Как рассчитать емкостный водонагреватель для горячего водоснабжения (ГВС)?

При определении размеров системы горячего водоснабжения (ГВС) следует учесть два важных фактора: по гигиеническим причинам объем установки ГВС должно быть как можно меньше, однако, для удобства он должен быть настолько большим, насколько это необходимо. Таким образом, параметры установки следует рассчитывать максимально точно.

На практике для определения нужного объема ГВС применяют несколько подходов:

параметры жилых зданий обычно рассчитываются согласно DIN 4708, часть 2, с их рекомендациями учитывается оборудования отдельных квартир, погрузка / количество пользователей, а также по коэффициентам одновременности определяется показатель потребления N;
для установок, работающих по принципу проточного нагревателя, например, станции приготовления чистой воды, расчет параметров может также осуществляться по пиковой расходом согласно DIN 1988-300.

Виды потребления горячей воды

Различают следующие виды потребления воды:

Нерегулярное потребление горячей воды (школы, промышленные зоны, гостиницы, спортивные комплексы с душевыми). Для зданий с нерегулярным потреблением расчет параметров часто осуществляется на основании кратковременной нагрузки / максимальный отбор воды в течение 10 минут. С одной стороны, размеры системы ГВС не должны быть слишком большими, с другой стороны, должен быть учтен при нагревании водонагревателя пиковон потребление. Тепловая нагрузка и пропускная способность должны быть достаточными для надлежащего нагрева питьевой воды в интервале между пиковыми нагрузками.
Постоянное потребление горячей воды (предприятия по переработке пищевых продуктов, ванные комнаты). Для помещений с постоянным потреблением горячей питьевой воды параметры ГВС рассчитываются по постоянному потреблению пользователей (долговременное нагрузки). При этом, ключевыми факторами являются размер теплообменника и тепловая мощность.
Значительное потребление горячей воды (системы наполнения водонагревателя). Для очень большого потребления параметры ГВС рассчитываются как по краткосрочным, так и по долгосрочным нагрузкам.
Отопительные системы с особыми требованиями к температур обратных магистралей (системы централизованного теплоснабжения). Если в отношении температур обратной магистрали отопительной системы действуют особые требования, то целесообразно рассчитывать параметры системы с длительным нагрузкам.
В таблице (рис. 1) приведены характеристики возможных бойлеров Vitocell Viessmann. Все водонагреватели поставляются с теплоизоляцией. Водонагреватели с классом енергофективности A (например, CUGA-A) дополнительно оснащены вакуумной панелью, за счет которой достигается показатели соответственно класса эффективности A согласно Директиве о требованиях к экологического проектирования продукции, связанной с потреблением энергии (ErP). Горизонтальные и вертикальные водонагреватели с номинальным объемом ≤300 л закреплены пеной. Вертикальные водонагреватели с номинальным объемом> 300 л поставляются с отдельной теплоизоляцией.

Таблица 1. Характеристики бойлеров Vitocell Viessmann

Расчеты для жилья

Рассмотрим определения размера бойлера для жилых зданий. Основанием для определения является стандарт DIN 4708 «Центральные водонагревательные установки», часть 2.

Согласно показателя потребления N выбирается емкостный водонагреватель с соответствующим коэффициентом мощности NL (NL ≥ N). Коэффициент мощности NL емкостного водонагревателя можно сформулировать как кратковременное нагрузки в течение 10 минут. Согласно этому «коротким отбором» определяются размеры тех установок для приготовления горячей воды, в которых в течение короткого времени должно быть нагрета определенное количество воды, которая затем должна использоваться в течение длительного времени для нагрева, например, на промышленных предприятиях или в школах (режим пиковой нагрузки ). Кратковременное нагрузки (в течение 10 минут) определяется исключительно запасом воды (объемом).

Для определения потребления необходимы следующие данные:

все санитарное оборудование на всех этажах, например, согласно рабочим строительным чертежам, данным архитектора или застройщика;
количество жилых помещений (количество комнат) без вспомогательных помещений, таких как кухня, коридор, ванная или кладовая, например, согласно рабочим строительным чертежам, данным архитектора или застройщика;
количество человек на одну жилую единицу (нагрузки); но если количество человек в жилую единицу определить невозможно, то, исходя из количества комнат r в соответствующей жилищной единицы, с помощью таблицы (рис. 2) можно определить статистическую нагрузку p.
Необходимо определить потребление в точках отбора, учитываются. Данные приведены в таблице (рис. 3).
В рамках определения потребления тепла для приготовления горячей воды всех жилых единиц, в которые поставляется тепло, осуществляется перерасчет на потребление тепла для приготовления горячей воды в данной жилищной единицы.

Таблица 2. Статистическая нагрузка p

Например, для жилой единицы установлены следующие данные:

Количество комнат r = 4 комнаты.
Нагрузка p = 3,5 человека.
Потребление в точке отбора wv = 5820 Вт ч (для ванны).
Тогда потребления тепла для приготовления горячей воды по жилищной единицы на 3,5 человека - 5820 Вт ч = 20370 Вт ч соответствует показателю потребления N = 1, где N - сумма потребления тепла для приготовления горячей воды всех жилых единиц, в которые поставляется тепло, разделенные на потребление тепла для приготовления горячей воды в жилой единицы.

n - количество жилых единиц одного вида; p - нагрузка на жилую единицу одного вида; v - количество точек отбора одного вида на жилую единицу одного вида; wv - потребление в точке отбора в Вт ч (n · p · v · wv) определяется для каждой точки, что учитывается, жилой единицы одного вида.

Таблица 3. Стандартное потребление в точках отбора

После расчета показателя потребления N, можно выбрать необходимый емкостный водонагреватель с соответствующей температурой магистрали подачи системы отопления. При этом нужно выбирать емкостной водонагреватель, показатель NL которого (см. Таблицу на рис. 4, в полном объеме эти данные можно найти в приложении Viessmann Vi-Books по ссылке) не меньше N. Показатель потребления N является идентичен количества жилых единиц в строительном объекте. Это количество не обязательно соответствует количеству квартир.

Таблица 4. Коэффициент мощности NL для выбора накопительного водонагревателя

Ниже приведем форму для расчета потребления тепла для приготовления ГВС в жилых зданиях (рис. 5).

После расчета показателя потребления N, в таблицах соответствующих технических паспортов можно выбрать необходимый емкостный водонагреватель по показателю температуры магистрали подачи системы отопления (например, 80 ° C) и температуры запаса воды в емкости (60 ° C). При этом нужно выбирать емкостной водонагреватель, показатель NL которого является не меньше N.

Таблица 5. Форма для расчета потребления тепла для приготовления ГВС в жилых зданиях

Расчеты размера бойлера Viessmann для других групп потребителей (промышленные предприятия, общежития, спортивные залы, сауны и т.д.), можно найти в приложении Vi-Books в инструкции проектирования систем ГВС.