Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona 1

SPOSÓB

OBLICZANIA

SEZONOWEGO

ZAPOTRZEBOWANIA

NA

CIEPŁO

DO

OGRZEWANIA

BUDYNKÓW

MIESZKALNYCH

I

ZAMIESZKANIA

ZBIOROWEGO WG PB-B-02025 .

1

DANE WEJ

Ś

CIOWE

W celu przeprowadzenia poprawnych obliczeń należy zdefiniować
granicę przestrzeni ogrzewanej. Granicę tę stanowią ściany, najniższa
podłoga, oraz stropy lub dachy oddzielające rozpatrywaną przestrzeń
ogrzewaną od środowiska zewnętrznego lub od przyległych ogrzewa-
nych stref lub przestrzeni nieogrzewanych.

2

ZASADA OBLICZE

Ń

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku oblicza
się ze wzoru:

]

J

[

)],

Q

Q

(

Q

Q

Q

Q

[

Q

i

sw

m

a

g

w

M

z

h

++++

ηηηη

−−−−

++++

++++

++++

====

∑

∑

∑

∑

[1]

w którym:

Q

h

- sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku,

Q

Z

- strata ciepła z i-tej strefy budynku do powietrza zewnętrznego,

Q

w

- strata ciepła z j-tej strefy do sąsiedniej strefy o numerze j+1

przez przegrodę wewnętrzną,

Q

g

- strata ciepła z budynku do gruntu przy dowolnym kształcie

rzutu budynku,

Q

v

- straty ciepła w sezonie ogrzewczym na podgrzanie powietrza

wentylacyjnego,

Q

s

- zyski ciepła w sezonie ogrzewczym od promieniowania sło-

necznego przez okna,

Q

i

- wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym,

η

– współczynnik wykorzystania.

GRL

1

e

1

−−−−

−−−−

====

ηηηη

[2]

Na współczynnik wykorzystania największy wpływ ma stosunek

zysków do strat ciepła GLR

a

g

w

z

i

sw

Q

Q

Q

Q

Q

Q

GRL

++++

++++

++++

++++

====

[3]

2.1

Straty ciepła

Straty ciepła w budynku to:

-

straty przez przegrody pełne, drzwi i okna z budynku do po-

wietrza zewnętrznego;

-

straty przez przegrody do sąsiadujących stref o innej we-

wnętrznej temperaturze;

-

straty z budynku do gruntu przy dowolnym kształcie rzutu

budynku:

-

straty przez podłogę na gruncie (budynek niepodpiwniczo-

ny);

-

straty przez podłogę i ściany piwnicy ogrzewanej;

-

straty przez strop piwnicy nieogrzewanej;

-

straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego.

Strata ciepła z j-tej strefy budynku do powietrza zewnętrznego Q

z

lub

do sąsiedniej strefy o numerze j+1 przez przegrodę wewnętrzną , Q

w

,

przez przegrody pełne, w miesiącu m-tym , jest równa:

[[[[

]]]]

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)

m

(

T

T

A

U

)

m

(

Q

e

ij

1

1

z

⋅⋅⋅⋅

−−−−

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

====

[4]

[[[[

]]]]

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

T

T

A

U

)

m

(

Q

1

j

,

i

ij

2

2

w

⋅⋅⋅⋅

−−−−

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

====

++++

[5]

gdzie:

U

1

– współczynnik przenikania ciepła przegrody zewnętrznej pełnej

(z uwzględnieniem mostków termicznych), W/m

2

K;

A

1

– pole powierzchni przegrody zewnętrznej w świetle przegród

poprzecznych netto, m

2

;

Τ

ij

–temperatura wewnętrzna, K;

Τ

e

(m) – średnia zewnętrzna temperatura w miesiącu m-tym, K;

Ld(m) – liczba dni w miesiącu m-tym;
m – numer miesiąca w sezonie grzewczym;
86400 – liczba sekund w dobie, s.

Τ

i,j+1

–temperatura wewnętrzna w strefie j+1, K;

U

2

– współczynnik przenikania ciepła przegrody zewnętrznej pełnej

(z uwzględnieniem mostków termicznych), W/m

2

K;

A

2

– pole powierzchni przegrody wewnętrznej w świetle przegród

poprzecznych netto, m

2

.

Strata ciepła z budynku do gruntu przy dowolnym kształcie rzu-

tu budynku, Q

g

, oblicza się na podstawie wzoru:

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)]

6

)

1

m

(

cos(

T

L

)

T

T

(

L

[

Q

a

p

0

i

s

g

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

ββββ

−−−−

−−−−

⋅⋅⋅⋅

ππππ

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

++++

−−−−

⋅⋅⋅⋅

====

[6]

w którym:

L

s

– współczynnik sprężenia stałych w czasie strat ciepła do gruntu,
W/K;

L

p

– współczynnik sprężenia periodycznych strat ciepła do gruntu,

W/K;

Τ

i

–temperatura obliczeniowa powietrza w rozpatrywanej strefie, K;

Τ

e

– średnia temperatura powietrza zewnętrznego w roku, K;

Τ

a

– amplituda roczna temperatury powietrza zewnętrznego w roku,
K;

m – numer miesiąca w sezonie grzewczym;

β

- parametr zależny od rodzaju podłogi, należy przyjmować :

β

= 2

dal podłogi na gruncie z izolacją pionową lub

β

= 1 w pozostałych

przypadkach.

Wielkości L

s

i L

p

zdefiniowane są w zależności od rodzaju podłogi.

Wzory podano w normie PN- B – 02025.

Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego, Q

a

, oblicza się

na podstawie następującego wzoru:

[[[[

]]]]

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)

m

(

T

T

c

Q

e

ij

a

a

a

⋅⋅⋅⋅

−−−−

ρρρρ

ψ

ψ

ψ

ψ

====

[7]

gdzie:

ψ

– strumień powietrza w odniesieniu do budynku; włączając stru-

mień powietrza w przestrzeniach nieogrzewanych wg
PN-83/B-03430, m

3

/h;

ρ

a

c

a

– pojemność cieplna powietrza w odniesiona do objętości,

J/m

3

K.

2.2

Zyski ciepła

Wewnętrzne zyski ciepła

Na wewnętrzne zyski ciepła, Q

i

, składają się wszystkie ilości

ciepła wytwarzane w ogrzewanej przestrzeni przez wewnętrzne źródła
ciepła z pominięciem instalacji centralnego ogrzewania. Głównymi
elementami są:

-

zyski ciepła pochodzące od użytkowników;

-

moc oddawana przez urządzenia i oświetlenie sztuczne;

-

zyski netto pochodzące z instalacji ciepłej wody użytkowej i

lokalizacji.

Przyjęto wiec podział na: zyski ciepła przypadające na miesz-

kańca i zyski ciepła przypadające na mieszkanie:

]

J

[

,

Q

Q

Q

Q

Q

Q

el

os

c

cw

L

i

++++

++++

++++

++++

====

[8]

gdzie:

Q

L

– zyski pochodzące od mieszkańca, J;

Q

c

– zyski pochodzące od gotowania, J;

Q

os

– zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń oświetlenio-

wych, J;

Q

el

– zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń, J;

Q

cw

– zyski pochodzące od ciepłej wody użytkowej, J.

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona 2

Zyski pochodzące od mieszkańca

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

N

)

m

(

Q

L

L

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

Φ

Φ

Φ

Φ

====

[9]

Zyski pochodzące od ciepłej wody użytkowej

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)

N

(

)

m

(

Q

cw

cw

cw

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

Φ

Φ

Φ

Φ

++++

∆Φ

∆Φ

∆Φ

∆Φ

====

[10]

Zyski pochodzące od gotowania

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)

m

(

Q

c

c

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

Φ

Φ

Φ

Φ

====

[11]

Zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń oświetleniowych

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)

m

(

Q

os

os

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

Φ

Φ

Φ

Φ

====

[12]

Zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń

]

J

[

,

86400

)

m

(

Ld

)

m

(

Q

el

el

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

Φ

Φ

Φ

Φ

====

[13]

gdzie:

Q

L

– zyski pochodzące od mieszkańca przypadające na jedno

mieszkanie w miesiącu m-tym, J;

Φ

L

– średni dobowy strumień ciepła wydzielanego przez człowieka,

W;

N – liczba osób w danym mieszkaniu;
Q

cw

– zyski pochodzące od ciepłej wody użytkowej, w miesiącu m-

tym, J;

Φ

cw

– uśredniona moc cieplna od ciepłej wody użytkowej, odnie-

siona do jednego mieszkańca, W;

∆Φ

cw

– uśredniona moc cieplna od ciepłej wody użytkowej, odnie-

siona do jednego mieszkania, W;

Q

c,

– zyski pochodzące od gotowania przypadające na jedno miesz-

kanie w miesiącu m, J;

Φ

c

– uśredniona moc cieplna od gotowania, odniesiona do jednego

mieszkania, W;

Q

os

– zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń oświetleniowych

przypadające na jedno mieszkanie w miesiącu m-tym, J;

Φ

oc

– uśredniona moc cieplna od elektrycznych urządzeń oświetle-

niowych, odniesiona do jednego mieszkania, W;

Q

el

– zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń przypadające na

jedno mieszkanie w miesiącu m-tym , J;

Φ

el

– uśredniona moc cieplna od elektrycznych urządzeń, odniesio-

na do jednego mieszkania, W.

Zyski ciepła od nasłonecznienia

Zyski ciepła od nasłonecznienia, Q

s

, oblicza się na podstawie

danych o całkowitym promieniowaniu słonecznym (załącznik C nor-
my) z uwzględnieniem współczynnika zacienienia elewacji (załącznik
D w normie), oraz współczynnika przepuszczalności promieni sło-
necznych szyb (załącznik E normy]). Powierzchnia przyjmująca pro-
mieniowanie słoneczne to powierzchnia szyby.

Zyski ciepła, Q

s

, oblicza się na podstawie następującego wzoru:

]

J

[

,

3600

Z

)

m

(

S

TR

A

)

m

(

Q

s

s

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

====

[14]

gdzie:

S(m)– suma miesięczna całkowitego promieniowania słonecznego

na jednostkę powierzchni o orientacji j , podczas okresu oblicze-
niowego; Wh/m

2

;

A

s

- pole e powierzchni przyjmującej promieniowanie, czyli jest to

pole powierzchni szyby, m

2

;

TR – współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego

szyby;

Z – współczynnik zacienienia elewacji.

Tablica 1 - Wartości obliczeniowe współczynnika przepuszcza-
nia promieniowania słonecznego przez wybrane układy oszkle-
nia wg PN-B-02025
Lp

Rodzaj oszklenia

Wspó³czynnik

promieniowania

s³onecznego TR

1

Pojedyncze

0,82

2

Podwójne

0,70

3

Potrójne lub szyba zespolona jednokomorowa zjedna
powloką niskoemisyjną

0,64

4

j. w. lecz przestrzeń między szybami wypełniona
argonem

0,64

5

Szyba zespolona dwukomorowa z powłoką niskoemi-
syjną

0,55

6

Szyba specjalna

0,50

Tablica 2 - Wartości obliczeniowe dobowych zysków ciepła bytowego wg PN-B-02025

- Średni dobowy strumień ciepła wydzielanego przez człowieka

65 W

- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od ciepłej wody użytkowej, odniesiona do jednego

mieszkańca

15 W

- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od ciepłej wody użytkowej, odniesiona do jednego

mieszkania

25 W

- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od przygotowania posiłków, odniesiona do jednego

mieszkania

110 W

- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od elektrycznych urządzeń oświetleniowych, odnie-

siona do jednego mieszkania o powierzchni:

•

< 50 m

2

•

od 50 m

2

do 100 m

2

•

> 100 m

2

¸

•

dodatek, jeśli w mieszkaniu są dzieci

15 W
30 W
45 W
15 W

- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od urządzeń elektrycznych, odniesiona do jednego

mieszkania, dla każdego z następujących odbiorników:

•

lodówka

•

telewizor

•

pralka, suszarka elektryczna, zmywarka do naczyń, czajnik elektryczny

40 W
35 W
20 W