Výpočet potřeby tepla

Transkript

1 1/21 Výpočet potřeby tepla potřeba tepla pro vytápění potřeba tepla pro přípravu teplé vody

2 Potřeba tepla na vytápění 2/21 ČSN EN ISO Energetická náročnost budov Potřeba energie na vytápění a chlazení,... měsíční bilance, hodinová bilance, bilance za otopnou sezónu tepelná ztráta prostupem a větráním vnitřní tepelné zisky (osoby, spotřebiče) solární zisky s ohledem na světové strany průsvitných konstrukcí stupeň využití tepelných zisků na základě akumulační schopnosti objektu (výpočet tepelné kapacity, časové konstanty) zohlednění speciálních konstrukcí (stínění oken, Trombeho stěna, aj.) náročné na vstupní data výsledky v dobré shodě s poč. simulacemi

3 Tepelná bilance budovy 3/21 P. Kopecký, KPS, FSV, ČVUT

4 Potřeba tepla na vytápění 4/21 využitelnost zisků potřeba tepla na vytápění Q H = Q l η Q g g ztráty tepla tepelné zisky (vnitřní Q i, solární Q s,...) faktor využitelnosti tepelných zisků η g = f (τ, Q g /Q l, C m, H) τ časová konstanta Q g /Q l poměr mezi zisky a ztrátami τ = C m H C m tepelná kapacita J/K H měrná ztráta W/K

5 Potřeba tepla na vytápění 5/21 Okrajové podmínky výpočtu pro úřední hodnocení ENB ČSN vnitřní zisky, přítomnost osob, max. uvažovaný počet osob zisky od vybavení intenzita větrání větrání, přítomnost osob klimatické údaje (venkovní teplota, sluneční záření) způsob výpočtu (měsíční)

6 Potřeba tepla na vytápění 6/21 denostupňová metoda potřeba tepla za otopné období Q z [kw] výpočtová tepelná ztráta t i,v [ C] výpočtová vnitřní teplota t e,v [ C] výpočtová venkovní teplota t i,s [ C] střední vnitřní teplota během daného dne t e,s [ C] střední venkovní teplota během daného dne ε [-] korekční součinitel d [dny] počet dnů otopného období (vytápění) Q H = 24 d ε Q z ( t t ) i, s ( t t ) iv e, s ev

7 Potřeba tepla na vytápění 7/21 korekční součinitel denostupňové metody Energetická náročnost budovy (vytápění) běžný standard tepelné vlastnosti konstrukcí vyhláškou požadované nízkoenergetický standard, vyhláškou doporučené tepelné vlastnosti konstrukcí pasivní standard tepelné vlastnosti konstrukcí nad rámec vyhláškou doporučených hodnot ε 0,75 0,60 0,50

8 Tepelné ztráty otopné soustavy 8/21 denní tepelná ztráta Q z,vyt vlastní ohřev otopné vody (kombinovaný zásobník) rozvod otopné vody (tepelné ztráty do nevytápěných místností) setrvačnost otopné soustavy (přetápění) podrobný výpočet (precizní, ale komplikovaný, náročný na vstupní údaje) ČSN EN : sdílení tepla ( účinnost otopných ploch) ČSN EN : rozvody tepla (otopné vody)

9 Potřeba tepla na vytápění 9/ domy staré domy 115 kwh/(m 2.rok) potřeba tepla I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII měsíc

10 Potřeba tepla na vytápění 10/ domy běžné domy 55 kwh/(m 2.rok) potřeba tepla I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII měsíc

11 Potřeba tepla na vytápění 11/ potřeba tepla domy pasivní domy 19 kwh/(m 2.rok) období bez vytápění! I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII měsíc

12 Denní potřeba tepla na ohřev TV 12/21 Q W = V TV, den 365 ρ c 3, ( t t ) TV SV [kwh/rok] V TV,den průměrná denní potřeba teplé vody [m 3 /den] ρ hustota vody 998 kg/m 3 c měrná tepelná kapacita vody 4187 J/kg.K t SV teplota studené vody 15 C t TV teplota teplé vody 60 C

13 Potřeba teplé vody (ČSN ) 13/21 pro bilancování potřeby tepla zásadně nepoužívat údaje o potřebě TV z normy ČSN Ohřívání užitkové vody Navrhování a projektování 82 l/os.den (55 / 10 C); 4,3 kwh/os.den norma je určena pro návrh objemu a tepelného příkonu ohřívače (vyhovět i extrémním podmínkám) reálné hodnoty jsou zhruba poloviční!

14 Potřeba teplé vody 14/21 novostavby: nejsou k dispozici reálná data směrné hodnoty z literatury obytné domy (60 / 15 C) nízký standard střední standard vysoký standard 10 až 20 l/os.den 20 až 40 l/os.den 40 až 80 l/os.den ENERGO 2004: 49 l/os.den, vč. ztrát další údaje lze nalézt v ČSN EN , VDI , Sešit projektanta Solární tepelné soustavy

15 Profil potřeby tepla na přípravu TV 15/21 letní pokles (bytové domy) oproti zimnímu období: školní prázdniny, dovolená vyšší teplota studené vody chování uživatelů (letní sprcha, zimní vana) 25 %

16 Měření v BD Stodůlky 16/ odběr teplé vody teplota studené vody 40 V [l/týden] ,3 C 28 % t SV [ C] 5000 t = 13 K 6,4 C

17 Tepelné ztráty přípravy TV 17/21 denní tepelná ztráta Q z,tv vlastní přípravy TV (zásobníky, ohřívač) rozvod teplé vody (TV, CV) výpočet podle norem (precizní, ale komplikovaný, náročný na vstupní údaje, součinitele U, délky rozvodů) ČSN EN : rozvody TV a CV (využití denních profilů odběru, běhu CV) ČSN EN : příprava, zásobníky (využití denních profilů odběru, využití denních profilů nabíjení) simulační výpočet (náročný na vstupní údaje, součinitele U, délky rozvodů) pouze některé simulační programy, hydraulické schéma rozvodů teplé vody

18 Tepelné ztráty přípravy TV 18/21 Q paušální přirážka ( ) W p, W = Q + Q = 1+ W z, W z Q Typ přípravy TV z Lokální průtokový ohřev 0,00 Centrální zásobníkový ohřev bez cirkulace 0,15 Centrální zásobníkový ohřev s řízenou cirkulací 0,30 Centrální zásobníkový ohřev s neřízenou cirkulací 1,00 CZT, příprava TV s meziobjektovými přípojkami, TV, CV > 2,00 zdroj: TNI Energetické hodnocení solárních tepelných soustav Zjednodušený výpočtový postup

19 Celková potřeba tepla 19/ potřeba tepla staré domy podíl TV: 15 % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII měsíc

20 Celková potřeba tepla 20/ potřeba tepla běžné domy podíl TV: 25 % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII měsíc

21 Celková potřeba tepla 21/ potřeba tepla pasivní domy podíl TV: 50 % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII měsíc