CT 52 Technika prostředí
LS 2013
Budova a energie ENB – větrání
11. Přednáška
Ing. Olga Rubinová, Ph.D. 1
Osnova předmětu týden
přednáška
1
Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru
2
Tepelná pohoda a rovnováha člověka
3
Vlhkost v budovách
4
Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu budov
5
Vzduch, který dýcháme
6
Hodnocení a zvyšování kvality vzduchu
7
Hygienické požadavky na pracovní prostředí
8
Energetická náročnost a legislativa ČR
9
ENB – vytápění a chlazení
10
ENB – osvětlení a teplá voda
11
ENB – větrání
12
Problematika nízkoenergetických budov
13
Další složky mikroklimatu budov
Vzduchotechnika v energetickém hodnocení budov
Systém vytápění Systém větrání Systém přípravy teplé vody
Systém chlazení Úprava vlhkosti vzduchu Osvětlení
Referenční budova – VZT – doprava vzduchu a ZZT Větrání Měrný příkon ventilátoru systému nuceného větrání
PSFPahu,R
W.s/m3
1750
Účinnost zpětného získávání tepla systému nuceného větrání s objemovým průtokem větracího vzduchu do 7500 m3/hod
ηH,hr, R
%
60
Účinnost zpětného získávání tepla systému nuceného větrání s objemovým průtokem větracího vzduchu nad 7500 m3/hod
ηH,hr, R
%
40
Referenční budova – VZT - vlhčení Úprava vlhkosti vzduchu Účinnost zdroje úpravy vlhkosti systému vlhčení ηRH+,gen,R
%
70
Účinnost zdroje úpravy vlhkosti systému odvlhčení
ηRH-,gen,R
%
65
ηRH,r,R
%
0
Účinnost zpětného získávání vlhkosti systému nuceného větrání
Hodnocená budova
/zóna Chladící výkon Pokrytí dílčí potřeby energie na větrání Jmenovitý elektrický příkon systému větrání Jmenovitý objemový průtok větracího vzduchu Měrný příkon ventilátoru systému nuceného větrání SFPahu
Referenční budova Tepelný výkon
/zóna Energo-nositel
Hodnocená budova
Typ větracího systému
Charakteristika VZT zařízení
(-) (-) (kW) (kW) (%) (kW) (m3/hod) (W.s/m3)
x x x x x x x
Vlhkostní bilance prostoru M – Množství vody pro vlhčení nebo odvlhčování (kg/den) V – průtok vzduchu (m3/h) x – měrná vlhkost vnitřního a venkovního vzduchu v g/kg, m L – produkce vodní páry / os. n L – počet osob s – současnost výskytu osob) t = 26 °C
t = 20 °C
Mw =
RH = 40 % x = 5,8 g/kg
( Vρ ( x 1000 h pr
i
− xe ) − m L n L s
)
RH = 50 % x = 10,5 g/kg xp = 8 až 9 g/kg
Průměrná měsíční vlhkost vzduchu (g/kg) m x
1 2,8
2 3,0
3 3,6
4 4,6
5 6,4
6 8,0
7 9,2
8 8,9
9 7,5
10 5,6
11 4,3
12 3,3
Energie na zvlhčování / odvlhčování vzduchu
Q w – Výkon pro odpaření vody na páru (kWh/m) f pr – korekce na skutečnou provozní dobu v důsledku regulace vzduchového výkonu jako u čerpadel
2500.0,278 Qw = M w l = d . f pr M w 1000
Pomocná energie ve VZT Pro distribuci energie jednotlivými systémy TZB je zapotřebí další pomocná energie na ventilátory, kde P je příkon ve W a f váhový činitel regulace
P . f pr .h pr d Qp = 1000
Qp =
eV . f pr .h pr d 1000
[kWh]
[kWh]
10
Úspory energie ve VZT Elektrická energie • Příkon ventilátoru - SFP (Specific Fan Power) • Nízké tlakové ztráty potrubní sítě • FM + regulace ventilátorů Teplo • ZZT (recyklace tepla do vzduchu nebo vody) • Kaskádové větrání (např. garáží) Chlazení • Volné chlazení (i vodní) • • • •
Vysoce účinné zdroje Aktivní využití slunečního záření Plynule regulovatelná čerpadla Regulace výkonu (IŘM) 11
ZZT vzduch – vzduch
ÚČINNOST ZZT
∆t skut η= ∆tteor
ZZT – úspora tepla Potřeba tepla pro ohřev venkovního vzduchu při trvalém větrání v závislosti na intenzitě větrání a teplotním faktoru (účinnosti) ZZT.
http://www.asb-portal.cz/kolik-stojivetrani-domacnosti/galeria/2923/20351
Vzduchotechnika mikroskopická
14
Tepelné čerpadlo vzduch – vzduch a ohřev teplé vody
Větrání se ZZT a ohřev teplé vody
Zpětné získávání vlhkosti
http://www.passivhaustagung.de/Passivhaus_D/Lueftung_Luftfeuchte.html
Aktivní využití solárního záření Kapalinové a vzduchové kolektory Dvojité energetické fasády
17
ZZT – kutilské větrací jednotky Účinnost při průtoku 10m3/hod 30 cm min. 55 % 45 cm min. 70 % 60 cm min. 82 %
Krb a teplovzdušné vytápění a větrání
Třídy energetické účinnosti VZT jednotek dle EUROVENT třída
rychlost
ZZT
vref [m.s-1]
nref [%]
Δpref [Pa]
A
1,8
75
280
B
2,0
67
230
C
2,2
57
170
D
2,5
47
125
E
2,8
37
100
<E
No requirements
Ekodesign - ventilátory Evropská unie prostřednictvím směrnice Ecodesign Directive 2009/125/EC (směrnice ErP) vytvořila rámec k nastavení požadavků na ekologické projektování u produktů spotřebovávajících elektrickou energii. Účelem směrnice „Ecodesign“ je zlepšení environmentálních vlastností produktů v průběhu celého jejich životního cyklu. Tato směrnice je součástí cílů „20-20-20“, jejichž účelem je dosáhnout zvýšení energetické účinnosti o 20% a navýšení podílu energie vyráběné z obnovitelných zdrojů o 20% do roku 2020. Tato směrnice bude mít vliv na mnoho produktů, včetně televizí, ledniček a ventilátorů. Od 1. ledna 2013 budou muset ventilátory s elektrickým příkonem v rozmezí 125 W a 500 W dosahovat předepsaných hodnot minimální účinnosti. Od 1. ledna 2015 vstoupí v platnost vyšší hodnoty předepsané minimální účinnosti. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2011:090:0008:01:CS:HTML
Parametry ventilátoru dnes 1750
Ventilátor s EC motorem
Vliv regulace na energetickou účinnost 24
25
Požadovaná vzduchotěsnost OP budov Doporučené hodnoty celkové intenzity výměny vzduchu n50,N dle tab. 1 ČSN 73 0540
Větrání v budově
n50 [h-1]
Přirozené
4,5
Nucené
1,5
Nucené se zpětným získáváním tepla
1,0
Nucené se zpětným získáváním tepla v budovách se zvláště nízkou potřebou tepla na vytápění (pasivní domy)
0,6
26
Vzduchotěsnost místností E1 – 5.NP
n = 0,309∆p 0, 608 n = 0,386∆p 0,545
n = 0,386∆p 0,545 n = 0,386∆p 0,545
n50 = 3,3
n50 = 3,3 n50 = 13,4
n50 = 10,2
n = 0,386∆p 0,545
n = 1,134∆p 0,561
n = 2,001∆p 0, 485 27
Vzduchotěsnost staveb – utěsnění výplní otvorů Požadavek pro pasivní domy n50 ≤ 0,6 h-1
28
Vzduchotěsnost staveb
29
30
Zemní výměníky Kapalinové (solanka) Vzduchové pro sání venkovního vzduchu cirkulační
31
Zemní výměník
32
Zemní výměník
33
Zemní výměník
34
Zemní výměník – mikrobiální kontaminace
Antimikrobiální vnitřním povrchem (přídavek stříbra) Pozor kondenzát a radon, rychlost vzduchu max. 3 m/s, lépe jíl než písek 35
Zemní výměník – varianty provedení pro letní a zimní provoz
36
Zemní výměník – výpočet změny teploty vzduchu
tin
tin
tin
ts tin
tout 37
Zemní výměník
38
Zemní výměník – teplota zeminy
39
Zemní výměník – chladicí výkon při větracím režimu
40
Zemní výměník – cirkulační provedení
41
ZVT – Stanovení velikosti
42
ZVT – kapalinový
43
ZVT – kapalinový
44
45
Údržba zařízení = podmínka hygienického provozu Prvky typického systému chlazení a vytápění RD v USA
46
Doporučená údržba VZT zařízení v obytném prostředí Odstranit únik vody nebo stojící vodu v potrubí Vyčištění a vysušení kondenzátní vany u chladiče vzduchu, ověření připojení kondenzátního potrubí pravidelná údržba zvlhčovače vzduchu, je-li používán VZT jednotky konstruovat (navrhovat) s ohledem na snadnou údržbu a čištění s revizními otvory pro vyjmutí čištěných dílů Vláknitá nebo jiná izolace musí být vyměněna je-li vlhká, zapáchající, nebo plesnivá VZT potrubí nemá být čištěno párou nebo jiným mokrým způsobem
47
Odborník ví stále více o stále menším počtu věcí. Nakonec ví opravdu všechno - o ničem. Murphy
48
