vagy önálló hőtermelő berendezés
Bojler a beépített csőkígyóval (belső hőcserélő), vagy önálló hőtermelés
Szabályozó termosztát Biztonsági szerelvénycsoport
Fogyasztásmérés
Visszaáramlás gátlás
Csővezetékek szigetelése
Közintézményeknél helyi vagy központi keverő egység (kórház, bölcsőde, kollégium, iskola stb.). Növeli a szolgáltatás biztonságát
Cirkulációs vezeték
Energia bevitel:
Vizes hőcserélő
Termosztát
Melegvíz Hidegvíz
Kevert
melegvíz
Termosztát
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: Vízellátás
CIRKULÁCIÓS VEZETÉK
Egy-egy épület vagy kisebb épületcsoport vízellátására
Részei: Hőforrás, mely általában a épület
fűtőkazánja, vagy távhőellátó rendszer hőcserélője, vagy önálló hőtermelő berendezés
Bojler a beépített csőkígyóval (belső hőcserélő)
Szabályozó termosztát Biztonsági szerelvénycsoport
Fogyasztásmérés
Visszaáramlás gátlás
Csővezetékek szigetelése
Közintézményeknél helyi vagy központi keverő egység (kórház, bölcsőde, kollégium, iskola stb.). Növeli a szolgáltatás bizotnságát
Cirkulációs vezeték
Termosztát
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: Vízellátás
Használati melegvíztermelés
napkollektorral
NAPKOLLEKTOROK ENERGIAMÉRLEGE
Forrás: Naplopó KFT.
Kollektorok energia átalakítási viszonyai átlagos napsugárzás esetén
Üresjárási hőmérséklet!
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
NAPKOLLEKTOROK HATÁSFOKA
Forrás: Naplopó KFT.
A kollektor felületére érkező napsugárzás hőmennyiségeHatásfok =
A kollektorból a hőhordozó közeggel elvezetett hőmennyiség
A hatásfok képlete: = 0 - a1 .X - a2 . QNap . X2
Ahol:
0 [-], [%] az optikai hatásfok (hatásfok X=0 esetén),
a1 [W/(m2·K)] az elsőfokú tag együtthatója,
a2 [W/(m2·K2)] a másodfokú tag együtthatója,
X = (Tkoll-Tlev) / QNap [K/(W/m2)] a hatásfok paramétere
Tkoll = (Tkoll, be+Tkoll, ki )/2 [°C] a kollektor közepes hőmérséklete,
Tkoll, be [°C] a kollektorba belépő közeghőmérséklet,
Tkoll, ki [°C] a kollektorból kilépő közeghőmérséklet,
QNap [W/m2] a napsugárzás teljesítménye
Egy napkollektor hatásfoka 0, a1 és a2 megadásával definiálható.
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
NAPKOLLEKTOROK HATÁSFOKA
Forrás: Naplopó KFT.
Szabványos ábrázolási mód az X-érték függvényében
X = (Tkoll-Tlev) / QNap
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
VÁKUUMCSÖVES KOLLEKTOROK
Forrás: Naplopó KFT.
Hőcső működése (Heat pipe)
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
A NAPKOLLEKTOROS HMV TERMELŐ BERENDEZÉSEK MÉRETEZÉSÉNEK ALAPELVEI
1lhmv – 35Wh (∆t=30°C, c=4,2KJ/kgK, ρ=1000kg/m3)
Közelítő számítás 75% energiaarányhoz:
1,5m2 /fő kollektor felület
50l/fő tároló térfogat
- Éves
energiaarány
(zöld/kék)
25
Literhmv/m2
50
75
100
0
l/nap/m2
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
A NAPKOLLEKTOROS HMV TERMELŐ BERENDEZÉS ALAPKAPCSOLÁSA
Részei:
Tároló a Szolár hőcserélővel
Összekötő csővezeték (anyaga általában réz),
Hidarulikus blokk
Szivattyú
Tágulási tartály
Biztonsági szerelvények
Kollektor
Szabályozó egység
Tartályhőmérő (Thmv)
Kollektor hőmérő (Tk)
Alapszabályozási stratégia: Szivattyú akkor
kapcsol be, ha Tk-Thmv>5-10°C
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
NAPKOLLEKTOROS HMV TERMELŐ BERENDEZÉSEK RÁSEGÍTŐ FŰTÉS KAPCSOLÁSA
Forrás: Naplopó KFT.
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral
NAPKOLLEKTOROS HMV TERMELŐ BERENDEZÉSEK KIEGÉSZÍTŐ BERENDEZÉS KAPCSOLÁSA
Forrás: Naplopó KFT.
BME Építészmérnöki kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék
©Szikra Csaba: HMV termelés napkollektorral