Potřeba tepla na vytápění budovy

Transkript

1 SPJ1 Podkldy pro cvičení Potřeb tepl n vytápění budovy In. Kil Stněk, 10/2010 kil.stnek@sv.cvut.cz 1 Sché výpočtu 1.1 Potřeb tepl n vytápění Potřebu tepl n vytápění budovy nd [kwh] vypočtee bilncování tepelných ztrát využitelných tepelných zisků vytápěné zóny v kždé čsové kroku výpočtu, který je pro nás ěsíc, jko pro vytápění nd l kwh (1.1) l [kwh] jsou celkové tepelné ztráty vytápěné zóny, je ktor využitelnosti tepelných zisků [kwh] jsou celkové tepelné zisky vytápěné zóny. 1.2 epelné ztráty Celkové tepelné ztráty vytápěné zóny větrání l [kwh] vypočtee jko součet tepelných ztrát prostupe l kwh (1.2) [kwh] jsou tepelné ztráty prostupe [kwh] jsou tepelné ztráty větrání. epelné ztráty prostupe [kwh] se počítjí ze vzthu, H t i set e stejné sché pltí pro tepelné ztráty větrání [kwh], H t i set e kwh (1.) kwh (1.4) H H [W/K] jsou ěrné tepelné toky prostupe větrání, iset, [ C] je poždovná vnitřní teplot vytápěné zóny v otopné období (obvykle 20 C), e [ C] je teplot venkovního prostředí v dné čsové kroku (tzn. průěrná ěsíční teplot venkovního vzduchu) t [h] je délk kroku výpočtu (tzn. počet hodin v dné ěsíci). H [W/K] byl probrán v předchozí podkldu k prů- ýpočet ěrného tepelného toku prostupe ěrnéu součiniteli prostupu tepl. 1

2 Měrný tepelný tok větrání H c H [W/K] vypočtee jko WK (1.5) [k/ ] je objeová hotnost c [J/(k K)] je ěrná tepelná kpcit vzduchu [ /h] je průěrný objeový tok větrcího vzduchu ve vytápěné zóně. Součin c [J/( K)] se nzývá objeová tepelná kpcit vzduchu pltí c 1, J/( K), tj. 0,4 Wh/( K). Průěrný objeový tok větrcího vzduchu [ /h] je v přípdě přirozeného větrání roven průěrnéu návrhovéu objeovéu toku větrcího vzduchu d, [ /h], který vypočtee v závislosti n průěrné obszenosti budovy jko, d nos 25 occup n os [os] je počet obyvtel/uživtelů budovy (projektový předpokld), hodnot 25 /(os h) odpovídá potřebě čerstvého vzduchu n přítonou osobu z hodinu součinitel occup zstupuje průěrnou obszenost budovy, pro obytné budovy pltí occup 0,7 pro dinistrtivní budovy occup 0,4 (s ožností zpřesnit rozbore předpokládné obszenosti). přípdě echnického větrání je nutné k průěrnéu návrhovéu objeovéu toku větrcího vzduchu d, (přiváděného Z) připočítt přídvný tok vzduchu x [ /h] netěsnosti obálky budovy, tkže pltí d, x pro přídvný tok vzduchu x [ /h] netěsnosti (při rovnotlké větrání) pltí h h (1.6) (1.7) n e x 50 h (1.8) [ ] je obje vzduchu ve vytápěné zóně, n 50 [1/h] je násobnost výěny vzduchu při tlkové rozdílu 50 P (ír těsnosti obálky budovy) e je součinitel větrné expozice s hodnoti e 0,02 pro jednu exponovnou sádu e 0,07 pro více než jednu exponovnou sádu. Je-li echnické větrání vybveno zpětný získávání tepl (rekupercí), zohledníe to snížení hodnoty návrhového objeového toku d, [ /h], tkže [ /h] zpíšee ve tvru, d 1ZZ x ZZ je účinnost systéu zpětného získávání tepl. h (1.9) 1. yužitelné tepelné zisky [kwh] vypočtee jko součet vnitřních solárních tepel- Celkové tepelné zisky vytápěné zóny ných zisků sol kwh (1.10) [kwh] jsou vnitřní tepelné zisky sol [kwh] jsou solární tepelné zisky. 2

3 nitřní tepelné zisky [kwh] jsou součte zisků od obyvtel, přístrojů, osvětlení, z rozvodů vody knlizce, z procesů td. Pro jejich výpočet pltí t kwh (1.11) [kw] je průěrný výkon vnitřních zisků t [h] je délk kroku výpočtu. Průěrný výkon vnitřních zisků nos 100 occupnbj 100 [kw] pro obytné budovy ůžee brát přibližně jko W (1.12) n os [os] je počet obyvtel budovy, 100 W/os předstvuje tepelný výkon n přítonou osobu, occup zstupuje průěrnou obszenost budovy, pro obytné budovy pltí occup 0,7, n bj [bj] je počet bytových jednotek 100 W/bj předstvuje tepelný výkon n bytovou jednotku. U dinistrtivních budov je situce o poznání složitější, do hry vstupuje velká řd ktorů. Pro první přiblížení je ožné počítt s průěrný ěrný výkone vnitřních tepelných zisků q [W/ 2 ] ve výši 6 10 W n 1 2 užitné podlhové plochy, tkže q A A [ 2 ] je užitná podlhová ploch vytápěné zóny. W (1.1) Solární tepelné zisky orientci, tedy H A sol j s, n, j j n sol [kwh] vypočtee jko součet příspěvků jednotlivých oken pro kždou kwh (1.14) H j [kwh/ 2 ] je ěsíční dávk ozáření n j-tou orientci A sn,, j [ 2 ] je účinná solární sběrná ploch n-tého trnsprentního prvku (okn) s j-tou orientcí. Účinnou solární sběrnou plochu A s [ 2 ] trnsprentního prvku vypočítáe jko A A F F F F s w w F C S 2 (1.15) A w [ 2 ] je celková ploch prvku (okn) ze stvebních rozěrů, je celková eneretická propustnost zsklení při norálové dopdu slunečních pprsků, F w je korekční činitel pro zvýšené ztráty odrze při větších úhlech dopdu slunečního záření, budee uvžovt Fw 0,9, F F je korekční činitel ráu počítný jko poěr plochy zsklení A [ 2 ] k celkové ploše prvku, tj. FF Al Aw, F C je korekční činitel clonění (prvky protisluneční ochrny), F S je korekční činitel stínění, pro který pltí FS Fh Fo F (1.16) F h je dílčí činitel stínění horizonte, F o je dílčí činitel stínění rkýzou F je dílčí činitel stínění bočníi žebry. l Fktor využitelnosti tepelných zisků pro vytápění se počítá jko (1.17)

4 je poěr tepelných zisků l je číselný pretr, pro který pltí 1 15 [kwh] tepelných ztrát l [kwh] v dné ěsíci (1.18) (1.19) Člen [h] předstvuje čsovou konstntu vytápěné zóny budovy, kterou vypočtee jko C 600 H H h (1.20) C [J/K] je účinná vnitřní tepelná kpcit zóny H H [W/K] je součet ěrných tepelných toků prostupe větrání. 2 Doplňující podkldy 2.1 Dílčí činitele stínění přes otopné období pro 50 s.z.š. 1. dílčí činitel stínění horizonte F h Úhel stínění horizonte. Dílčí korekční činitel stínění horizonte Fh 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0, 0,2 0,1 0,0 Dílčí činitel stínění horizonte F h S SZ, S, Z J, JZ J Úhel stínění horizonte 4

5 2. dílčí činitel stínění rkýzou F o Úhel stínění rkýzou (svislý řez). Dílčí korekční činitel stínění rkýzou Fo 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Dílčí činitel stínění rkýzou F o S SZ, S, Z J, JZ J Úhel stínění rkýzou. dílčí činitel stínění boční žebre F Úhel stínění boční žebre (vodorovný řez). Dílčí korekční činitel stínění boč. žebre F 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 Dílčí činitel stínění boční žebre F S SZ, S, Z J, JZ J Úhel stínění boční žebre 5

6 2.2 Účinná vnitřní tepelná kpcit zóny Účinnou vnitřní tepelnou kpcitu zóny podle následující tbulky C [J/K] ůžee určit přibližně v závislosti n třídě budovy A [ 2 ] je užitná podlhová ploch vytápěné zóny. 2. Orientce budovy ke světový strná Při odečítání orientce budovy ke světový strná z ktstrální py (S-JSK), je nutné zpočítt tzv. eridiánovou konverenci (severní sěr n pě není totožný s její hrnou). se pro dnou loklitu stnoví ze vzorce 2450 L C loc 1, 4 L loc [ ] je východní délk loklity (npř. pro Prhu 14,1 ). Skutečná jižní orientce loklity je pk jih jih, S JSK C, jih S JSK [ ] je jižní orientce odečtená z ktstrální py (tj. skutečný jih je východněji). Meridiánová konverence je pro ČR cc 8. 6