dimenzování vodní otopné soustavy -...

Dimenzování vodní otopné soustavy- etážová soustava s nuceným oběhem -

Ing. Roman Musil, Ph.D.

katedra technických zařízení budov

ČVUT v PRAZE, Fakulta stavební - katedra technických zařízení budov

Princip výpočtu

� cílem je vyvážená funkční soustava, která je charakterizována rovnováhou mezi dynamickým přetlakem a tlakovými ztrátami

� postup výpočtu :� návrh profilu potrubí dle hmotnostního průtoku

� hydraulické posouzení tlakových ztrát s dynamickým tlakem

� nastavení regulačních prvků soustavy

Schéma soustavy - nucený x přirozený oběh

TT

tla

k č

ep

rad

la

rozd

íl h

ust

oty

Schéma etážové soustavy s nuceným oběhem

� etážová soustava je charakteristická pro lokální bytové vytápění bytových domů se samostatnými zdroji tepla a jednopodlažní RD (bungalov)

� není převýšení mezi zdrojem a OT - nutný nucený oběh (použití přirozeného oběhu je v případě použití závěsného plynového kotle nemožné)

Hydraulický výpočet otopné soustavyNávrh potrubí

1. zakreslení schématu pro výpočet (izometrie, rozvinutý řez …)

2. stanovení okruhu s největší tlakovou ztrátou

3. stanovení úseků pro okruh s největší tlakovou ztrátou

4. přenášený výkon jednotlivých úseků

5. výpočet hmotnostního průtoku

6. předběžný návrh světlostí

Hydraulické posouzení tlakových ztrát

1. výpočet tlakové ztráty třením (přesný nebo z tabulek)

2. stanovení vřazených odporů úseků – součinitel ξ (dzéta)

3. výpočet tlakové ztráty vřazenými odpory

4. stanovení celkové ztráty soustavy

Návrh čerpadla

1. dle tlakové ztráty a průtoku

Zaregulování soustavy

1. výpočet tlakové ztráty dalšího okruhu

2. stanovení tlaku a průtoku pro zaregulování

3. nastavení regulační armatury

Výpočet otopné soustavyNávrh potrubí




Výpočet otopné soustavyNávrh potrubí




4. přenášený výkon jednotlivých úseků

5. výpočet hmotnostního průtoku

Přenášený výkon úseku a hmotnostní průtok

Q = m . c . ∆t [W]

m – hmotnostní průtok [kg/s]c – měrná tepelná kapacita otopné vody [J/kg.K]∆t – teplotní spád otopné soustavy [K]

…stačí jen dosadit dobře jednotky kapacity ☺…

4,2 kJ/kg.K

( ) ( ) ( ) ( )21212121tt

Q86,0

tt

Q

163,1

1

tt163,1

Q

ttc

Qm

−

⋅=

−

⋅=

−⋅

=

−⋅

=

=

=

=

=

⋅=

K.kg

Wh163,1

K.kg

Wh

3600

4186

K.kg

kWh

3600

186,4

K.kg

kWs186,4

Kkg

kJ186,4c

( ) ( ) ( ) ( )21212121tt

Q00024,0

tt

Q

4186

1

tt4186

Q

ttc

Qm

−

⋅=

−

⋅=

−⋅

=

−⋅

=

Výpočet otopné soustavyHydraulické posouzení tlakových ztrát


Teplonosná látka Rozsah w (m.s-1) (max) Průměrná w

(m.s-1)

Teplovodní soustava s přirozeným oběhem vody 0,05 až 0,3 (1,0) 0,2

Teplovodní soustava s nuceným oběhem vody 0,2 až 1,0 (3,0) 0,6

Dálkové horkovodní rozvody 1,0 až 4,0 1,5

METODA OPTIMÁLNÍ RYCHLOSTI V POTRUBÍ

Potrubní síť Rychlost w

(m s-1)

měrná tlaková ztráta R

(Pa m-1)

uvnitř obytných budov

pro přípojky k otopným tělesům a stoupací potrubí 0,3 až 0,7 60 až 100

uvnitř obytných budov

pro horizontální rozvodné potrubí ve sklepě 0,8 až 1,5 110 až 200

vně obytných budov u CZT 2,0 až 3,0 200 až 400

uvnitř průmyslových objektů

pro přípojky k otopným tělesům a stoupací potrubí 0,8 až 2,0 110 až 250

vně průmyslových objektů u CZT 2,0 až 3,0 200 až 400

METODA EKONOMICKÉ MĚRNÉ TLAKOVÉ ZTRÁTY


1. výpočet tlakové ztráty třením (přesný nebo z tabulek) – R [Pa/m]






� ∆p = R . l + Z [Pa]

ztráty třením :

Σ (R . l) [Pa]

ztráty místními odpory :

Z = Σξ . v2. ρ / 2 [Pa]

Návrh čerpadla nebo posouzení tlaku čerpadla a OS

Návrh čerpadla podle vypočtené tlakové ztráty a průtoku

1. celková tlaková ztráta soustavy

2. hmotnostní průtok soustavy

3. návrh čerpadla z diagramu

4. nastavení výkonového stupně čerpadla (v případě vícestupňového…)

Charakteristické křivky

čerpadla a potrubní sítě


Návrh čerpadla podle vypočtené tlakové ztráty a průtoku

1. celková tlaková ztráta soustavy

2. hmotnostní průtok soustavy

3. návrh čerpadla z diagramu

4. nastavení výkonového stupně čerpadla (v případě vícestupňového…)

návrh vyhoví (nastavení stupně výkonu) návrh nevyhoví (volba jiného čerpadla)


Návrh inteligentního čerpadla

1. elektronickou regulací umožňuje udržovat konstantní tlak či tlakový rozdíl

2. šetří elektrickou energii při snižování průtoku (výkonu) soustavy

Výpočet otopné soustavyZaregulování soustavy

1. výpočet tlakové ztráty dalšího okruhu

2. stanovení tlaku a průtoku pro zaregulování

tlaková ztráta okruhu 1 = tlaková ztráta okruhu 2 (škrcení na okruhu 2)

3. nastavení regulační armatury

okruh 1 okruh 2


regulační armatury a připojení otopného tělesa

DETAIL NAPOJENÍ OTOPNÉHO TÌ LESA

Zaregulování soustavy

regulační armatury a připojení žebříkového otopného tělesa

Jednovtoková regulační armatura

Připojovací regulační armatura – přívodní potrubí

Připojovací šroubení–zpětné potrubí


nastavení regulační armatury

Půdorys bytové jednotky:

Výpočet Δp na konci úseku č.4-4´: DTk4-4’=CZTo-(R.l+Z)5-(R.l+Z)5’ -(R.l+Z)4-(R.l+Z)4’

Zbytný tlak na RRV = dispoziční Δp vstupující do úseku - (R.l+Z)přívodního+zpětného vedlejšího úseku

Z PROJEKTU NÁVRH Z TABULKY VÝPOČET

Úsek

Přenášený Hmotnostní Délka

DN

w R ∑ ξ R . l Z

R . l + ZDispoziční

tlak na konci úseku

Yt

výkon průtok úseku l [m/s] [Pa/m] [-] [Pa] [Pa]

[-]

[W] [kg/h] [m] [Pa][Pa]

7 1018

58

1,0D17x2,0

0,051 4 17 4,0 22,1 26,1 3346,5 0,79

7´ 1018

58

1,0D17x2,0

0,051 4 17,7 4,0 23,0 27,0

∑ (R . l + Z)53,1

Dispoziční tlak vstupující do úseku (2)3372,6

Zbytný tlak pro snížení na RRV 3319,5 >pmin

=3kPa => VYHOVÍ

Nastavení RRV otopného tělesa v 1.06 3,5

Přednastavení regulačního ventilu – těleso VK

Přednastavení regulačního ventilu– žebříkové těleso ventil V-exakt

dimenzování vodní otopné soustavy -...

Documents