The analysis of water speed influence in hot-water distribution system on the amount of heat loss

Abstract

Побутовий сектор та промисловість в Україні сьогодні надзвичайно енерговитратні, а це означає, що потрібно докласти максимальних зусиль для зменшення витрат енергії, не погіршуючи якості послуг. Система гарячого водопостачання використовує значну частину теплової енергії та потребує не меншої уваги, ніж система опалення або вентиляції. Величина втрат теплоти в підсистемі розподілення гарячої води має велике значення для енергоспоживання будівель. Взимку частина цієї теплоти використовується для опалення приміщень, влітку ця енергія не використовується з користю та вважається втраченою. У роботі розглянуто вплив швидкості води в трубі на загальні втрати теплоти в теплоізольованій підсистемі розподілення гарячої води. Для цього проаналізовано процес передавання тепла від води до стінки труби та від стінки до навколишнього середовища. У роботі детально розглянуто на теплопередачу від води до стінки труби, а також витрату води в трубі та її частку в загальних втратах теплоти підсистемою розподілення гарячої води. Дані подано у табличній та графічній формах. Отримано графік залежності величини тепловтрат від температури та швидкості руху гарячої води. Температура води змінювалася від 10 до 60 °С, а швидкість води від 0,1 до 2,0 м/с, що дало змогу проаналізувати величину тепловтрат при різних вихідних даних. Крім того, визначено величину теплового потоку через стінку труби за різних діаметрів ізольованої сталевої труби. Діаметр трубопроводу змінювався від 15 до 32 мм. В результаті досліджень одержано дані, згідно з якими можна стверджувати, що теплопередача від води до стінки труби незначна і цією величиною можна знехтувати.

One of the main tasks around the world is to reduce energy consumption with constant consumer comfort. The hot water supply system uses a significant part of thermal energy and requires no less attention than the heating or ventilation system. The amount of heat loss from hot water distribution systems is of great importance for the energy consumption of buildings. In winter, part of this heat is used for space heating, in summer they are unused and is considered as lost heat. For this reason, this paper considers the influence of water velocity in the pipe, pipe size and water temperature on the total heat losses in the insulated hot-water distribution system. The data are presented in tabular and graphical form. A graph of the dependence of the amount of heat loss on the temperature and velocity of hot water is obtained.