EFEKTIVNÍ ENERGETICKÝ REGION JIŽNÍ ČECHY – DOLNÍ BAVORSKO Vytápění a využití obnovitelných zdrojů energie se zaměřením na nízkoenergetickou a pasivní výstavbu
OTOPNÁ SOUSTAVA
Investice do Vaší budoucnosti Projekt je spolufinancován Evropskou Unií prostřednictvím Evropského fondu pro regionální rozvoj
Otopná soustava Otopná soustava - otopná tělesa - podlahové vytápění - podlahové konvektory - teplovzdušné vytápění - sálavé panely - kapilární rohože
2
Otopná soustava Otopná tělesa
Průběh změny teploty při zapnutí otopného tělesa v místnosti s uvažováním infiltrace (CFD animace)
3
Otopná soustava Povrchová teplota prosklené plochy Zadání Ug = 1,2 (W/m2K)
Výpočet
q = qα i = qα e (W / mK )
ti = 20 (°C) te = -12 (°C)
4
Otopná soustava Povrchová teplota prosklené plochy 1
U=
1
αi
Ug =
n
+∑ i =1
λ
+
d
1
αe
1 1
αi
+
λekv d
+
1
αe
1 1 1 ⇒ λekv = d ⋅ − − U g αi αe
λekv = 0,665 (W / mK )
5
Otopná soustava Povrchová teplota prosklené plochy q = qα i = qα e (W / mK ) U g ⋅ (ti − te ) ⋅ { A = α i ⋅ (ti − t p ) ⋅ { A 1m 2
t p = ti −
U g ⋅ (ti − te )
αi
1m 2
= 15,2 (°C )
Výpočet pro Ug = 0,9 (W/m2K) h-x diagram
6
Otopná soustava Prosklené plochy
7
Otopná soustava Prosklené plochy
8
Otopná soustava Počítačové simulace vlivu podlahového konvektoru na vnitřním mikroklimatu kancelářského prostoru Cílem studie bylo pomocí CFD modelu a simulací předpovědět rychlosti proudění a teploty vzduchu v kancelářském prostoru a na základě získaných výsledků posoudit vliv obvodových konvektorů na tepelnou pohodu v místnosti s plně prosklenou fasádou v zimním období. Dvourozměrný model - rovinný řez vybraného kancelářského modulu v 5. NP s plně prosklenou fasádou
9
Otopná soustava
Geometrie modelu (rozměry v metrech): 1 - přívod chladicího vzduchu, 2 - přívod čerstvého vzduchu, 3 – počítač, 4 - podlahový konvektor, 5 - odváděcí otvor, 6 - prosklená fasáda.
10
Otopná soustava
Bilance prostoru a okrajové podmínky Teplota venkovního vzduchu
Topný konvektor
Teplota chladicího vzduchu**
Pracovní rozdíl teplot vzduchu
A
–12 °C
163 W/m*
14,7 °C
–7,3 K
B
–0,5 °C
108 W/m*
13,9 °C
–8,1 K
C
–12 °C
není
16,4 °C
–5,6 K
D
–0,5 °C
není
15,4 °C
–6,6 K
Případ
11
Otopná soustava Teplotní pole řešeného případu A (venkovní teplota –12 °C, s podlahovým konvektorem)
12
Otopná soustava Teplotní pole řešeného případu B (venkovní teplota –0,5 °C, s podlahovým konvektorem)
13
Otopná soustava Teplotní pole řešeného případu C (venkovní teplota –12 °C, bez podlahového konvektoru)
14
Otopná soustava Teplotní pole řešeného případu D (venkovní teplota –0,5 °C, bez podlahového konvektoru)
15
Teplota venkovního vzduchu
Topný konvektor
A
–12 °C
ANO
B
–0,5 °C
ANO
C
–12 °C
NE
D
–0,5 °C
NE
Případ
Souhrnné zobrazení
A
C
B
D
16
Otopná soustava Grafické zobrazení případu C Případ
Teplota venkovního vzduchu
Topný konvektor
–12 °C
NE
C
Vnitřní teploty podél prosklené fasády
Teploty vnitřního vzduchu 3.0
30 Výška nad podlahou
Teplota [°C]
28 26
y = 0.1 m y = 0.6 m
24
y = 1.1 m y = 1.7 m
22 20 18
Výška nad podlahou Y[m]
32
Vzdálenos t od povrchu zasklení 0 mm 25 mm 50 mm 100 mm
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
16 0
1
2
3
4
5
6
7
Vzdálenost od fasády X[m]
8
9
10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Teplota [°C]
17
Otopná soustava Otopná tělesa - rychlá reakce na vnitřní a vnější zisky - délka tělesa by měla odpovídat délce okna - prosklená plocha k podlaze (?)
18
Podlahové konvektory - estetické - bez ventilátoru malý výkon
- s ventilátorem mohou být hlučné
1200 1000
Výkon Q (W)
- prosklená plocha k podlaze nevadí
800 600 400
Deskové ocelové otopné těleso
200
Podlahový konvektor
0 40
50
60
70
80
Střední teplota vody tW (°C)
19
Otopná soustava Podlahové vytápění - estetika - pomalá reakce na vnitřní a vnější zisky - prosklená plocha k podlaze nevadí - výpočet (koberec, atd.)
20
Otopná soustava Teplovzdušné vytápění Výhody 1. Kvalitní vnitřní mikroklima (filtrace venkovního vzduchu) 2. Větrání v letním období (popř. i vychlazování vnitřního prostoru) 3. Možnost rozvodu tepla z doplňkového zdroje (krbová kamna) po celém objektu 4. Energetická provozní úspora (rekuperace tepla)
21
Otopná soustava Teplovzdušné vytápění Nevýhody 1. Prostorová náročnost (velikost VZT jednotky, vedení potrubních rozvodů) 2. Mechanické součástky v jednotce (ventilátory a s tím i související hlučnost) 3. Investiční náročnost 4. V koupelnách doplňkové tepelné zdroje 5. Konstantní vnitřní teplota v celém teplovzdušně vytápěném objektu 6. Významná spotřeba pomocné energie (pro pohon ventilátorů)
22
Otopná soustava Teplovzdušné vytápění Režim provozu vytápěcí a větrací s rekuperací
23
Otopná soustava Teplovzdušné vytápění
24
Otopná soustava Poznámky
25
