Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность ГВС, мощность БКН(змейки), время прогрева и т.п.
В этой статье рассмотрим практические задачи для нахождения объемов накопления горячей воды, мощности нагрева ГВС. Мощности нагревательного оборудования. Время готовности горячей воды для различного оборудования и тому подобное.
Рассмотрим примеры задач:
Задача 1. Найти мощность проточного водонагревателя
Проточный водонагреватель - это водонагреватель объем воды, в котором может быть настолько мал, что его существование бесполезно для накопления воды. Поэтому считается, что проточный водонагреватель не предназначен аккумулировать горячую воду. И мы это не учитываем в расчетах.
Дано: Расход воды равен 0,2 л/сек. Температура холодной воды 15 градусов Цельсия.
Найти: Мощность проточного водонагревателя, при условии, что он нагреет воду до 45 градусов.
Решение
Ответ: Мощность проточного водонагревателя составит 25120 Вт = 25 кВт.
Практически не целесообразно потреблять большое количество электроэнергии. Поэтому необходимо аккумулировать(накапливать горячую воду) и уменьшать нагрузку на электропровода.
Проточные водонагреватели имеют не стабильный прогрев горячей воды. Температура горячей воды будет зависеть от расхода воды через проточный водонагреватель. Датчики переключения мощности или температуры не позволяют хорошо стабилизировать температуру.
Если хотите найти выходную температуру существующего проточного водонагревателя при определенном расходе.
Задача 2. Время нагрева электрического водонагревателя (бойлера)
Имеем электрический водонагреватель объемом 200 литров. Мощность электрических тэнов 3 кВт. Необходимо найти время нагрева воды с 10 градусов до 90 градусов Цельсия.
Дано:
Wт = 3кВт = 3000 Вт.
Найти: Время, за которое объем воды в баке водонагревателя нагреется с 10 до 90 градусов.
Решение
Потребляемая мощность тэнов не меняется от температуры воды в баке. (Как меняется мощность в теплообменниках, рассмотрим в другой задаче.)
Необходимо найти мощность тэнов, как для проточного водонагревателя. И этой мощности будет достаточно нагреть воду за 1 час времени.
Если известно, что с мощностью тэнов в 18,6 кВт бак нагреет воду за 1 час времени, тогда не сложно посчитать время с мощностью тэнов на 3 кВт.
Ответ: Время нагрева воды с 10 до 90 градусов с емкостью 200 литров составит 6 часов 12 минут.
Задача 3. Время нагрева бойлера косвенного нагрева
Рассмотрим для примера бойлер косвенного нагрева: Buderus Logalux SU200
Номинальная мощность: 31.5 кВт. Тут не понятно, из каких соображений это найдено. Но посмотрите таблицу ниже.
Объем 200 литров
Змейка сделана из стальной трубы DN25. Внутренний диаметр 25 мм. Наружный 32 мм.
Гидравлические потери в трубе-змейке указывают 190 мБар при расходе 2 м3/час. Что соответствует 4.6 .
Конечно, это сопротивление велико для воды и новой трубы. Скорее всего были заложены риски на зарастание трубопровода, на теплоноситель с большой вязкостью и сопротивление на соединениях. Лучше указать заведомо большие потери, чтобы кто-либо не просчитался в расчетах.
Площадь теплообмена 0,9 м2.
Помещается в трубу-змейку 6 литров воды.
Длина этой трубы-змейки примерно 12 метров.
Время прогрева пишут 25 минут. Тут не понятно, как это посчитали. Смотрим таблицу.
Таблица мощности змейки БКН
Рассмотрим таблицу определения мощности змейки
Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 32,8 кВт
При этом в контуре ГВС расход 805 л/час. Затекает 10 градусов выходит 45 градусов
Другой вариант
Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 27,5 кВт
Затекает в змейку теплоноситель с температурой 80 градусов с расходом 2 м3/час.
При этом в контуре ГВС расход 475 л/час. Затекает 10 градусов выходит 60 градусов
Другие характеристики
К сожалению, я Вам не предоставлю расчет времени нагрева бойлера косвенного нагрева. Потому что это не одна формула. Тут переплетения множество значений: Начиная от формул коэффициента теплопередачи, поправочные коэффициенты для разных теплообменников (так как конвекция воды тоже вносит свои отклонения), и заканчивается это итерацией расчетов по измененным температурам с течением времени. Тут, скорее всего в будущем я сделаю калькулятор расчета.
Вам придется довольствоваться тем, что нам говорит производитель БКН(Бойлера косвенного нагрева.)
А говорит нам производитель следующее:
Что вода будет готова через 25 минут. При условии, что затекать в змейку будет 80 градусов с расходом 2 м3/час. Мощность котла, дающий нагретый теплоноситель не должна быть ниже 31,5 кВт. Готовая к приему вода считается 45-60 градусов. 45 градусов помыться в душе. 60 это очень горячая вода, например для мыться посуды.
Задача 4. Сколько необходимо накопить горячей воды для того, чтобы помыться 30 минут в душе?
Рассчитаем для примера с электрическим водонагревателем. Так как электрический тэн имеет постоянную отдачу тепловой энергии. Мощность тэнов 3 кВт.
Дано:
Холодная вода 10 градусов
Минимальная температура из крана 45 градусов
Максимальная температура нагрева воды в баке 80 градусов
Комфортный расход вытекающей воды из крана 0,25 л/сек.
Решение
Сначала найдем мощность, которая обеспечит данный расход воды
Ответ: 0,45 м3 = 450 литров воды понадобится для того, чтобы помыться накопленной горячей водой. При условии, что тэны не нагревают воду в момент потребления горячей воды.
Многим может показаться, что нет учета входа холодной воды в бак. Как рассчитать потерю тепловой энергии, когда в воду 80 градусов попадает температура воды 10 градусов. Явно будет идти потеря тепловой энергии.
Это доказывается следующим образом:
Энергия, затраченная на нагрев бака с 10 до 80:
То есть в баке объемом 450 литров с температурой 80 градусов уже содержится 36 кВт тепловой энергии.
Из этого бака мы забираем энергию: 450 литров воды с температурой 45 градусов (через кран). Тепловая энергия воды объемом 450 литров с температурой 45 градусов = 18 кВт.
Эта доказывается законом сохранения энергии. Изначально в баке было 36 кВт энергии, забрали 18 кВт осталось 18 кВт. Эти 18 кВт энергии содержат воду с температурой 45 градусов. То есть 70 градусов поделили пополам получили 35 градусов. 35 градусов + 10 градусов холодной воды получаем температуру 45 градусов.
Тут главное понять, что такое закон сохранения энергии. Эта энергия из бака не может убежать не понятно куда! Мы знаем, что через кран вышло 18 кВт, а в баке изначально был 36 кВт. Забрав у бака 18 кВт мы понизим температуру в баке до 45 градусов (до средней температуры (80+10)/2=45).
Давайте теперь попробуем найти объем бака при нагреве бойлера до 90 градусов.
Использованная энергия потребления горячей воды на выходе из крана 18317 Вт
Ответ: Объем бака 350 литров. Повышение всего на 10 градусов уменьшило объем бака на 100 литров.
Многим может показаться это не реально. Это можно объяснить следующим образом: 100/450 = 0,22 это не так уж и много. Разница сохраненной температуры (80-45)
Докажем, что это справедливая формула другим способом:
Конечно это грубый теоретический расчет! В теоретическом расчете мы учитываем то, что температура в баке между верхним и нижним слоем мгновенно перемешивается. Если учитывать факт того, что вверху вода горячее, а внизу холоднее, то объем бака можно уменьшить на разницу температур. Не зря вертикальные баки считаются более эффективными по сохранению тепловой энергии. Так как чем больше высота бака, тем выше разница температур между верхним и нижним слоем. При быстром расходовании горячей воды, эта разница температур выше. Когда расхода воды нет, очень медленно температура в баке становится равномерной.
Мы просто 45 градусов спустим на 10 градусов ниже. За место 45 будет 35 градусов.
Ответ: За счет смещения температур мы уменьшили объем бака еще на 0,35-0,286=64 литра.
Мы рассчитали при условии, что в момент потребления горячей воды тэны не работали и не нагревали воду.
Давайте теперь посчитаем при условии , что бак начинает нагревать воду в момент потребления горячей воды.
Добавим еще мощности 3 кВт.
За 30 минут работы мы получим половину мощности 1,5 кВт.
Тогда нужно вычесть эту мощность.
Ответ: Объем бака составит 410 литров.
Задача 5. Расчет дополнительной мощности на ГВС
Рассмотрим частный дом площадью 200 м2. Максимальное потребление мощности на обогрев дома 15 кВт.
Проживают в доме 4 человека.
Найти: Дополнительную мощность для ГВС
То есть нам необходимо найти мощность котла с учетом: Мощности обогрева дома + нагрев горячей воды.
Для этой цели лучше использовать схему № 4:
Решение
Необходимо найти, сколько литров горячей воды потребляет человек в сутки:
В СНиП 2.04.01-85* указано, что по статистике на одного человека уходит 300 литров в сутки. Из них 120 литров на горячую воду с температурой 60 градусов. Это городская статистика перемешена с людьми, которые не привыкли тратить столько воды в сутки. Могу предложить свою статистику потребления: Если Вы любите принимать горячие ванны каждый день – Вы можете расходовать 300-500 литров горячей воды в сутки только на одного человека.
Объем воды в сутки на 4 человека:
То есть к мощности обогрева дома 15 кВт необходимо прибавить 930 Вт.=15930 Вт.
Но если учитывать факт того, что ночью (с 23:00 – 7:00) вы не потребляете горячую воду, то получится 16 часов, когда Вы потребляете горячую воду:
Ответ: Мощность котла = 15 кВт + 1,4 кВт на ГВС. = 16,4 кВт.
Но в таком расчете есть риск, того, что в момент большого потребления горячей воды в определенные часы вы надолго остановите обогрев дома.
Если хотите иметь хороший расход горячей воды для частного дома, то выбираем БКН не менее 30 кВт. Это позволит Вам иметь неограниченный расход 0,22 л/сек. с температурой минимум 45 градусов. Мощность котла при этом не должна быть меньше 30 кВт.
А вообще в задачах этой статьи был уклон на сохранение энергии. Мы не рассматривали, что происходит в конкретный момент, а пошли для расчета другим путем. Мы пошли по бесспорному методу сохранения энергии. Затраченная энергия на выходе из крана потом будет равна энергии приходящей от котлового оборудования. Зная мощности в двух разных местах можно найти затраченное время.
Однажды обсуждали расчет ГВС на форуме: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=7&t=78
|
Если Вы желаете получать уведомления о новых полезных статьях из раздела: Сантехника, водоснабжение, отопление, то оставте Ваше Имя и Email. |
||
| Комментарии (+) [ Читать / Добавить ] |
Серия видеоуроков по частному дому
Часть 1. Где бурить скважину?
Часть 2. Обустройство скважины на воду
Часть 3. Прокладка трубопровода от скважины до дома
Часть 4. Автоматическое водоснабжение
Водоснабжение
Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения
Самовсасывающие поверхностные насосы. Принцип работы. Схема подключения
Расчет самовсасывающего насоса
Расчет диаметров от центрального водоснабжения
Насосная станция водоснабжения
Как выбрать насос для скважины?
Настройка реле давления
Реле давления электрическая схема
Принцип работы гидроаккумулятора
Уклон канализации на 1 метр СНИП
Схемы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной попутной системы отопления Петля Тихельмана
Гидравлический расчет однотрубной системы отопления
Гидравлический расчет лучевой разводки системы отопления
Схема с тепловым насосом и твердотопливным котлом – логика работы
Трехходовой клапан от valtec + термоголовка с выносным датчиком
Почему плохо греет радиатор отопления в многоквартирном доме
Как подключить бойлер к котлу? Варианты и схемы подключения
Рециркуляция ГВС. Принцип работы и расчет
Вы не правильно делаете расчет гидрострелки и коллекторов
Ручной гидравлический расчет отопления
Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов
Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС
Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность змейки, время прогрева и т.п.
Конструктор водоснабжения и отопления
Уравнение Бернулли
Расчет водоснабжения многоквартирных домов
Автоматика
Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны
Трехходовой клапан для перенаправления движения теплоносителя
Отопление
Расчет тепловой мощности радиаторов отопления
Секция радиатора
Закрытое акционерное общество «Нижневартовская районная электростанция» (сокращенное название – ЗАО «Нижневартовская ГРЭС») – это электростанция регионального масштаба, являющаяся одним из ключевых поставщиков электроэнергии на Урале.
ГРЭС находится на территории поселка городского типа Излучинск Нижневартовского р-на ХМАО - Югры, что на самом берегу речки Вах в 15-ти км от районного административного центра. «Нижневартовская ГРЭС» находится в собственности совместно учрежденного общества (соучредители: ОАО «Оптовая генерирующая компания № 1» и «Тюменская национальная компания - ВР»). В организационную структуру общества входят 23 отдела.
История развития
После запуска в 1993-м г. энергоблока блока № 1 возведение ГРЭС было приостановлено. Подрядные работы восстановились только через 7 лет - в 2000 г. в рамках реализации инвестпрограммы федеральной энергетической системы России. 14.11.2003 г. был запущен энергетический блок №2. Осенью 2006 г. Нижневартовская ГРЭС была присоединена к ОАО «ОГК № 1» как структурный филиал. В декабре 2007 г. Постановлением руководящего органа «ОГК № 1» легализировано ЗАО «Нижневартовская ГРЭС», на баланс которого были переданы два функционирующих энергетических блока ГРЭС (включено в уставной капитал).
Производственные показатели
Установленная электрическая мощность ГРЭС (по состоянию на конец 2010 года) составила порядка 1600 МВт. Для генерации энергии установлены два паросиловых энергетических блоков по 800 МВт каждый. Тепловая производительность электростанции - 758 Гкал/час. ГРЭС работает на природном газе, в 2010 году поставки необходимого энергетического сырья осуществлялась за счёт приобретения у ОАО «ТНК ВР Холдинг».
В 2012 году было произведено электрической энергии – 12 477 млн кВт*ч, что на 0,01 % больше, чем в 2011 году и на 10 % больше, чем в 2010 г. Затрачивается условного топлива на выработку электроэнергии – 302,7 г/кВтч. Отпуск тепла – 220,1 тысяч Гкал. На производство единицы тепловой энергии расходуется условного топлива 168,7 кг/Гкал.
Запуск первого энергетического блока произошел в начале1993-го года, а второго – десятилетием позже.
Инвестиционные планы
В соответствии с условиями Контракта о совместной инвестдеятельности в обязанности ОАО «ОГК-1» включено возведение третьего энергетического блока в два этапа. Сначала будет введен энергоблок № 3.1 (410-450 МВт) со сроком завершения до конца 2013 года. Завершение второго этапа строительства с запуском энергоблока № 3.2 (410 МВт) ожидается к 2016 году. Топливом для новых блоков станет добываемый в регионе с месторождений ТНК-ВР попутный газ.
В 2010 г. был согласован поставщик основного оборудования - компания «General Electric», и также главный проектант - ОАО «Институт ТЭП». В 2011 году определен генподрядчик - ОАО «ВО «Технопромэкспорт». Инвестиционные вливания в реализацию данного проекта составят 40,46 млрд рублей.
Структура капитала и управления
Весь стопроцентный пакет акций ЗАО «Нижневартовская ГРЭС» является собственностью общества «NVGRES HOLDING LTD» (NHL). В то время как 75% (без одной акции) в уставном фонде NHL принадлежат ОАО «ОГК-1», 25% плюс одна акция (блокирующий пакет) находится во владении «ТНК-ВР». Оба предприятия вместе реализуют инвестпроект по возведению энергоблока под № 3 станции на базе двух ПГУ-450 МВт.
Руководитель, гендиректор - Лариошкин Виктор Анатольевич.
На самом деле, у меня сейчас небольшая паника, так как совершенно не представляю о чем писать. Это уже не первая ГРЭС, которую я снимаю для «Интер РАО» и мое вообоажение немного иссякло. Но, сидя снова в зале ожидания Шереметьево, перед вылетом в Тюмень, можно чего-нибудь придумать. Благо самолеты и аэропорт настраивают на приятный лад и течение мыслей.
А паровая турбина нового энергоблока, пущенного в этом году, которую вы видите на первой фотографии, очень напомнила мне гиперпривод какого-то космического корабля. :)
1. Сначала традиционный обзор старой части. Ну как старой. Этой станции чуть больше 20 лет.
2. Первый энергоблок был пущен 30 января 1993 года. Несмотря на развалившийся Союз и полный коллапс экономики были найдены средства чтобы не бросить почти готовый энергоблок и не превратить его в великий недострой. На фотографии начальник смены станции (или, как ещё принято неофициально называть людей в этой должности - «ночной директор станции») Игорь Бурматов, рядом (в спецовке) – начальник смены электрического цеха Евгений Кулигин, победитель в номинации «Лучший по профессии» на Всероссийских соревнованиях оперативного персонала ТЭС с ПГУ – 2013.
3. Увы, такая участь постигла второй блок, строительство которого было законсервировано до 2000 года. И только в рамках инвестиционной программы реконструкции Российской энергосистемы работы были продолжены и блок дал ток в единую энергосистему 14 ноября 2003 года. По какому-то мистическому совпадению между всеми тремя включениями в сеть энергоблоков НВ ГРЭС разница ровно в 10 лет: 1993 - 2003 - 2013.
4. Сейчас это одна из самых современных электростанция в России. Ее мощность, с учетом пущенного в этом году третьего энергоблока, составляет 2 013 МВт.
5. Тяжелая операторская работа. Еще и девушка с камерой.
6. На этой станции основным и резервным топливом является попутный газ Белозёрного и Нижневартовского ГПК.
7. Станция была построена в первую очередь для нужд нефтегазодобывающих компаний, расположенных в Ханты-Мансийском автономном округе. Кроме того станция снабжает электричеством и теплом жителей и предприятия поселка Излучинска.
8. Она считается одной из самых экологически чистых электростанций, ее технологические процессы имеют высокую степень автоматизации.
9. Паропроводы от котла к паровой турбине. Давление в трубе - 250 кг/см квадратный. Температура – 545 градусов.
10. Визуальный контроль масляной системы генератора.
11. Первые два блока имеют одинаковую мощность - 800 МВт.
12. Как я уже говорил, станция отличается высокой степенью автоматизации и контроля. От одной установки в систему заведено более 2000 различных параметров.
13. Это резервный пульт управления.
14. Машинист энергоблока Алексей Цой, представитель династии Цой на Нижневартовской ГРЭС. Победитель конкурса «Лучший по профессии - 2014», равно как его брат - электромонтер диспетчерского оборудования и телеавтоматики Дмитрий Цой.
16. Акционерами предприятия «Нижневартовская ГРЭС» являются компании «Интер РАО» и «Роснефть».
17. Питательный турбонасос энергоблока №2.
19. Система подвесов паропроводов.
20. Визуальный контроль отклонения паропровода.
21. Дутьевой вентилятор энергоблока №2.
23. А теперь пройдем на новый блок. Выводы генератора.
24. Паровая турбина и ее генератор нового энергоблока.
25. Газовая турбина. Общая мощность новой ПГУ - 413 МВт
26. Какие-то нетипичные (для меня по крайней мере) виды парогазовой установки. на самом деле это дымоход.
27. Я же говорю, что это похоже на гиперпривод!
28. Блочный щит управления нового энергоблока.
30. На пресс-конференции:)
31. Огромное спасибо пресс-службе и всем сотрудникам Нижневартовской ГРЭС за гостеприимство и прекрасную экскурсию по станции.
Местоположение: Ханты-Мансийский АО – Югра, Нижневартовский р-н, г.п. Излучинск
Установленная электрическая мощность станции: 2 013 МВт
Установленная тепловая мощность: 758 Гкал/час
Основное и резервное топливо: попутный газ Белозёрного и Нижневартовского ГПК
Аварийное топливо для отопительно-пусковой котельной: мазут
Ввод в эксплуатацию - 30 января 1993 года
Нижневартовская ГРЭС является одним из основных поставщиков электроэнергии Уральского федерального округа. Она была построена в первую очередь для нужд нефтегазодобывающих компаний, расположенных в самом большом районе Ханты-Мансийского автономного округа - Югре. Кроме того станция снабжает электричеством и теплом жителей и предприятия поселка Излучинска. Нижневартовская ГРЭС считается одной из самых экологически чистых электростанций, ее технологические процессы имеют высокую степень автоматизации.
После запуска в 1993 году первого энергоблока строительство ГРЭС было законсервировано и возобновилось в 2000 году в рамках инвестиционной программы Российской энергосистемы. 13 октября 2003 года в промышленную эксплуатацию запущен энергоблок № 2.
В 2014 году был введён в эксплуатацию энергоблок № 3 установленной мощностью 413 МВт. На новом энергоблоке установлено уникальное парогазовое оборудование, отвечающее самым современным нормам экологической безопасности и энергоэффективности.
Акции ЗАО «Нижневартовская ГРЭС» принадлежат NVGRES HOLDING LIMITED (NHL). 75 % минус 1 акция в уставном капитале NHL принадлежат АО «Интер РАО - Электрогенерация», а 25 % плюс 1 акция принадлежат ОАО «НК «Роснефть».
**************************************** ************
Нижневартовская ГРЭС - тепловая электростанция (ГРЭС), расположена в рабочем поселке Излучинск Нижневартовского района ХМАО, в 15 км от города Нижневартовска, на берегу реки Вах. Принадлежит ЗАО «Нижневартовская ГРЭС» - совместному предприятию ОАО «ОГК-1» и ОАО "Роснефть". Установленная электрическая мощность станции составляет на конец 2010 года 1600 МВт, она включает два паросиловых энергоблока по 800 МВт. Тепловая мощность станции - 758 Гкал/час.
Первый энергоблок был введён в эксплуатацию 30 января 1993 году. Дальнейшее строительство было законсервировано до 2000 года, возобновившись в рамках инвестиционной программы Российской энергосистемы.
Второй энергоблок был запущен 14 ноября 2003 года. Работы по строительству выполняло ОАО «Энергостройинвест-Холдинг».
В 2014 году был введён в эксплуатацию энергоблок № 3 установленной мощностью 413 МВт
**************************************** *************
Нижневартовская ГРЭС является электростанцией, расположенной в рабочем поселке Излучинск Нижневартовского района ХМАО, на расстоянии 15 км от города Нижневартовска, на берегу реки Вах.
В настоящее время ЗАО «Нижневартовская ГРЭС» принадлежит NVGRES HOLDING LIMITED (NHL) – совместному предприятию энергетических компаний ОАО «ОГК-1» (75% без 1-ой акции) и ТНК-ВР (25% плюс 1 акция).
По состоянию на начало декабря 2013-го года установленная электрическая мощность станции составляла 1,6 ГВт (2 паросиловых энергоблока по 800 МВт каждый), теплофикационная мощность – 758 Гкал/час.
Среднегодовая выработка электроэнергии Нижневартовской ГРЭС составляет 12,5 млрд. кВт∙ч, отпуск тепла – 220 тысяч гигакалорий.
Что касается эффективности работы самой молодой и, пожалуй, самой экологически чистой электростанции в Европе, то ее удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии составляет 302,7 грамма на кВт∙ч, на отпуск тепловой энергии – 168,7 кг/Гкал.
В промышленную эксплуатацию первый из двух 800-мегаваттных энергоблоков был введен 30-го января 1993-го года. Затем строительство станции было законсервировано до 2000-го года, в котором было возобновлено в рамках инвестиционной программы Российской энергосистемы.
В настоящее время на станции ведутся работы по монтажу двух энергетических блоков электрической мощностью 410 МВт каждый, ввод в эксплуатацию которых должен быть осуществелн до конца 2015-го года.
Электрическая мощность: 2 013 МВт
Тепловая мощность: 758 Гкал/ч
Годовая выработка электричества: 11 908 млн. кВт*ч
Год ввода в эксплуатацию: 1993 г.
Основное топливо: газ
Вспомогательное топливо: газ
Состояние: в эксплуатации