Strona 1

Studia podyplomowe
Certyfikacja i Audyt Energetyczny Budynków

Efektywność energetyczna instalacji ogrzewania w budynkach
ĆWICZENIA

ZADANIE 1
Ręcznie na podstawie obliczeń i kart katalogowych dobrać grzejnik płytowy o wysokości 500mm do pomieszczenia o
projektowym obciążeniu cieplnym Φ

HL

= 1000W przy następujących założeniach (obliczenia wariantowe):

1.

t

z

= 75°C, t

p

= 65°C, t

i

= 20°C, grzejnik umieszczony pod oknem, bez osłony, wyposażony w zawór

termostatyczny, podłączony zgodnie z wytycznymi producenta, przewody c.o. izolowane.

2.

t

z

= 75°C, t

p

= 65°C, t

i

= 24°C, grzejnik umieszczony pod oknem, bez osłony, wyposażony w zawór

termostatyczny, podłączony zgodnie z wytycznymi producenta, przewody c.o. izolowane.

3.

t

z

= 55°C, t

p

= 35°C, t

i

= 20°C, grzejnik umieszczony pod oknem, bez osłony, wyposażony w zawór

termostatyczny, podłączony zgodnie z wytycznymi producenta, przewody c.o. izolowane.

4.

t

z

= 75°C, t

p

= 65°C, t

i

= 20°C, grzejnik umieszczony pod sufitem na ścianie wewnętrznej, obudowany

(L=50mm), wyposażony w zawór termostatyczny, podłączony zgodnie z wytycznymi producenta, przewody c.o.
izolowane.

Dane producenta Brugman grzejniki płytowe:

Strona 2

Moc umowna grzejnika:

S

O

P

U

T

P

PP

POM

U

)

Q

Q

Q

(

Q

β

⋅

β

⋅

β

⋅

β

⋅

β

⋅

−

−

=

GZT:

Usytuowanie:

Podłączenie:

Osłonięcie:

Tak

1,15

Nie

1,0

Moc normatywna grzejnika (katalogowa):
Aby dobrać grzejnik przy temperaturach pracy innych niż 75/65/20°C należy odczytać współczynnik korygujący f z
poniższej tabeli (podaje producent grzejnika), a następnie umowną moc cieplną grzejnika przemnożyć przez ten
współczynnik.

f

Q

Q

U

G

⋅

=

Moc Q

G

jest normatywną mocą grzejnika, który przy zmienionych parametrach instalacji osiągnie moc Q

U

.

T

A

= temperatura zasilania

T

R

= temperatura powrotu

T

L

= temperatura powietrza w

pomieszczeniu

Analogiczny wstępny dobór grzejnika
można wykonać dla dowolnego
pomieszczenia przy wykorzystaniu
aplikacji

OZC

(programu

komputerowego).

Strona 3

ZADANIE 2
Sporządzić wykres regulacyjny źródła ciepła pracującego na potrzeby c.o. dla różnych parametrów obliczeniowych
zasilanej instalacji.
UWAGA: W wypadku obliczeń ręcznych zbudować wykres regulacyjny z punktów obliczeniowych dla temperatur
zewnętrznych wynoszących -20, -10, 0, +10 i +20°C wypełniając załączone tabele. W wypadku obliczeń komputerowych
(Excel) wykonać obliczenia co 1°C do -20 do +20°C tworząc własny arkusz obliczeniowy.

Dane i założenia:

1.

Regulacja jakościowa – stały strumień wody obiegowej c.o., modulacja mocy poprzez zmianę temperatury

zasilania t

z

instalacji c.o.

2.

Parametry obliczeniowe instalacji c.o.:

a.

Wariant 1: t

z

= 90°C, t

p

= 70°C,

b.

Wariant 2: t

z

= 75°C, t

p

= 65°C,

c.

Wariant 3: t

z

= 55°C, t

p

= 45°C,

3.

Temperatura projektowa wewnętrzna: t

i

= 20°C.

4.

Instalacja wyposażona w grzejniki członowe o współczynniku n = 1,3.

Oznaczenia:

φ

obciążenie względne / względna moc grzewcza instalacji c.o.

t

i

temperatura wewnętrzna pomieszczenia ogrzewanego

t

e

obliczeniowa temperatura zewnętrzna

t

z

obliczeniowa temperatura zasilania instalacji c.o.

t

p

obliczeniowa temperatura powrotu instalacji c.o.

t

e

’

chwilowa temperatura zewnętrzna

t

z

’

chwilowa temperatura zasilania instalacji c.o.

t

p

’

chwilowa temperatura powrotu instalacji c.o.

t

śr

temperatura średnia wody w instalacji c.o.

∆t

co

różnica między średnią temperaturą grzejnika a pomieszczeniem

n

współczynnik charakterystyki cieplnej grzejnika (zakres 1...1,5)

Zależności:
Średnia różnica temperatur:

i

p

z

co

t

2

t

t

t

−

+

=

∆

, °C

Względna moc grzewcza instalacji c.o.

(

)

(

)

e

i

e

i

e

i

e

i

t

t

'

t

t

t

t

U

A

'

t

t

U

A

Q

'

Q

we

obliczenio

chwilowe

−

−

=

−

⋅

⋅

−

⋅

⋅

=

=

=

ϕ

, %

Chwilowa temperatura średnia wody obiegowej c.o.:

n

1

co

i

śr

t

t

t

ϕ

⋅

∆

+

=

, °C

Chwilowa temperatura zasilania instalacji c.o.:

ϕ

⋅

−

+

=

2

t

t

t

'

t

p

z

śr

z

, °C

Chwilowa temperatura powrotu z instalacji:

ϕ

⋅

−

−

=

2

t

t

t

'

t

p

z

śr

p

lub

ϕ

⋅

−

−

=

)

t

t

(

'

t

'

t

p

z

z

p

, °C

Współczynnik charakterystyki cieplnej grzejnika (wykładnik n) przyjmuje się:

- dla radiatorów

n = 1,30

- dla grzejników z rur gładkich

n = 1,25

- dla grzejników z rur ożebrowanych

n = 1,25

- dla grzejników płytowych

n =1,20÷1,30

- dla konwektorów

n = 1,25÷1,45

- dla ogrzewania podłogowego

n =1,1

Strona 4

Tabele obliczeniowe do obliczeń ręcznych:

Wariant 1: t

z

= 90°C, t

p

= 70°C

te' °C

φ %

t

śr

°C

t

z

' °C

t

p

' °C

-20

-10

0

10

20

Wariant 2: t

z

= 75°C, t

p

= 65°C,

te' °C

φ %

t

śr

°C

t

z

' °C

t

p

' °C

-20

-10

0

10

20

Wariant 3: t

z

= 55°C, t

p

= 45°C,

te' °C

φ %

t

śr

°C

t

z

' °C

t

p

' °C

-20

-10

0

10

20

Wykres regulacyjny

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Temperatura zew nętrzna °C

T

e

m

p

a

ra

tu

ra

z

a

s

ila

n

ia

/

p

o

w

ro

tu

°

C

Strona 5

Wzór arkusza kalkulacyjnego z wykresem regulacyjnym (MS Excel):

ZADANIE 3
Na podstawie sporządzonych wykresów regulacyjnych wyznaczyć graniczną temperaturę zewnętrzną kondensacji wilgoci
zawartej w spalinach (kocioł pracuje jako kondensacyjny, obszar kondensacji) w wypadku zasilania kotła gazem ziemnym
oraz w wypadku zasilania olejem opałowym EL.

Kondensacja pary wodnej zawartej w spalinach gazu ziemnego następuje poniżej 57°C.
Kondensacja pary wodnej zawartej w spalinach gazu ziemnego następuje poniżej 47°C.

Skomentować otrzymane wyniki pod kątem:

• wpływu parametrów instalacji c.o. na zewnętrzną temperaturę graniczną kondensacji,
• czasu pracy kotła w warunkach kondensacji i poza nimi w sezonie grzewczym w zależności od parametrów

instalacji c.o.

• średniosezonowej sprawności kotłów kondensacyjnych
• opłacalności stosowania kotłów kondensacyjnych przy danych parametrach instalacji c.o.

ZADANIE 4
Na sporządzone wykresy regulacyjne nanieść załamanie wykresu spowodowane koniecznością przygotowywania przez
kocioł ciepłej wody użytkowej.

Zadana temperatura c.w.u. t

cwu

= 60°C.

W celu otrzymania wymaganej temperatury czynnik grzewczy musi mieć temperaturę o 5°C wyższą od c.w.u. (konieczność
wymiana ciepła przez wymiennik).

Jak to wpływa na pracę źródła ciepła i obszar kondensacji kotła?