Pednáška.2. Výpoet tepelného výkonu. Tepelné soustavy a otopné soustavy v budovách (rozdlení)

Transkript

1 Vytápní Pednáška.2 Výpoet tepelného výkonu Tepelné soustavy a otopné soustavy v budovách (rozdlení)

2 Pesný výpoet tepelných ztrát budov (výpoet tepelného výkonu) SN EN Tepelné soustavy v budovách Výpoet tepelného výkonu Tepelné ztráty se poítají pro každou jednotlivou místnost zvláš a jejich souhrn (souet) tvoí celkovou pesnou tepelnou ztrátu objektu. Slouží pro návrh otopných ploch v jednotlivých místnostech i návrh zdroje tepla. Jsou stanoveny pro nejnepíznivjší výpotové (návrhové) parametry exteriéru a výpotové (návrhové) teploty interiéru. CELKOVÁ TEPELNÁ ZTRÁTA ZTRÁTA PROSTUPEM VTRÁNÍ PIROZENÉ Základní pípady výpotu tepelných ztrát Zvláštní pípady výpotu tepelných ztrát ZTRÁTA VTRÁNÍM VTRÁNÍ NUCENÉ

3 Návrhová tepelná ztráta ta vytápného prostoru v základních pípadechp padech i, Qi W, kw Celková tepelná ztráta z vytápného prostoru i = T,i + V,i Tepelná ztráta prostupem prostupem vtráním T,i = (H T, ie + H T, iue + H T, ig + H T, ij ).( int,i - e ) H T,ie H T,iue H T,ig H T,ij je mrná tepelná ztráta z vytápného prostoru do venkovního prostedí mrná tepelná ztráta do nevytápného prostoru (ven pes nevytápný prostor) mrná tepelná ztráta do zeminy mrná tepelná ztráta do/z vytápného prostoru s odlišnou teplotou Obecn: Q = A.U.t (W) H = A.U (W.K -1 )

4 H T,ie je mrná tepelná ztráta z vytápného prostoru do venkovního prostedí pro prvky (konstrukce) na hranici vytápného prostoru a exteriéru (stny, okna, dvee,..) a tepelné mosty H T,ie = (A K.U K.e K ) + ( i.l i. e i + i.e i ) Mrná ztráta prostupem konstrukcemi Mrná ztráta prostupem pes tepelné mosty a vazby e k, e i korekníinitel zahrnující exponování, klimatické podmínky...1 l i je délka lineárního tepelného mostu (m) i j jeinitel lineárního prostupu tepla tepelného mostu, vazby (W/mK) bodový initel prostupu tepla (bodové tepelné vazby mezi konstrukcemi) (W/m 2 K)

5 Stanovení i, j výpoet dle EN ISO tabelární hodnoty v EN ISO Podrobným zpsobem Zjednodušeným zpsobem a to korekcí souinitele prostupu tepla: U kc = U k + U korekní souinitel 0,00 bez tepelných most 0,02 tém bez tepelných most (projektový pedpoklad), PD, NED H T,ie = (A K.U Kc.1) 0,05 mírné tepelné mosty 0,10 bžné tepelné mosty

6 H T,iue mrná tepelná ztráta do nevytápného prostoru (ven pes nevytápný prostor) (podkroví pda, nevytápné komunikaní prostory, suterén,...) H T,iue = (A K.U K.b u ) + ( i.li. b u ) (W/K) b u souinitel redukce teploty (-) Zahrnout do výpotu ve vazb na provedení konstrukce a teplotu v nevytápném prostoru, zjednodušeným zpsobem pouze korekcí souinitele prostupu tepla. Známe li teplotu u v nevytápném prostoru, lze pro stanovení b u použít vztah b u = ( int,i u )/ ( int,i e ) (Jinak dle pílohy D.4.2 EN.)

7 H T,ij mrná tepelná ztráta do/z vytápného prostoru s odlišnou teplotou (sousední vytápný prostor) H T,ig = ( f ij.a K.U k ) (W/K) f ij souinitel redukce teploty (-) f ij = ( int,i - j ) / ( int,i - e ) Zahrnuje rozdíl mezi teplotou pilehlého prostoru a venkovní výpotovou teplotou. H T,ig mrná tepelná ztráta do zeminy podlahou nebo stnou v kontaktu se zeminou. Hodnota mže být stanovena pesn podle EN ISO nebo zjednodušeným zpsobem

8 H T,ig = f g1. f g2. ( A K.U equie,k ). G w (W/K) f g1 f g2 je opravný souinitel, uvažující vliv roní zmny prbhu venkovní teploty (1,45) opravný teplotní souinitel, zahrnující rozdíl mezi roní prmrnou venkovní teplotou a výpotovou venkovní teplotou f g2 ( int,i - m,e ) / ( int,i - e ) Gw U equie,k opravný souinitel na vliv spodní vody. Je-li pedpokládaná hladina mén než 1m od úrovn podlahy suterénu, uvažuje se 1,15. Jinak je roven 1. Ekvivalentní souinitel prostupu tepla konstrukce v kontaktu se zeminou (s vlivem zeminy) Pibližné stanovení sou initele prostupu tepla konstrukce pilehlé k zemin U z = R si 1 d λ λ z souinitel tepelné vodivosti zeminy

9 Stanovení U equie,k dle SN EN : Souinitel prostupu tepla bez vlivu zeminy U = R si 1 + d λ Charakteristickéíslo B I (pro podlahu na zemin) B I = A g / (0,5. P) 5m 10m Obvod na hranici venkovního prostedí 10m A g =100m2 P=40m 10m A g =50m 2 P=20m Pro místnosti s dobe izolovanou podlahou se stanoví B I pro celou budovu. Pro ostatní místnost po místnosti.

10 Stanovení U equie,k pro podlahu dané hloubky pod úrovni terénu

11 Ekvivalentní souinitel prostupu tepla pro ást konstrukce stny

12 Tepelná ztráta vtráním V,i = H V,i.( int,i - e ) (W) Mrná tepelná ztráta vtráním H V,i = V i.. c = V i. 0,34 (W/K) U objekt bez vtracího systému V i vyšší z hodnot objemového toku V inf,i V min,i (m 3 /h) v dsledku proudní vzduchu štrbinami a spárami plášt budovy požadovaného z hygienických dvod Nejmenší požadované množství vzduchu z hygienických dvod V min,i = n min. V (25 m 3 /h na osobu, n = 0,3 až 0,6 h -1 u obytných budov v užívaných místnostech, 1.h -1 kuchyn)

13 Teploty vzduchu a množství odvádného vzduchu pro hygienická zaízení u pobytových místností podle vyhlášky 6/2003 Sb. s ohledem na zaizovací pedmty Místnost Umývárna Sprcha WC Teplota vnitního vzduchu 22 o C 25 o C 18 o C Množství odvádného vzduchu 30 m 3 /hod. na 1 umývadlo 35 až 110 m 3 /hod. na 1 sprchu 50 m 3 /hod. na 1mísu 25 m 3 /hod. na 1 pisoár Hygienické minimum dle SN EN Typ místnosti Obytné místnosti Kuchyn a koupelny bez oken Kanceláe Zasedací místnosti, tídy, apod. n min 0,5 1,5 1,0 2,0

14 Infiltrace pláštm budovy V inf,i = 2. V m. n 50. e i. i S uvažováním nejhoršího pípadu, kdy infiltrovaný vzduch vstupuje na jedné stran budovy. V m, objem místnosti Stupe tsnosti obvodového plášt budovy Objekt RD Ostatní (bytové domy nebo jiné budovy) n 50 vysoký <4 <2 Doporuené hodnoty dle SN n 50 stední n 50 nízký >10 >5 n 50 hodnota intenzity výmny vzduchu pi rozdílu tlaku 50 Pa zjištna mením (Blower door test) Vtrání Pirozené nebo kombinované Nucené Nucené se ZZT Nucené se ZZT pro objekty se zvlášt nízkou potebou tepla pro vytápní n 50,N 4,5 1,5 1,0 0,6 NED PD

15 Stínící souinitel e Poloha (tída zastínní) Bez oken 1 okno Více oken Nechránná (žádné) 0 0,03 0,05 Prmrn chránná (mírné zastínní) 0 0,02 0,03 Velmi chránná (velké stínní) 0 0,01 0,02 korekní souinitel na výšku od úrovn terénu (vliv vtru ve vyšších podlažích) Jeho hodnota je dle stedu výšky místnosti od úrovn terénu 0 až 10m 1 nad 10 do 30m 1,2 nad 30m 1,5. Objekty s vtracím systémem U objekt s vtracím systémem nemá vzduch parametry venkovního vzduchu, je-li napíklad: ohíván rekuperací pedehíván pivádn z pilehlého prostoru

16 Pro nucené vtrání V i = V inf.i + V su,i.f v,i + V mech,inf,i (m 3 /h) V su,i Množství vzduchu infiltrací Množství pivádného vzduchu do místnosti VZT Rozdíl mezi nucen pivádným a odvádným vzduchem (u rovnotlakého vtrání=0) pívodní objemový tok vzduchu (dle projektanta VZT systému) f v,i = ( int,i su )/ ( int,i e ) su je teplota pivádného vzduchu H V,i = V i.. c = V i. 0,34(W/K) V,i = H V,i.( int,i - e ) (W)

17 Návrhový tepelný výkon Návrhový tepelný výkon pro místnost se stanoví na základ soutu tepelné ztráty prostupem všech konstrukcí ohraniujících místnost a vtráním. Je-li to nutné (u perušovan vytápných prostor) je v tepelném výkonu zahrnut zátopový tepelný výkon. HL,i = T,i + V,i + RH (W) Návrhový tepelný výkon pro budovu (pro návrh zdroje): HL = T,i + V,i + RH,i (W, kw) kde T,i V,i RH,i je suma tepelných ztrát prostupem vytápných prostor, je suma tepelných ztrát z vtrání vytápných prostor, souet pídavných výkon pro prostory s perušovaným vytápním.

18 Zvláštní pípady výpotu tepelných ztrát (SN EN ) Metodika výpotu se odlišuje pro Budovy (prostory) s vysokou výškou stropu, halové stavby (s výškou nad 5m) Pro vysoké a rozlehlé prostory s tepelnou návrhovou ztrátou nižší než 60 W/m 2 (podlahové plochy) lze tepelné ztráty korigovat výškovým korekním initelem f h,i, jehož hodnoty jsou závislé na výšce prostoru a zpsobu vytápní. Jeho hodnoty uvádí pílohová tabulka SN EN B.1. i = ( T,i + V,i ). f h,i Budovy s výrazn odlišnou teplotou vzduchu a stední teplotou sálání (stední radianí teplotou okolních ploch místnosti, vetn otopných ploch). Zmna ve stanovení tepelné ztráty vtráním. V tepelných ztrátách prostupem se poítá s výslednou teplotou, v tepelných ztrátách vtráním s vnitní teplotou vzduchu.

19 Odlišnosti v dalších vybraných pípadech U Konstrukce pilehající k zemin. Velké zasklené stavební konstrukce místností se zdroji vlhkosti, u kterých dochází k povrchové kondenzaci (souinitel pestupu tepla na vnitní stran). Díve používanásn : Velmi tžká (masivní) stavba s tlouškou obvodového zdiva nad 60cm - redukce venkovní výpotové teploty.

20 Vytápní budov Ústední Lokální Zdroj tepla Rozvod teplonosné látky Otopné plochy ve vytápných místnostech Lokální topidla (zdroj) pímo ve vytápných místnostech Teplovodní vytápní ÚT Teplovzdušné vytápní a vtrání VZT

21 Tepelné soustavy v budovách Tepelná soustava je uspoádání vzájemn spojených prvk pro dodávku tepla z rozvodu tepla do spotebi tepla (otopných ploch) nebo soustav pro ohívání (teplé vody, vzduchu, jiné teplonosné látky pro technologii). Otopná soustava je ást tepelné soustavy sloužící pouze k vytápní. Prostednictvím spotebi tepla (otopných tles nebo jiných otopných ploch) zajišuje požadovaný vnitní stav prostedí v jednotlivých místnostech budovy. Je li zdrojem tepla dodáváno teplo pouze pro vytápní, je otopná soustava shodná s tepelnou.

22 Vodní otopná soustava objektová (zjednodušené schéma, základní prvky)

23 Vodní tepelná soustava objektová (zjednodušené schéma, základní prvky)

24 Tepelnou soustavu tvoí zaízení pro výrobu tepla (zdroj tepla), rozvody teplonosného média (potrubní sít), odbry tepla (spotebie tepla tlesa i jiné otopné plochy, výmníky,...), zabezpeovací zaízení, armatury, erpadla, zaízení pro úpravu vody, doplování vody, prvky pro mení (T,M), tepelné izolace, prvky pro upevnní,, regulaní prvky a ídící systémy.

25 Rozdlení tepelných soustav Podle teplonosné látky Vodní Parní s obhem vody pirozeným nuceným Vodní soustavy Teplovodní (do 110 o C) Teplovodní nízkoteplotní (do 65 o C) Horkovodní (nad 110 o C) Parní soustavy Podtlakové (nepoužívají se, tlak páry nižší než atmosférický) Nízkotlaké (petlak do 0,05 MPa) Stedotlaké (petlak 0,05 až 1,6 MPa) Teplovodní soustavy Otevené Uzavené Horkovodní Uzavené

26 Otopné soustavy v budovách Teplovodní, teplovodní nízkoteplotní Rozdlení podle Sdílení tepla na pevážn konvekní, pevážn sálavé. Potu trubek na jednotrubkové bez obtok tles a s obtoky tles, dvoutrubkové protiproudé nebo souproudé, vícetrubkové. Umístní rozvodu teplonosné látky na soustavy s horním rozvodem, se spodním rozvodem. Obhu teplonosné látky na soustavy s pirozeným obhem (samotížné), s nuceným obhem. Rozvodu k otopným tlesm na vertikální, horizontální. Spojení soustavy s atmosférou na teplovodní otopné soustavy otevené (pracovní teplota do 95 C), teplovodní otopné soustavy uzavené (tlakové) - pracovní teplota do 110 C.