Úloha č. 9.1 Okrajové podmínky a energie na ohřev teplé vody

Transkript

1 Úloha č. 9.1 Okrajové podmínky a energie na ohřev teplé vody Úloha Zadání budovy a okrajové podmínky ENB Zadání V úlohách 9, 10 a 11 určíme spotřebu energie pro provoz 1 zóny zadaného objektu. Zadaná zóna představuje 1 samostatné podlaží s určitým využitím. Půdorys podlaží a jeho funkční náplň je v P, zadání bude společné pro 4 studenty, kteří musí při výpočtu kooperovat. Pro další výpočty je nutné identifikovat okrajové podmínky tak, jak jsou definovány v uživatelském profilu (jsou to referenční podmínky). tavební řešení a systémy TZB jsou zadány. Řešení Zhotovíme nákres půdorysu s orientací ke světovým stranám. Z profilů užívání vypíšeme potřebné údaje např. do tabulky (vzor v P1). Tab. 1 Profil užívání zóny obecné typ zóny - - učebny začátek provozu zóny - hodina 8 konec provozu zóny - hodina 16 chlazení větrání provozní doba užívání zóny t use,h h 8 roční užívání budovy počet provozních dní t use,d d 07 vnitřní výpočtová teplota pro režim θ i,h C 1 vnitřní výpočtová teplota pro režim mimo provozní dobu 16 provozní doba objektu t, H,h hod/den 11 vnitřní výpočtová teplota pro režim chlazení θ i,c C 6 vnitřní výpočtová teplota pro režim chlazení mimo provozní dobu 30 provozní doba chlazení objektu t, C,h hod/den 11 nucené, hybridní 1 minimální tok větracího vzduchu V V,k m3/h/mj. 5 měrná jednotka - mj Osoba průměrná teplota přiváděného vzduchu T supp;n C 1 přirozené minimální tok větracího vzduchu V V,d 1/h 1 tepelné zisky průměrná teplota přiváděného vzduchu T supp;n C te doba provozu větracího zařízení t V,mech,h hod/den 8 osoby q OCC W/m² 7,5 časový podíl přítomnosti osob f OPP - 0,3 pomocné energie q APP W/m² 5 časový podíl doby provozu f APP - 0,15 provozní hodiny doba využití denního světla za rok t D h 1800 doba využití bez denního světla za rok t N h 00 m podlahové plochy na osobu mj. m /os 8 Osvětlenost Epk lx / 7

2 Úloha 9.1. potřeba energie pro ohřev teplé vody Zadání V úlohách 9, 10 a 11 určíme spotřebu energie pro provoz 1 zóny zadaného objektu. Zadaná zóna představuje 1 samostatné podlaží s určitým využitím. Půdorys podlaží a jeho funkční náplň je v P, zadání bude společné pro 4 studenty, kteří musí při výpočtu kooperovat. Pro další výpočty je nutné identifikovat okrajové podmínky tak, jak jsou definovány v uživatelském profilu (jsou to referenční podmínky). tavební řešení a systémy TZB jsou zadány. Řešení tanovíme druh objektu a typ spotřeby, ze kterých určíme množství teplé vody na m.j. a den dle P3. Hotelový pokoj s vanou dvoulůžkový koupání V = 0,01 m 3 /den prchování V = 0,06 m 3 /den Zóna obsahuje 0 pokojů V = 0.0,1+0.0,06 =,0+1, = 3, m 3 /den Kromě pokojů obsahuje zóna: část podlahové plochy tvoří chodby s hladkou podlahovou krytinou V = 0,0 m 3 /den.100m Plocha podlahy = 30 m, V = 30.0,0/100 = 0,006 m 3 /den Celkem teplá voda denně 3,06 m 3 /den Požadovaná (využitelná) energie Vstupní teplota vody t 1 = +10 C (v zimě +10 C, v létě +15 C, v létě je vyšší teplota vody, ale také mírně stoupá její spotřeba) Výstupní teplota vody t = 55 C Teplo pro ohřev vody využité teplo (jmenovitý tepelná energie ohřevu): E TV V c t t 3,06.1, , 8kWh. 1 Pomocná energie Pro distribuci energie jednotlivými systémy TZB je zapotřebí další pomocná energie, v tomto případě pro cirkulační čerpadlo, kde P je příkon ve W. Cirkulace nemusí být v provozu celých 4 h (i když je to z hygienických důvodů vhodné). Q TV, p P W >> Cirkulační čerpadlo 80 W, cirkulace v provozu každý pracovní den od 5 do 4 hodin (i když to pro hotel není vhodné, spíše pro budovy s přerušovaným provozem škola, administrativa) Účinnost výroby a distribuce energie Dále se zhodnotí účinnost distribuce energie (ztráty v potrubní síti) a výroby energie (účinnost zdroje). Ztráta v distribuční síti je významná u cirkulace teplé vody. Účinnost systému distribuce může být v rozsahu η = 0,5 až 0,8. Pokud se cirkulace nevyskytuje a teplá voda je připravována místně, je η = cca 0,95. / 7

3 Účinnost výroby závisí na zdroji tepla; místní ohřev v průtokovém ohřívači bude mít účinnost η = 0,98. Je-li společný zdroj tepla pro, použije se účinnost společného zdroje tepla. E 167,8 QTV, K 339 kwh. 0,9.0,55 zdroj distr Měsíční spotřeba energie Potřeba energie za měsíc se stanoví podle počtu dní v měsíci, kdy je teplá voda připravována (D) a podle počtu hodin, po které je za den v chodu cirkulační čerpadlo (H). Tepelná energie ohřevu za měsíc (30 dnů v měsíci) E d Q Pomocná energie E. TV, K , d h. Q Celková energie MWh. TV, p , ,6 kwh DHW 18,kWh / AC 560 m Kontrola dle orientační tabulky (P4) Pro kategorii Hotel (standard ***) je uvedena měrná potřeba E = 450 Wh/(m.d), což při přepočtu na měsíc činí: DHW ,5kWh / 450 m Vztaženo k počtu lůžek, 0 pokojů = 40 lůžek, tabulka uvádí E = 4,5 kwh na lůžko a den DHW 4, kwh Přepočteno na podlahovou plochu a počet dní v měsíci DHW 30 9,6kWh/ m Při zohlednění ztráty v distribuční síti a při účinnosti zdroje pak spotřeba činí DHW1 DHW 13,5 0,9.,55 9,6 0,9.,55 7,3kWh / m 19,4kWh/ m Výsledek uvážením dosažených výsledků bude dále uvažována měsíční spotřeba energie pro ohřev teplé vody za jeden měsíc A, DW = 19,0 kwh/m A za 1 rok A, DW = 19.1 = 8 kw/m. 3 / 7

4 P1 Profil užívání zóny (formulář k vyplnění) obecné chlazení větrání typ zóny - - začátek provozu zóny - hodina konec provozu zóny - hodina provozní doba užívání zóny t use,h h roční užívání budovy počet provozních dní t use,d d vnitřní výpočtová teplota pro režim θ i,h C vnitřní výpočtová teplota pro režim mimo provozní dobu provozní doba objektu t, H,h hod/den vnitřní výpočtová teplota pro režim chlazení θ i,c C vnitřní výpočtová teplota pro režim chlazení mimo provozní dobu provozní doba chlazení objektu t, C,h hod/den nucené, hybridní 1 minimální tok větracího vzduchu V V,k m3/h/mj. měrná jednotka - mj průměrná teplota přiváděného vzduchu T supp;n C přirozené minimální tok větracího vzduchu V V,d 1/h tepelné zisky průměrná teplota přiváděného vzduchu T supp;n C doba provozu větracího zařízení t V,mech,h hod/den osoby q OCC W/m² časový podíl přítomnosti osob f OPP - pomocné energie q APP W/m² časový podíl doby provozu f APP - provozní hodiny doba využití denního světla za rok t D h doba využití bez denního světla za rok t N h m podlahové plochy na osobu mj. m /os Osvětlenost Epk lx 4 / 7

5 P3 Měrné spotřeby teplé vody m.j. Dle ČN (l/den) Všechny typy objektů 100m úklid tavby pro bydlení osoba Úklid, vaření, umývání 8 50 tavby pro dočasné osoba sprcha 60 ubytování oučasné hodnoty (l/den) vana 100 školy žák Umývání poliklinika pacient Umývání vč. personálu nemocnice lůžko Umývání lůžko Umývání + sprcha 50 lůžko Umývání vč. personálu 50 Domov důchodců lůžko Umývání vč. personálu Ozdravovny lůžko Umývání vč. personálu 100 Jesle, dětské domovy dítě Umývání vč. personálu 70 Vaření a mytí nádobí jídlo 0, (80 C) portovní objekty osoba Umývání osoba sprcha 40 Neobsahuje li tabulka vhodné údaje, lze z rozboru provozu uvažovat s dávkou teplé vody l na jedno mytí rukou. Práce administrativního charakteru tak může zahrnovat cca -3 mytí rukou denně, tedy např..3 = 6 l/den. P4 Výběr z novely vyhlášky 148/006 b. (není v platnosti) Tab.5. - Měrné spotřeby teplé vody pro nebytové budovy Typ budovy V W,f,z,j Měrná jednotka [l/(mj.den)] Zdravotnická zařízení (bez prádelny) 56 l/(mj.den) lůžko Zdravotnická zařízení (s prádelnou) 88 l/(mj.den) lůžko travovací zařízení (samoobslužné) 4 l/(mj.den) host travovací zařízení (s obsluhou) 10 l/(mj.den) host Hotel 1*-4* (bez prádelny) l/(mj.den) lůžko Hotel 1* - 4* (s prádelnou) l/(mj.den) lůžko portovní zařízení 101 l/(mj.den) sprcha Tab Měrná denní potřeba energie na přípravu teplé vody Typ zóny q W,nd,f,z,d [kwh/(mj.den)] q W,nd,A,z,d [kwh/(m.den)] Administrativní budova 0,4 kwh na osobu a den 30 Wh/(m.d) Nemocnice - lůžka 8 kwh na osobu a den 530 Wh/(m.d) Škola 0,5 kwh na osobu a den 170 Wh/(m.d) Budovy pro obchod 1 kwh na zaměstnance a den 10 Wh/(m.d) Výrobní provozy, dílny (šatny) 1,5 kwh na zaměstnance a den 75 Wh/(m.d) Hotel (ubytovna) 1,5 kwh na lůžko a den 190 Wh/(m.d) Hotel (standard ***) 4,5 kwh na lůžko a den 450 Wh/(m.d) Hotel (vyšší standard ****) 7 kwh na lůžko a den 580 Wh/(m.d) Restaurace, stravování 1,5 kwh na místo a den 150 Wh/(m.d) 5 / 7

6 Kolej, domov mládeže 3,5 kwh na místo a den 30 Wh/(m.d) portovní zařízení (sprchy) 1,5 kwh na místo a den - Tab. Třídy energetické náročnosti budovy příprava teplé vody Druh budovy A B C D E F G Rodinný dům < > 7 Bytový dům < > 78 Hotely a restaurace < > 19 Administrativní < > 4 Nemocnice < > 156 Školní budovy < > 36 portovní zařízení < > 36 Obchodní budovy < > 3 P3 Zadání Zadané provozy: provozní místnost(i) + střední chodba vždy pro 4 studenty jedna budova Školní budova (třídy, chodby + hygienické zázemí) Betonová podlaha a strop, cihelné stěny, kontaktní zateplení okna: dvojsklo U = 1,3 W/m K, g = 0,5, stěny U = 0,5 W/m K, Centrální kotelna na zemní plyn NTK, teplovodní soustava s OT průtokový ohřev elektrický (místní) větrání přirozené chlazení split systém v jednotlivých třídách Administrativní budova (kanceláře, chodby + hygienické zázemí) Betonová podlaha a strop, cihelné příčky, koberec, cihelný OP okna: dvojsklo U = 1,4 W/m K, g = 0,3, stěny U = 0, W/m K Centrální kotelna na kusové dřevo, teplovodní soustava s OT průtokový ohřev elektrický (místní) větrání nucené (ZZT 60 %) teplovzdušné a chlazení jednotkami fandil Restaurace (konzumační část + chodba) Betonová podlaha a strop, koberec, cihelné příčky, cihelný OP okna: trojsklo U = 0,9 W/m K, g = 0,4, stěny U = 0,0 W/m K Centrální kotelna na peletky, teplovodní soustava s OT Centrální ohřev teplé vody bez cirkulace Vzduchová klimatizace nucené větrání, chlazení (ZZT 50 %) Zdroj chladu se vzduchem chlazeným kondenzátorem Bytový dům (3 až 4 bytové jednotky) Koberec, cihelné příčky, lehký strop, cihelný OP okna: trojsklo U = 0,8 W/m K, g = 0,5, stěny U = 0,18 W/m K Centrální kotelna na zemní plyn kondenzační kotel, teplovodní soustava s OT Centrální ohřev teplé vody s cirkulací Přirozené větrání Klimatizace split systém Tělocvična základní školy (+ šatny pro x 15 osob) Dřevostavba, s masivním dřevem, betonová podlaha 6 / 7

7 Fasáda B CT 5 Technika prostředí Úlohy do cvičení (9.1) okna: dvojsklo U = 1,4 W/m K, g = 0,7, stěny U = 0, W/m K Centrální kotelna na zemní plyn kondenzační kotel Centrální ohřev teplé vody s cirkulací Vzduchová klimatizace nucené větrání, teplovzdušné, chlazení, směšování s 30 % venkovního vzduchu Obchodní dům Cihelné stěny, keramické stropy, cihelný OP okna: dvojsklo U = 1,7 W/m K, g = 0,75, stěny U = 0,4 W/m K Centrální kotelna na peletky, teplovodní soustava s OT Centrální ohřev teplé vody s cirkulací Vzduchová klimatizace nucené větrání, chlazení (ZZT 55 %) Půdorys řešené zóny podlaží budovy X Fasáda A Pobytové místnosti Členění podle potřeby pro účely ENB nevýznamné Chodba šířka 3 m Y Hygienické zázemí 5 x 6 m Pobytové místnosti Členění podle potřeby pro účely ENB nevýznamné Fasáda C kupina 1: X = 50 m, Y = 0 m, prosklení fasád: A- 40 %, B- 0%, C- 0%, H = 3,0 m kupina : X = 70 m, Y = 16 m, prosklení fasád: A- 70 %, B- 10 %, C- 0%, H = 3,5 m kupina 3: X = 90 m, Y = 16 m, prosklení fasád: A- 50 %, B- 0 %, C- 0%, H = 3,6 m kupina 4: X = 110 m, Y = 14 m, prosklení fasád: A- 60 %, B- 0 %, C- 0%, H = 3,3 student A student B student C student D leden, září, červen únor, květen, říjen, prosinec, duben, srpen březen, červenec, listopad 7 / 7