Energetické systémy budov 1

Transkript

1 Energetické systémy budov 1 Energetické výpočty Výpočtová vnitřní teplota θint,i. (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 1

2 Vnější výpočtové parametry Co je to t e? Klimatické údaje (NA) Začátek a konec otopné sezóny Vyhláška 194/2007 Sb. (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2

3 Rozložení otopného výkonu Heating energy [%] Main operating area Heating system temp. [ 0 C] Rozložení otopného výkonu v průběhu roku External temperatur ev[ C] Největší podíl 0 C! Přívod Vratná Soustava 75/60 C ČSN Tepelné soustavy v budovách Projektování a montáž zdroj tepla spotřebič tepla odběrné místo otopná soustava zabezpečovací zařízení (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 3

4 (kw) ČSN : obecně ČSN EN 12828:2014 Záloha zdroje tepla Pro výkony nad 250kW Kotelna - při poruše největšího kotle zbývajícími jednotkami dosaženo 60% maximálního provozního výkonu zařízení s výměníky osazení nejméně dvěma výměníky po 50 % jmenovitého výkonu (zálohu může tvořit i nenamontovaný výměník) Uzávěry (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 4

5 Předběžný výpočet Neplatná ČSN Výpočet tepelných ztrát při ústředním vytápění Denostupňová metoda (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 5

6 Odhad tepelného výkonu Měrná tepelná ztráta q (W/m 3.K) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 6

7 Φ. ČSN Tepelná ochrana budov (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 7

8 - Tepelné soustavy v budovách - Výpočet tepelného výkonu Výpočet pro standardní případy Postup výpočtu a) Stanovení základních údajů: výpočtové venkovní teploty průměrné roční venkovní teploty b) Určení každého prostoru budovy: vytápěný ( teplota), nevytápěný c) Stanovení: rozměrových vlastností a tepelných vlastností všech stavebních částí pro každý vytápěný a nevytápěný prostor. d) Výpočet návrhových tepelných ztrát prostupem: (návrhový součinitel tepelné ztráty prostupem x návrhový rozdíl teplot) e) Výpočet návrhových tepelných ztrát větráním: (návrhový součinitel tepelné ztráty větráním x návrhový rozdíl teplot) f) Výpočet celkové tepelné ztráty: (návrhová tepelná ztráta prostupem + návrhová tepelná ztráta větráním) g) Výpočet zátopového výkonu: (dodatečný výkon potřebný pro vyrovnání účinků přerušovaného vytápění) h) Výpočet návrhového celkového tepelného výkonu: (celkové návrhové tepelné ztráty + zátopový výkon) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 8

9 T,i.. návrhová tepelná ztráta prostupem tepla V,i..návrhová tepelná ztráta větráním H součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K) Indexy: int..vnitřní prostor i..vytápěný prostor e.vnější, venkovní u.nevytápěný prostor g.zemina, půda j...vytápěný prostor (na výrazně jinou teplotu) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 9

10 stavební část lineární tepelný most A plocha (m 2 ) U součinitel prostupu tepla (W/m 2.K) e korekční činitel vystavení povětrnosti (pokud vlivy nebyly uvažovány při výpočtu U(W/m 2.K) EN ISO 6946) stavební část lineární tepelný most ψ součinitel lineárního tepelného mostu (W/m.K) ČSN EN ISO zjednodušeně ČSN EN ISO podrobný výpočet I délka lineárního mostu (m) e korekční činitel vystavení povětrnosti (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 10

11 b u redukční činitel (-) při známé θ : jinak: (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 11

12 Korekční činitele: f g1 vliv ročních změn teploty f g2 vliv průměrné a venkovní výpočtové teploty G w vliv spodní vody (při vzdálenosti < 1m) U equiv,k ekvivalentní součinitel prostupu tepla stanovený dle typu podlahy. A g plocha podlahové konstrukce (m2) P.obvod podlahové konstrukce (m) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 12

13 U equiv, bf a b B betonová podlaha (tepelně neizolovaná) B hodnota (m) U equiv, bf B a b betonová podlaha (tepelně neizolovaná) B hodnota (m) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 13

14 U equiv, bw U (W/m2.K) a U hodnota stěn (W/m2 K) A (m 2 ) U (W/m 2.K) f ij redukční teplotní činitel Činitel koriguje teplotní rozdíl mezi teplotou sousedního prostoru a venkovní výpočtové teploty: (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 14

15 H součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K) Indexy: int..vnitřní prostor i..vytápěný prostor e.vnější, venkovní u.nevytápěný prostor g.zemina, půda j...vytápěný prostor (na výrazně jinou teplotu) Hvi součinitel návrhové tepelné ztráty větráním (W/K) Vi výměna vzduchu (m 3 /s) Standardní podmínky = ρ.c/3600=0,34 x m3/h (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 15

16 Vmech,inf Vinf Vex Vsu Vinf Vmin Vmin Vinf Nucené větrání inf infiltrace min hygienické minimum su přiváděný vzduch mech,inf nuceně odváděný - přiváděný vzduch fvi teplotní redukční součinitel (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 16

17 n50 intenzita výměny vzduchu za hodinu při rozdílu tlaků 50 Pa 2 n50 je pro celou budovu tzn. nejhorší případ je vstup vzduchu pouze z jedné strany ei stínící činitel (stínění prostoru zástavbou) εi výškový korekční činitel (vliv výškového umístění středu prostoru) V min hygienické množství Druh místnosti n min (h -1 ) Obytná místnost (základní) 0,5 Kuchyně nebo koupelna s oknem 1,5 Kancelář 1,0 Zasedací místnost, školní třída 2,0 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 17

18 Pro místnosti rozdělení dle průvzdušnosti nebo dle objemů: ΦRH zátopový tepelný výkon (W) A podlahová plocha (m 2 ) frh zátopový korekční činitel (W/m 2 ) NE pro akumulační vytápění. (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 18

19 HL,i = T,i + V,i + RH,i (W) HL = T,i + V,i + RH,i (W) f Δθ teplotní korekční činitel zohledňující dodatečné vyšší ztráty (24 C) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 19

20 Celkový tepelný výkon HL = T,i + V,i + RH,i (W) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 20

21 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 21

22 Průmysl -proudění vzduchu >0,2 m/s θo výsledná teplota Neplatná norma Prostup tepla (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 22

23 ... ei -nesoučasnost infiltrace a prostupu (0,8-0,9) et -snížení teploty během dne (0,8-0,7) ed -zkrácení doby s vyt. přestávkami (0,8-1) nr -účinnost rozvodů (0,95-0,98) no -účinnost obsluhy (0,9-1) (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 23

24 Proměnné klimatické podmínky Prostup a větrání Vnitřní a vnější zisky Účinnost výroby a distribuce energie ČSN EN Předpokládaná spotřeba paliva Certifikace budov GJ, kwh (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 24