VYTÁPĚNÍ - cvičení č.2 Výpočet potřeby tepla a paliva Denostupňová metoda

VYTÁPĚNÍ - cvičení č.2 Výpočet potřeby tepla a paliva Denostupňová metoda Ing. Roman Vavřička, Ph.D. ČVUT v Praze, Fakulta strojní Ústav techniky prostředí

[email protected] www.utp.fs.cvut.cz

www.utp.fs.cvut.cz Denostupňová metoda – potřeba tepla na vytápění QVYT ,teor = 24 ⋅ 3600 ⋅ Qc ⋅ kde QVYT,teor Qc d tis tes tev ei et ed

d ⋅ ( tis − tes ) ⋅ ei ⋅ et ⋅ ed (tis − tev )

– teoretická potřeba tepla na vytápění [J] – celková tepelná ztráta objektu [W] – počet dnů otopného období [dny] – průměrná vnitřní teplota objektu [°C] – průměrná venkovní teplota za otopné období [°C] – oblastní venkovní výpočtová teplota [°C] – opravný součinitel vyjadřující vliv nesoučasnosti přirážek (ČSN 06 0210), nebo na nesoučasnost tepelné ztráty větráním a prostupem (ČSN EN 12 831)[-] – opravný součinitel na snížení vnitřní teploty při přerušení vytápění [-] – opravný součinitel na zkrácení doby provozu otopné soustavy při přerušovaném vytápění [-]

1

www.utp.fs.cvut.cz Denostupňová metoda – potřeba tepla na vytápění

Začátek otopného období je za předpokladu, že venkovní průměrná denní teplota klesne 2 dny po sobě pod +13°C a třetí následující den je předpoklad, že průměrná denní teplota bude opět nižší než +13°C. Konec otopného období je definován naopak (tj. 2 dny po sobě => nad +13 °C a třetí den také).


Vypočet dle váženého průměru objemů jednotlivých místností! n

∑V ⋅ t i

tis =

i

i =1 n

∑V

i

i =1

kde tis Vi ti

– průměrná vnitřní teplota objektu [°C] – objem i-té místnosti [m3] – vnitřní teplota i-té místnosti [°C]

2


Opravný součinitel vyjadřující vliv nesoučasnosti přirážek pro výpočet tepelných ztrát objektu ei [-]

ei =

QP Qc

QP Qc

– základní tepelná ztráta prostupem [W] – celková tepelná ztráta objektu [W]

Obvykle je ei = od 0,6 (rodinné domy) do 0,9 (bytové domy, školy).


Opravné součinitele při přerušení vytápění et a ed

et ⋅ ed =

ti , snížená − tes d ′ ⋅ tis − tes d

et - opravný součinitel na snížení vnitřní teploty nemocnice => et = 1,0 obytné budovy s nepřerušovaným vytápěním => et = 0,95 obytné budovy s nočním přerušením vytápění => et = 0,9 správní budovy => et = od 0,65 (využití budovy 6 h/den) až 0,90 (využití budovy 16 h/den) školy => et = od 0,80 (s polodenním vyučováním) do 0,85 (s celodenním vyučováním)

ed - opravný součinitel na zkrácení doby provozu otopné soustavy školy et = 0,7 ; budovy s jednodenním klidem et = 0,8; budovy s dvoudenním klidem et = 0,9; trvale vytápěné budovy et = 1,0

3


QVYT = kde: ηR

Qteor ,VYT

η R ⋅ηo ⋅η k

– účinnost rozvodu tepelné energie [-] Zahrnuje kvalitu tepelné izolace rozvodů tepla a způsob rozvodu potrubní sítě (nevytápěné prostory, apod.), bývá v rozmezí od 0,95 do 0,98.

ηo

– účinnost obsluhy (resp. regulace) [-] Zahrnuje způsob regulace objektu (zónová, ekvitermní, zátěžová, atd.), bývá v rozmezí od 0,9 (kotle na tuhá paliva) do 0,99 (plynový kotel + objekt rozdělen na zóny)

ηk

– účinnost zdroje tepla (kotle) [-]


ηk

– účinnost zdroje tepla (kotle) [-]

Kotle na tuhá paliva ηk = od 0,68 do 0,77 (Dřevo zplyňující kotle ηk = cca 0,88) Kotle na kapalná a plynná paliva ηk = od 0,83 do 0,96 Elektrokotle ηk = od 0,95 do 0,98

4


Příklad 1: Vypočtěte potřebu tepla a paliva pro vytápění rodinného domu s celkovou tepelnou ztrátou 5,2 kW a školy s celkovou tepelnou ztrátou 68 kW. Zadání: Obě stavby se nacházejí v Českých Budějovicích (d = 244 dní, tes = 3,8 °C, tev = 15 °C), Rodinný dům: tis = 19,5 °C ei = 0,6, et = 0,95, ed = 1, vytápění zajištěno plynovým kondenzačním kotlem ηk = 96 %, ηR = 98 %, ηo = 99 %, Hu = 35,87 MJ/m3 (tranzitní zemní plyn) Škola: tis = 18,3 °C ei = 0,85, et = 0,85, ed = 0,7, vytápění zajištěno plynovým kondenzačním kotlem ηk = 96 %, ηR = 95 %, ηo = 95 %, Hu = 35,87 MJ/m3 (tranzitní zemní plyn)

www.utp.fs.cvut.cz Příklad výpočtu roční potřeby tepla

Řešení – teoretická potřeba tepla: a) Rodinný dům – Qc =5,2 kW

Qd = 24 ⋅ 3600 ⋅ 5200 ⋅

244 ⋅ (19,5 − 3,8 )

(19,5 − ( −15) )

⋅ 0, 6 ⋅ 0,95 ⋅1 = 28 450 MJ

b) Kancelářská budova – Qc = 68 kW

Qd = 24 ⋅ 3600 ⋅ 68000 ⋅

244 ⋅ (18,3 − 3,8 )

(18,3 − ( −15) )

⋅ 0,85 ⋅ 0,85 ⋅ 0, 7 = 315 700 MJ

5

www.utp.fs.cvut.cz Příklad výpočtu roční potřeby tepla Řešení – skutečná potřeba tepla: a) Rodinný dům – Qc = 5,2 kW

Qd skut =

Qd

η R ⋅η o ⋅η k

=

28450 = 30 550 MJ 0,98 ⋅ 0, 99 ⋅ 0, 96


Qd skut =

Qd

η R ⋅η o ⋅η k

=

315700 = 364 400 MJ 0, 96 ⋅ 0, 95 ⋅ 0,95

Řešení – potřeba paliva: a) Rodinný dům – Qc = 5,2 kW

U d skut =

Qd skut Hu

=

30550 = 855 m3 35,87


U d skut =

Qd skut Hu

=

364400 = 10 160 m3 35,87

Řešení – cena paliva: a) Rodinný dům – Qc = 5,2 kW

Cena = 855 ⋅10,3 [Kč/m 3 ] +12 ⋅ 332 [Kč/měsíc] = 12 800 Kč/rok b) Kancelářská budova – Qc = 68 kW

Cena = 10160 ⋅10, 3 [Kč/m3 ] +265760 [Kč/rok] = 370 400 Kč/rok

www.utp.fs.cvut.cz Denostupňová metoda – potřeba tepla pro přípravu TV QTV ,den = (1 + z ) ⋅ ρ ⋅ c ⋅ V2 p ⋅ (t 2 − t1 ) V2P t1 t2 z

potřeba teplé vody[m3/os·den] (rodinný dům 40 až 50 l/os·den, kancelářská budova 5 až 10 l/os·den) teplota ohřáté vody [t1 = 55 °C] průměrná roční teplota přiváděné studené vody [t2 = 10 °C] poměrný koeficient (u průtočného ohřevu je z = 0, jinak je závislý na celkové délce rozvodů TV a stavu tepelné izolace, z = 0,3 až 1)

Qteor ,TV = QTV ,den ⋅ d + 0,8 ⋅ QTV ,den ⋅ t1,léto t2,léto N

teplota studené vody v létě teplota studené vody v zimě počet pracovních dní soustavy

t2 − t1,léto t2 − t1, zima

⋅( N − d )

[t1,léto = 15 °C] [t1,zima = 5 °C] [např. rodinný dům N = 365 dní]

6

www.utp.fs.cvut.cz Denostupňová metoda – množství paliva na vytápění a přípravu TV

UVYT +TV = kde: Hu

QVYT + (QTV ) Hu

– výhřevnost paliva [MJ/m3 ; MJ/kg] Zemní plyn (tranzitní) Zemní plyn (norský) Bioplyn (CH4) Dřevní štěpka Palivové dřevo Hnědé uhlí (tříděné Most) Černé uhlí (energetické Ostrava)

Hu = 35,87 MJ/m3 Hu = 39,65 MJ/m3 Hu = 34,01 MJ/m3 Hu = 12,18 MJ/kg Hu = 14,62 MJ/kg Hu = 17,18 MJ/kg Hu = 29,32 MJ/kg

7

VYTÁPĚNÍ - cvičení č.2 Výpočet potřeby tepla a paliva Denostupňová metoda

Recommend Documents