Energy efficiency of domestic hot water distribution system

Abstract

The aim of paper is to analyze the thermal losses of domestic hot water (DHW) distribution system. There were used calculation methods by valid EN standard for energy performance of building. The analysis of energy performance was done for multi-dwelling house with 5 floors with total number of flats 32 (two-room and three-room flats on the 2nd to 5th floors). There are total 86 residents in the house and the average consumption of DHW is at 40 litres per person and day. The object of analysis is the application of electric heat cables in order to maintenance domestic hot water temperature. The results are compared with traditional DHW distribution system with circulation loop. Energy need for DHW, thermal losses from the DHW distribution system and thermal losses from the DHW storage vessel were calculated in order to analyse the selected variants of DHW systems. From results is clear that DHW distribution system with circulation loop represents significant part of system energy need. In case of classic DHW distribution system with circulation loop the distribution thermal losses are about 30 % from energy need for DHW preparation. In case of electric heat cables application the rate of distribution thermal losses were reduced to 15 % from energy need for DHW preparation. The reached energy saving was not displayed in the operation costs of DHW system. In case of heat cables utilisation the electric energy consumption in DHW system is higher and it caused the increasing the operation costs about 8 %. In case that all energy requirements of DHW system (both variants) are covered by electricity the operation costs of DHW system with electric heat cables would be reduced by 10% at average. Метою роботи є аналіз тепловтрат у системах холодного і гарячого водопостачання (СГВ). Було використано методи розрахунку за чинним стандартами EN для енерго- ефективності будівлі. Аналіз енергетичної ефективності було зроблено для декількох 5- поверхових житлових будинків із загальною кількістю квартир 32 (двокімнатні та трикімнатні квартири від 2-го до 5-го поверхів). У будинку проживають 86 жителів, середнє споживання гарячої води 40 літрів на людину в день. Об'єктом аналізу є застосування електричних нагрівальних кабелів для нагрівання води у системах гарячого водопостачання. Результати порівнюються з традиційною системою гарячого водопостачання з циркуляційним контуром. Кількість енергії для приготування гарячої води, тепловтрати у трубопроводах та ємностях для зберігання гарячої води СГВ розраховано для кожного варіанта СГВ. З результатів видно, що СГВ з циркуляційним контуром потребує значної кількості енергії, а тепловтрати в ній становлять близько 30 % від енергії, необхідної для приготування гарячої води. У разі застосування електричних нагрівальних кабелів тепловтрати у системі було знижено до 15 %. Досягнутої економії енергії не враховували в експлуатаційних затратах СГВ. У разі використання нагрівальних кабелів споживання електричної енергії в СГВ збільшилось на 8 %. Якщо джерело енергії – електрична енергія, то експлуатаційні затрати на СГВ з електричними нагрівальними кабелями знизиться на 10%.