CZ22863U1 - Zkušební okruh pro měření hydraulických vlastností tepelných jednotek technických zařízení budov - Google Patents

Description

Qblast techniky

Technické řešení se týká zkušebního okruhu pro měření hydraulických vlastností tepelných jed5 notek technických zařízení budov.

Dosavadní stav techniky

Topné okruhy instalované v budovách, obsahující tepelné zdroje, akumulační nádrž, vytápěné aparatury, přenosná potrubí atd., vyžadují pro svůj spolehlivý a efektivní chod osazení vhodně navrženými čerpadly, která by co nejlépe zajišťovala pohyb teplonosného média mezi jednotlivýií) mi částmi takovéhoto tepelného okruhu. Špatné navržení výkonu těchto čerpadel může mít vážný vliv na práci celého topného okruhu. Poddimenzované čerpadlo způsobuje nedostatečný pohyb teplonosného média topným okruhem, přetěžuje topné těleso a nedostatečně zásobuje vytápěné aparatury. Předimenzované čerpadlo naopak vlivem příliš rychlého odvodu teplonosného média od zdroje tepla způsobuje jeho neúplný ohřev a snižuje tak kvalitu celého otopu. Vedlejším důs15 ledkem předimenzování čerpadla je i předražení celé instalace a dražší provoz celého tepelného ohřevu. Ten je dán vyšším nepotřebným výkonem čerpadel a snížením účinnosti ohřevu teplonosného média.

Důvodem proč je tolik obtížné takovýto návrh provést je velké množství možných použitých materiálů o různých drsnostech, dále odpory záhybů potrubí, odpory sít a případných filtrů atd., které nej sou pro j ednotky j ednotné.

Návrh výkonu čerpadel byl doposud realizován pouze empiricky pomocí vzorců a zkušeností pracovníka provádějícího daný výpočet. Je zde však třeba počítat s určitou mírou nepřesnosti, jelikož výpočty jsou založeny na odhadovaném určení takových koeficientů, jako jsou viskozita teplonosného média, povrchové tření uvnitř jednotek a spojovacích součástí, těsnosti propojení jednotlivých prvků topného okruhu atd. To vše jsou tabulkou dané hodnoty, jejichž přesné stanovení má výrazný vliv na celé řešení a pro každý případ je zcela odlišné.

Cílem technického řešení je představit zařízení pro exaktní měření hydraulických vlastností tepelných jednotek technických zařízení budov, sloužící ke zjištění tepelných a tlakových ztrát. Podstata technického řešení

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry zkušební okruh pro měření hydraulických vlastností tepelných jednotek technických zařízení budov, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z přívodního potrubí a odvodního potrubí, mezi nimiž je uspořádáno čerpadlo, přičemž přívodní potrubí je opatřeno vstupním tlakovým čidlem a odvodní potrubí je opatřeno výstupním tlakovým čidlem a průtokoměrem, přičemž volné konce potrubí jsou opatřeny spoji pro propoje35 ní na měřenou jednotku.

Ve výhodném provedení jsou tlaková čidla napojena na vstupní potrubí a výstupní potrubí z jejich spodní strany.

V jiném výhodném provedení jsou tlaková čidla a průtokoměr propojena s elektrickou ústřednou pomocí datového kabelu, bezdrátové komunikace nebo jiným způsobem.

V jiném výhodném provedení je vstupní potrubí opatřeno vstupním měřicím termočlánkem, výstupní potrubí je opatřeno výstupním měřicím termočlánkem, a mezi čerpadlo a vstupní potrubí je zařazen třícestný ventil, přičemž třetí výstup třícestného ventilu je připojen na akumulační okruh, jehož druhý konec je připojen na vstupní potrubí, přičemž akumulační okruh sestává z expanzní nádoby a akumulační nádrže.

-1 CZ 22863 Ul

V jiném výhodném provedení jsou termočlánky propojeny s elektrickou ústřednou pomocí datového kabelu, bezdrátové komunikace nebo jiným způsobem.

V jiném výhodném provedení je připojení volných konců potrubí a závitových spojů provedeno pomocí hadice.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude dále přiblíženo pomocí obrázků, kde obr. 1 představuje zjednodušené schéma zkušebního okruhu pro měření hydraulických vlastností tepelných jednotek technických zařízení budov podle technického řešení, obr. 2 představuje zjednodušené schéma zkušebního okruhu pro měření hydraulických vlastností tepelných jednotek technických zařízení budov dopilo něné o akumulační okruh, obr. 3 představuje graf vyjadřující závislost tlakových ztrát zařízení na objemovém průtoku teplonosné kapaliny měřicím okruhem podle obr. 1 a obr. 4 představuje graf vyjadřující závislost tepelného výkonu zařízení na objemovém průtoku teplonosné kapaliny měřicím okruhem podle obr. 2.

Příklad provedení technického řešení

Obr. 1 představuje schéma zkušebního okruhu i pro měření hydraulických vlastností tepelných jednotek 2 technických zařízení budov na základě různých průtoků teplonosné kapaliny. Zkušební okruh X sestává z přívodního potrubí 3 a odvodního potrubí 4 vzájemně propojených čerpadlem 5. Přívodní potrubí 3 sestává ze vstupního tlakového diferenčního čidla 6 a odvodní potrubí 4 sestává z výstupního tlakového diferenčního čidla 7 a průtokoměrů 8. Volné konce přívodního potrubí 3 a odvodního potrubí 4 jsou opatřeny pevnými závitovými spoji 9 a 10 umožňující připojení měřené tepelné jednotky 2, kterou může být krbová vložka, různé typy kotlů, solární kolektory, výměníky tepla a další. Pro snadnější připojování různě rozměrných měřených jednotek 2 přes závitové spoje 9 a 10 ke zkušebnímu okruhu X, může být spojení volných konců potrubí 3 a 4 a závitových spojů 9 a 10 provedeno pomocí hadic, na obrázcích nezobrazených.

Kvůli odvzdušnění jsou tlaková čidla 6, 2 napojena na vstupní potrubí 3 a výstupní potrubí 4 ze spodní strany.

Teplonosná kapalina je do zkušebního okruhu X přivedena externě. Může jí být voda, ale lze si představit i jinou kapalinu, jako např. propylenglykol.

Čerpadlem 5 poháněná teplonosná kapalina obíhající zkušebním okruhem X, je tlakovými Čidly

6, 2 a průtokoměrem 8 měřena a naměřené informace přeposílány do měřicí ústředny XX k dalšímu vyhodnocení. Výstupem takovéhoto měření může být graf vyjadřující závislost tlakových ztrát zařízení na objemovém průtoku teplonosné kapaliny zobrazený na obr. 3.

V případě potřeby změřit závislosti tepelných ztrát teplonosné kapaliny v měřené jednotce 2, tedy tepelný výkon jednotky 2, je vstupní potrubí 3 doplněno o vstupní měřicí termočlánek 12, snímající teplotu povrchu vstupního potrubí 3, výstupní potrubí 4 je doplněno o výstupní měřicí termočlánek 13, snímající teplotu povrchu výstupního potrubí 4, a mezi čerpadlo 5 a vstupní potrubí 3 je zařazen třícestný ventil 14. Třetí výstup třícestného ventilu 14 je propojen s jedním koncem akumulačního okruhu 15, jehož druhý konec je propojen se vstupním potrubím 3. Akumulační okruh 15 sestává z expanzní nádoby 16, v našem případě o objemu 8L, a akumulační nádrže 12, v našem případě o objemu 10O0L.

Výstupy naměřených hodnot termočlánků 12, 13 jsou vyvedeny do měřicí ústředny XX, která je dále vyhodnocuje. Výstupem takovéhoto měření je graf závislosti tepelného výkonu zařízení na objemovém průtoku teplonosné kapaliny, viz obr. 4.

Čidla tlaku 6, 7 a termočlánky 12,13 je třeba umísťovat co nejblíže k měřené jednotce 2 tak, aby byly co nejvíce potlačeny případné chyby měření způsobené délkou spojovacího potrubí nebo hadic.

-2CZ 22863 Ul

Propojení tlakových čidel 6, 7, termočlánků 12,12 a průtokoměru 8 s elektronickou ústřednou li může být provedeno pomocí datového kabelu, bezdrátové komunikace nebo jiným způsobem.

Je nutno dodat, že zkušební okruh i í akumulační okruh 15 mohou být doplněny o celou řadu dalších prvků, jako jsou čidla, filtry, ventily, vyvažovači ventily atd.

Takto naměřené hodnoty tlakových a teplotních ztrát, vynesené do grafů zobrazených na obr. 3 a 4, jsou pomocnými aspekty pro pozdější návrh výkonu čerpadel 5 pro tepelné okruhy budov opatřené měřenými jednotkami 2. Projektový návrh je takto zpřesněn a pro danou jednotku 2 jasně definován.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zkušební okruh pro měření hydraulických vlastností tepelných jednotek technických zařízení budov, vyznačující se tím, že sestává z přívodního potrubí (3) a odvodního potrubí (4) mezi nimiž je uspořádáno čerpadlo (5), přičemž přívodní potrubí (3) je opatřeno vstupním tlakovým čidlem (6) a odvodní potrubí (4) je opatřeno výstupním tlakovým čidlem (7) a průtokoměrem (8), přičemž volné konce potrubí (3) a (4) jsou opatřeny spoji (9) a (10) pro propojení na měřenou jednotku (2).
2. 2. Zkušební okruh podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlaková čidla (6, 7) jsou napojena na vstupní potrubí (3) a výstupní potrubí (4) z jejich spodní strany.
3. 3. Zkušební okruh podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlaková čidla (6, 7) a průtokoměr (8) jsou propojena s elektrickou ústřednou (11) pomocí datového kabelu, bezdrátové komunikace nebo jiným způsobem.
4. 4. Zkušební okruh podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní potrubí (3) je opatřeno vstupním měřicím termočlánkem (12), výstupní potrubí (4) je opatřeno výstupním měřicím termočlánkem (13), a mezi čerpadlo (5) a vstupní potrubí (3) je zařazen třícestný ventil (14), přičemž třetí výstup třícestného ventilu (14) je připojen na akumulační okruh (15), jehož druhý konec je připojen na vstupní potrubí (3), přičemž akumulační okruh (15) sestává z expanzní nádoby (16) a akumulační nádrže (17).
5. 5. Zkušební okruh podle nároku 4, vyznačující se tím, že termočlánky (12, 13) jsou propojeny s elektrickou ústřednou (11) pomocí datového kabelu, bezdrátové komunikace nebo jiným způsobem.
6. 6. Zkušební okruh podle nároku 1, vyznačující se tím, že připojení volných konců potrubí (3, 4) a závitových spojů (9, 10) je provedeno pomocí hadice.