Tomasz Cholewa
Politechnika Lubelska
Streszczenie
Sektor gospodarki komunalnej zużywa znaczne ilości energii na cele ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Dlatego też ważnym zagadnieniem staje się między innymi właśnie zwiększenie sprawności systemów przygotowania ciepłej wody użytkowej.
Dlatego też w tym artykule zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych procesu przygotowania ciepłej wody użytkowej w wodnym zbiorniku magazynującym.
Głównym celem badań była ocena wpływu umieszczenia dwóch różnych przegród poziomych wewnątrz zbiornika na zjawisko stratyfikacji termicznej oraz sprawność energetyczną układu przygotowania ciepłej wody użytkowej.
Badania były prowadzone w skali półtechnicznej na stanowisku badawczym, które jest zlokalizowane w jednym z laboratoriów Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej.
Głównym elementem stanowiska badawczego był wodny, zaizolowany termicznie zbiornik magazynujący o pojemności 350 dm3, w którym przygotowywana była ciepła woda użytkowa. W dolnej części zbiornika umieszczona jest stalowa wężownica grzewcza (26,9x2,3 mm) o długości 18 m za pomocą której następował podgrzew magazynowanej wody. Wężownicę grzewczą wewnątrz zbiornika zasilano czynnikiem grzewczym o stałej temperaturze równej 55°C przez 6 godzin podczas każdej z serii pomiarowych.
Na wysokości 43 cm (poniżej góry zbiornika) umieszczano w zbiorniku przegrody poziome wykonane ze stali o grubości 0,7 cm.
Badane dwie przegrody różniły się między sobą sposobem ukierunkowania przepływu magazynowanej wody wewnątrz zbiornika.
Przy zastosowaniu jednej z badanych przegród (przegroda A) przepływ magazynowanej wody wewnątrz zbiornika odbywał się jego środkiem. Natomiast przy zastosowaniu drugiej przegrody (przegroda B) przepływ był możliwy przy ściankach zbiornika.
W celu oceny wpływu zastosowania przegród wewnątrz zbiornika na efektywność energetyczną systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej wykonano po 3 serii pomiarowe dla każdej z analizowanych dwóch przegród oraz dla zbiornika bez przegrody, w których zmieniano profil rozbioru ciepłej wody użytkowej.
Stwierdzono, że zastosowanie przegrody poziomej wewnątrz zbiornika magazynującego prowadzi do zwiększenia temperatury magazynowanej wody, która jest pobierana ze zbiornika w porównaniu do zbiornika bez przegrody. Jest to spowodowane zmniejszeniem oddziaływania napływającej wody zimnej do zbiornika na temperaturę magazynowanej wody w górnych partiach zbiornika. Najwyższe temperatury pobieranej wody osiągnięto dla przegrody z przepływem przy ściankach zbiornika (przegroda B) i były one tym większe w porównaniu do zbiornika bez przegrody im większy był jednorazowy pobór magazynowanej wody.
Dlatego też zastosowanie przegród wewnątrz zbiornika pozwala zmniejszyć zużycie energii do podgrzania magazynowanej wody do temperatury wymaganej przez użytkownika (55°C), nawet o 14% i 20% w porównaniu do zbiornik bez przegrody, odpowiednio przy zastosowaniu przegrody A oraz przegrody B.
Słowa kluczowe
efektywność energetyczna; badania eksperymentalne
Pełny tekst
PDF (English)
