účinnost zdroje tepla

Ztráty tepelných rozvodů při rozvodu tepelné energie Ing. Roman Vavřička, Ph.D. ČVUT v Praze, Fakulta strojní Ústav techniky prostředí

R Roman.Vavricka@ Roman.Vavricka V i k @fs.cvut.cz f t www.utp.fs.cvut.cz www. utp.fs.cvut.cz

www.utp.fs.cvut.cz www. utp.fs.cvut.cz Účinnost přeměny energie

Palivo

η s Uživatel

Ideálně 99% x 99% x 99%

Skutečně 75% x 95% x 90%

η Celkově

97,0%

64,1%

Energie na vstupu

1031

1559

Energie na výstupu

1000

MWh

η k Produkce η r Distribuce

Ztrátyy Kotel

ηk − účinnost zdroje tepla

Teplo Distribuce

Ztráty

Teplo

ηr − účinnost rozvodů tepla

Spotřebitelé Ztráty

ηs − účinnost využití tepla

www.utp.fs.cvut.cz www. utp.fs.cvut.cz Legislativa – www.zakony.cz

Zákon č. 177 177//2006 Sb Sb.. – O hospodaření energií – mění zákon č. 406/ 406/2000 Sb Sb.. - stanovuje opatření pro zvyšování hospodárnosti užití energie a povinnosti fyzických a právnických osob při nakládání s energií, pravidla pro tvorbu Státní energetické koncepce, Územní energetické koncepce a Národního programu hospodárného nakládání s energií a využívání jejích obnovitelných a druhotných zdrojů.

Vyhláška č. 193 193//2007 Sb Sb.., kterou se stanovují podrobnosti účinnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu chladu. hl d .

www.utp.fs.cvut.cz www. utp.fs.cvut.cz Vyhláška č. 193/2007 Sb.

Stanovuje požadavky na účinnost užití energie v nově zřizovaných zařízeních pro rozvod d tepelné l é energie i a na vybavení b í tepelnou l i l í regulací izolací, l í a řízením ří í pro pro:: a)

parní, horkovodní a teplovodní sítě (včetně přípojek)

b)

předávací ř dá í nebo b výměníkové ý ě ík é stanice t i

c)

zařízení pro vnitřní rozvod tepelné energie, chladu a teplé vody v budovách

!!! Vyhláška V hlášk stanovíí způsob ů b zjišťování jišť á í tepelných l ý h ztrát á zařízení ří í pro rozvod d tepelné energie a vnitřní rozvodů tepelné energie, chladu a teplé vody !!!


Vnitřní rozvod tepelné energie §4: 1)

každý spotřebič tepelné energie se opatřuje armaturou s uzavírací schopností, pokud to jeho technické řešení a použití připouští, otopná tělesa TRV+RŠ

2)

pro vytápění s nuceným oběhem teplonosné látky nevýrobních objektů se volí teplota teplonosné látky na vstupu do otopného tělesa do 75 °C (s přirozeným oběhem vody maximálně do 90 °C)

3)

tepelná energie předávaná do vytápěného prostoru z neizolovaného potrubí je považována za trvalý zisk, jestliže teplota teplonosné látky v potrubí je rovna nebo vyšší než 60 °C a délka potrubí je větší než 2 m.

www.utp.fs.cvut.cz www. utp.fs.cvut.cz Tepelné zisky od neizolovaného potrubí

Teplo z teplonosné látky protékající potrubím se sdílí z povrchu neizolované trubky do vytápěného prostoru konvekcí (prouděním) a radiací (sáláním) (sáláním)..

⎡⎛ Ttr ⎞4 ⎛ Ti ⎞4 ⎤ & = α ⋅ S ⋅ (t − t ) + c ⋅ ε ⋅ ⎢ Q k tr tr i 0 ⎜ ⎟ −⎜ ⎟ ⎥ ⋅ ϕtr ,i ⎢⎣⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠ ⎥⎦

www.utp.fs.cvut.cz www. utp.fs.cvut.cz Tepelné zisky od neizolovaného potrubí - konvekce Svislé potrubí

α k = 1,45 ⋅ ( tw − ti )

Vodorovné potrubí

0 ,25

⎛ t w − ti ⎞ α k = 1,22 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ d ⎠

0 , 25


Směrné hodnoty tepelného výkonu neizolovaného potrubí vztažené na 1 m délky


Tepelná izolace zařízení pro rozvod tepelné energie a vnitřní rozvody §5: 1)

část tepelné sítě, která prochází netemperovanými prostory s teplonosnou látkou o teplotě vyšší než 40 °C musí být vybavena tepelnou izolací (kromě p ) kondenzátního potrubí)

2)

u vnitřních rozvodů s teplotou teplonosné látky do 115 °C musí být návrh izolace proveden tak, aby povrchová teplota izolace byla maximálně o 20 K vyšší než teplota okolí

3)

u vnitřních rozvodů s teplotou teplonosné látky nad 115 °C musí být povrchová teplota izolace maximálně o 25 K vyšší než teplota okolí

4)

!!! na všech vnitřních rozvodech musí být instalována tepelná izolace !!! (armatury a příruby mají odnímatelnou tepelnou izolaci)


Tepelná izolace zařízení pro rozvod tepelné energie a vnitřní rozvody §5: 5)

tepelná izolace rozvodů musí být provedena z materiálů, které mají součinitel tepelné vodivosti λ ≤ 0,045 W/m.K a u vnitřních rozvodů λ ≤ 0,04 W/m.K

6)

tloušťka tepelné izolace se stanoví tak, tak aby výsledný součinitel prostupu tepla U odpovídal požadavkům viz. tabulka pro vnitřní rozvody

DN

10 aažž 15

20 až 32

40 až 65

80 až 125

150 až 200

U [W/m2.K]

0,15

0,18

0,27

0,34

0,4

7)

Pro vnitřní rozvody tepla a chladu se u malých průměrů menších než DN 10 přihlíží k izolačnímu logicky neřešitelnému rozporu, tj tj.. cena izolace versus dosažená úspora p

Vyhláška č. 193/2007 Sb. Tepelná izolace zařízení pro rozvod tepelné energie a vnitřní rozvody §5:

Příklad: DN 25, λiz = 0,04 W/mK, τ = 232 dní, C tepla = 560 Kč/GJ, C iz = 4500 Kč/m3, životnost Příklad: i l izolace 20 let l t Návrh splňující vyhlášku č. 193/2007 Sb., kde U ≤ 0,18 W/m2K

Výsledná tloušťka izolace h = 67 mm (výpočet dle č.193/2007 Sb. viz www.tzb-info.cz ) Vý l d á tloušťka Výsledná tl šťk izolace i l h = 63 mm (výpočet ( ý č t dle dl č.193/2007 č 193/2007 Sb. Sb Výpočetní Vý č t í program)) 11

Vyhláška č. 193/2007 Sb. !!! §2 odst. odst. 3, říká říká:: „Při navrhování nových a při rekonstrukci stávajících tepelných sítí se použije řešení, řešení pro které má minimální hodnotu energetická náročnost z hlediska dopravy tepelné energie ηc a maximální hodnotu účinnost z hlediska tepelných ztrát t át ηz. Minimální hodnoty resp resp.. maximální nemusí být dodrženy, pokud je navrženo výhodnější řešení na základě optimalizačního výpočtu, respektujícího ekonomicky efektivní úspory energie energie.. …“

12

Vyhláška č. 193/2007 Sb. Měrná tepelná ztráta potrubí [W/m]

Náklady na tepelné ztráty

Náklady na izolaci

13

Vyhláška č. 193/2007 Sb. 5 mm

10 mm

15 mm

20 mm

25 mm

30 mm

35 mm

40 mm

45 mm

101,80 1142,67 21,09 1163,76

80,84 907,38 50,04 957,42

61,90 694,80 86,85 781,65

45,63 512,18 131,49 643,67

37,71 423,25 183,96 607,21

32,95 369,82 231,21 601,03

30,28 339,86 279,77 619,63

26,52 297,69 328,32 626,01

22,27 249,98 376,88 626,86

Niz

Suma

Nz 1400 1200 1000 Kčč/m.rok

h tloušťka izolace q Nq Niz Suma

800 600 400 200 0 5

10

15

20

25

30

Tloušťka izolace

35

40

45

14


Tepelná izolace zásobníků teplé vody a expanzních nádob §8: 1)

minimální tloušťka tepelné izolace zásobníků teplé vody a otevřených expanzních nádob je 100 mm při λiz ≤ 0,045 W/m.K

2)

minimální tloušťka tepelné izolace pasivních zásobníků (akumulačních nádob) je 100 mm při λiz ≤ 0,04 W/m.K, nebo musí být dosaženo součinitele prostupu tepla U ≤ 0,30 W/m2.K

3)

u sezónních zásobníků se tloušťka izolace stanovuje na základě optimalizačního výpočtu


Tepelná izolace rozvodů chladicích látek §9: 1)

pro teplotu teplonosné látky od + 18 °C do + 5 °C platí to samé co pro rovody tepla (§§5), pro teplotu nižší než + 5 °C se tloušťka izolace násobí 1,5 násobkem tloušťky podle (§5)

2)

pro tepelnou izolaci rozvodů a vnitřních rozvodů chladu se použije materiál mající součinitel tepelné vodivosti λiz ≤ 0,038 W/m.K

3)

povrchy, spoje a čela tepelných izolací musí být opatřeny nepřerušovanou parotěsnou vrstvou k zamezení pronikání vlhkosti difuzí vodních par + pro rozvodyy s pprovozní teplotou p nižší než + 15 °C se vláknité izolace nepoužívají p j

4)

tepelná izolace musí být provedena tak, že mezi izolací a povrchem potrubí nedocházelo ke kondenzaci vlhkosti ze vzduchu


Regulace a řízení dodávky tepelné energie nebo chladu §7 a §9: 1)

u rozvodu tepelné energie a vnitřních rozvodů vytápění a teplé vody se seřizují průtoky tak, aby odpovídaly projektovaným jmenovitým průtokům s maximální y ± 15 % odchylkou

2)

u rozvodu chladu a vnitřních rozvodů chladu se seřizují průtoky tak, aby odpovídaly projektovaným jmenovitým průtokům s maximální odchylkou ± 12 %

3)

oběhová čerpadla v předávacích stanicích a v otopných soustavách s jmenovitým tepelným výkonem nad 50 kW se vybavují automatickou plynulou nebo alespoň třístupňovou regulací otáček


Metody zjišťování tepelných ztrát a zisků pro rozvod tepelné energie, chladu a teplé lé vody d §10 10:: 1)

Schmidtova metoda – měření na speciálním gumovém pasu, kde na základě rozdílného tepelného p toku jje vyvolána y změna odporu p termočlánku,, která spolu p s odečteným napětím udává hodnotu měrného tepelného toku

2)

termovizní metoda – na základě snímaní povrchu tepelné izolace můžeme zaznamenat rozložení povrchových teplot, teplot případné vady nebo špatné instalace izolace, nevýhodou je neověření součinitele tepelné vodivost tepelné izolace

3)

kalorimetrická metoda – na základě měření rozdílů teplot na začátku a konci úseku spolu s měřením hmotnostního průtoku vody, stanovíme tepelnou ztrátu úseku – nevýhodou může být v případě použití fakturačních měřidel velká chyba způsobená nepřesností měřidel

Děkuji za pozornost

Roman.Vavricka@ Roman Vavricka@ Roman.Vavricka [email protected] fs fs.cvut.cz cvut cz c www.utp.fs.cvut.cz www.utp. www. utp.fs.cvut.cz utp. s.cvut.c

účinnost zdroje tepla

Recommend Documents