Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Návrh veľkosti zásobníkov TÚV

Článok je zameraný na návrh veľkosti zásobníkov, ktorý bol odvodený z pozorovaní odberu vody vo vymeníkových staniciach. Základom návrhu je poznanie užívateľských vlastností spotrebiteľa na jednej strane a zároveň poznanie predbežnej spotreby teplej vody na odberné miesto (tým sa myslí celodenná spotreba v odbere pre rodinu, rodinný dom, alebo väčší zdroj).

1. ZÁKLADNÉ ÚDAJE

Podkladom pre určenie závislosti veľkosti zásobníka na prípravu TÚV boli merania, ktoré boli aplikované v troch zdrojoch - vymeníkových staniciach v Košiciach. Údaje, ktoré som získala, boli presným zaznamenaním odberu vody v priebehu dňa, týždňa a mesiaca. Na vstupe do vymeníkovej stanice bol osadený združený vodomer a prístroj, korý zaznamenával okamžitý prietok s intervalom načítania 3 minúty. Takýchto meraní som za deň získala 480. Takéto merania som urobila v priebehu 14-tich mesiacov. Výstup z merania obsahoval údaje o čase, okamžitom prietoku na hlavnom a vedľajšom vodomere. Diagramy, ktoré som získala, mi umožnili určiť charakteristický týždeň pre každú vymeníkovú stanicu. Tieto vymeníkové stanice boli rôznej veľkosti a s rôznym obyvateľstvom.

Pre všetky tri typy vymeníkových staníc boli charakteristické odberové špičky v doobedňajších a poobedňajších časoch.


Obr. 1: Príklad typického priebehu spotreby TÚV v priebehu dňa

Analýza denného priebehu:

  • Najväčšie odbery som namerala v dňoch pracovného voľna a cez sviatky. V týchto dňoch nedochádza ku veľmi výrazným špičkám, priebeh spotreby je rovnomernejší, s menšími výkyvmi.
  • V dňoch pracovného voľna nastupuje aj časový posun rastu spotreby TÚV do neskorších ranných hodín. Zaujímavosťou je, že priebeh meraných veličín vo všetkých troch vymeníkových staniciach v dňoch pracovného pokoja mal veľmi podobný priebeh, odlíšené sú iba maximálne hodnoty spotreby v perióde a priemerné hodnoty, ktoré sú závislé od veľkosti spotrebiska.

Počas pracovných dní je priebeh spotreby teplej úžitkovej vody rozličný, závislý od prevažujúceho druhu obyvateľstva.

Vym. stanica Deň Vstr,t Vmax Vd priemerné
Ročné meranie   prietok (m3/hod)
objekt č. 2 Pondelok 4,464 6,55 4,464
29631 m3.rok-1 Utorok 7,64 4,824
3,38 m3.hod-1 Streda 7,35 4,824
1345 obyvateľov Štvrtok 8,35 max 4,896
  Piatok 8,28 4,968
  Sobota 7,63 4,428
  Nedeľa 8,05 4,824
 
objekt č. 3 Pondelok 3,06 4,57 2,7
25360 m3.rok-1 Utorok 4,42 2,844
2,89 m3.hod-1 Streda 4,69 2,88
947 obyvateľov Štvrtok 4,73 2,916
  Piatok 4,22 2,952
  Sobota 6,29 3,456
  Nedeľa 6,85 max 3,744
 
objekt č. 1 Pondelok 3,78 6,92 3,312
32852 m3.rok-1 Utorok 6,74 4,6
3,75 m3.hod-1 Streda 7,1 4,356
1693 obyvateľov Štvrtok 9,47 4,104
  Piatok 8,68 3,096
  Sobota 8,03 2,916
  Nedeľa 10,16 max 3,312
Tab. 1: Stanovenie maximálnej, priemernej spotreby za deň a týždeň

Vd   je priemerná spotreba určená v m3.hod-1 v priebehu 24 hodín
Vstr,t   je priemerná spotreba určená v m3.hod-1 za týždeň
Vmax   je maximálna spotreba určená v m3.hod-1 v danom dni
Kh   súčiniteľ hodinovej nerovnomernosti spotreby tepla za deň
Kd   súčiniteľ dennej nerovnomernosti spotreby tepla za týždeň

2. VYHODNOTENIE ÚDAJOV

Nasledujúce súčtové grafy sú zostavené na stanovenie veľkosti zásobníka Vz a maximálneho tepelného príkonu v priebehu dňa ΔQmax na určenie menovitého tepelného výkonu ohrevu. Pre hodnotenie boli vybrané najnepriaznivejšie celodenné odbery s prepočítaním na hodinové intervaly. Keďže sústavy majú akumuláciu, krátkodobé špičkové výkyvy neovplyvnia výrazne teplotu teplej úžitkovej vody.

  Vdenné
(m3)
Qdenné
(kWh)
Qstratové
(kWh)
Qcelkové
(kWh)
ΔQmax
(kWh)
Vz
(m3)
Qm
(kW)
Počet
obyvateľov
Objekt č. 3 117,42 6145 3073 9220 1125 21,5 384,2 947
Objekt č. 2 89,64 4691 2345 7036 1073 20,5 293,2 1345
Objekt č. 1 110,99 5809 2904 8713 1150 22 363 1693
Tab. 2: Výsledné hodnoty získané zo súčtových diagramov

Kde:
Qm   menovitý tepelný výkon ohrevu   (kW)
Vz   objem zásobníka z odberového diagramu   (m3)
ΔQmax   maximálny rozdiel súradníc medzi krivkou dodávky a krivkou odberu   (kWh)
Qcelkové   celkové množstvo tepla potrebné na ohrev TÚV za 24 hodín   (kWh)
Qstratové   tepelné straty pri ohreve a distribúcii TÚV za deň   (kWh)
Qdenné   celkové množstvo tepla na prípravu a distribúciu TÚV za 24 hodín   (kWh)
Vdenné   objemové množstvo TÚV za deň   (m3)

Pre každý objekt je možné presne určiť percentuálne množstvo v danom okamihu. Pomocou svojich meraní som mohla určiť hodinové rozpätie spotreby, vyjadrené v % ku celodennej spotrebe. Spotrebu som rozdelila do časových periód:
0-4,00 hod (4,5%), 5-7,00 hod (3,5%), 8-12,00 hod (25%), 13-17,00 hod (28%), 18-23,00 hod (38%), 24-0,00 hod (1%).

Vysledovaním priebehov vo všetkých troch objektoch som zistila, že kolísanie odberu sa pohybuje v celodennom meradle okolo 10 % nad a pod priemer. Teda v globále možno predpokladať, že ak sa určia charakteristické odbery v priebehu dňa, bude možné podobnú prevádzku pomerne spoľahlivo nadimenzovať s rezervou 10 %. Táto analýza mi umožnila zostaviť závislosť pre určenie objemu zásobníkov TÚV pre rôzny počet osôb. Pre upresnenie som pridala 2 objekty, kde som zostrojila podľa odberu predošlých troch objektov súčtové grafy a odčítať objem zásobníka a množstvo tepla potrebné na ohrevnú vložku zásobníka v čase odberovej špičky.


Graf 1: Príklad návrhu zásobníka a požadovaného výkonu pre 1000 obyvateľov

Jedná sa o dva zdroje - objekt č. 4 - s počtom obyvateľstva 44 osôb a priemernou spotrebou 2,3 m3 za deň a objekt č. 5 s počtom obyvateľstva 910 osôb a priemernou dennou spotrebou 70,5 m3 za deň. Priemernú spotrebu som navýšila o požadovaných 10 %. Výsledkom zo súčtového grafu sú údaje:
Pre objekt č. 4 - 44 obyvateľov s rozmanitou štruktúrou obyvateľstva, objem zásobníka V = 0,47 m3 a množstvo tepla potrebné na ohrev vykurovacej vložky zásobníka TÚV v čase špičky Q = 24 kWh, menovitý tepelný výkon ohrevu = 10 kW.
Pre objekt č. 5 - 910 obyvateľov s rozmanitou štruktúrou obyvateľstva, objem zásobníka V = 14 m3, množstvo tepla potrebné na ohrev vykurovacej vložky zásobníka TÚV v čase špičky Q = 750 kWh, menovitý tepelný výkon ohrevu = 239,6 kW.
Keďže závislosť pre výkon zásobníka je kvadratická, je využiteľná iba v intervale od 0 do 2500 obyvateľov.

ZÁVER

Pre určenie veľkosti zásobníka je potrebné jednoznačne poznať správanie spotrebiteľov a spôsob života. Vo veľkej miere je spotreba podobná percentuálnemu vyjadreniu, ktorý je uvádzaný v článku. Výkyvy v spotrebe boli namerané iba cez obdobie sviatkov - štedrý deň a Silvester. Spotreba v týchto dňoch však nebola väčšia, ale mala iba jednu odberovú špičku (cez obed), ktorá nedosahovala maximálne odbery bežných dní. Grafy sú vhodné pre väčšie zásobníky bytových domov, domov pre bývanie a aj pre centrálnu prípravu TÚV. Pri takomto režime odberu vody je zásobník vo veľkosti 21-25 % celodennej spotreby vody, ak počítame s priebežným dohrevom zásobníka cez deň.
Do budúcnosti budú spracované aj návrhy objemov zásobníkov a výkonov aj pre iné percentuálne vyjadrenie spotreby cez deň - odberová špička v doobedňajších hodinách a odberová špička v poobedňajších hodinách.

 
 
Reklama