Forum Termomodernizacja 2006
Warszawa 27.02.2006
Metodyka obliczeń zapotrzebowania na energię
do celów ogrzewania i chłodzenia
Dr inż. Dariusz HEIM
Politechnika Łódzka
Forum Termomodernizacja 2006
Warszawa 27.02.2006
Metodyka obliczeń zapotrzebowania na energię
do celów ogrzewania i chłodzenia
Dr inż. Dariusz HEIM
Politechnika Łódzka
OGRZEWANIE:
1. PN-EN ISO 13790:
Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania (od grudnia 2004)
2. prPN-prEN 15201:
Energetyczne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia (projekt 2007)
Normy związane:
CHŁODZENIE:
1. prPN-prEN 15201:
Energetyczne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia (projekt 2007)
2. prPN-prEN 15255:
Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie wyczuwalnego chłodzenia pomieszczeń – Kryteria podstawowe i
procedury walidacji (projekt 2006)
3. prPN-prEN 15265:
Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do chłodzenia – Kryteria podstawowe i procedury
walidacji (projekt 2006)
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Roczne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania:
Q
h
–
roczne (sezonowe) zapotrzebowanie na ciepło;
Q
r
-
ciepło odzyskane z urządzeń pomocniczych,
systemów ogrzewania i przygotowania ciepłej wody
użytkowej oraz z otaczającego środowiska uwzględniając
odnawialne źródła energii;
Q
th
-
dodatkowe straty ciepła z budynku wynikające z
niejednorodnego rozkładu temperatury w pomieszczeniu i
braku idealnego sterowania temperaturą.
(
)
th
r
h
Q
Q
Q
Q
+
−
=
Roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania:
Q
hn
-
zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania dla n-
tego
,
kolejnego okresu obliczeniowego (np. miesiąca) dla
którego Q
hn
ma wartość dodatnią.
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
∑
=
n
hn
h
Q
Q
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Zapotrzebowanie na ciepło dla pojedynczego okresu
obliczeniowego:
Q
L
-
straty ciepła;
Q
g
-
zyski ciepła;
η - współczynnik wykorzystania, zmniejszający zyski
ciepła w okresach, gdy przewyższają obliczone straty.
g
L
h
Q
Q
Q
η
−
=
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Zapotrzebowanie na ciepło dla pojedynczego okresu
obliczeniowego:
jest zależny od:
- stosunku zysków do strat ciepła:
- stałej czasowej budynku [h]:
Współczynnik wykorzystania
η
L
g
Q
Q
=
γ
H
C
=
τ
gdzie:
C - pojemność cieplna wewnętrznych elementów budynku,
H - współczynnik strat ciepła budynku.
w PN-EN ISO 13790 podano wartości
η w zależności od τ i γ dla budynków
ogrzewanych w sposób ciągły (>12h) oraz jedynie w ciągu dnia (<12h).
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Całkowite straty ciepła Q
L
dla pojedynczej strefy budynku
w danym okresie obliczeniowym:
t
)
(
H
Q
e
i
L
θ
θ
−
=
θ
i
- wewnętrzna temperatura wymagana;
θ
e
- średnia temperatura powietrza zewnętrznego w
analizowanym okresie obliczeniowym;
t -
długość okresu obliczeniowego;
H
- współczynnik strat ciepła budynku, H = H
T
+ H
V
gdzie:
H
T
- przez przenikanie wg. PN-EN ISO 13789
(dla wentylowanych elementów obudowy – ściany Trombego, wg. załącznika E)
H
V
– na podgrzanie powietrza wentylacyjnego
V
c
H
a
a
V
&
ρ
=
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Całkowite zyski ciepła Q
i
dla pojedynczej strefy budynku
w danym okresie obliczeniowym:
s
i
g
Q
Q
Q
+
=
Q
i
–
wewnętrzne zyski ciepła;
Q
s
-
zyski ciepła od promieniowania słonecznego.
z uwzględnieniem całkowitych zysków do przestrzeni ogrzewanych i
częściowych do przestrzeni nieogrzewanych (czynnik redukcyjny b
określonym w PN-EN ISO 13789)
(dla elementów nietypowych – nieogrzewane cieplarnie, wg. załącznika F)
Q
L,zy
Q
L,zy
Q
L,zy
Q
L,z
Q
L,z
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Obliczenia dla modeli wielostrefowych o różnych danych
wyjściowych, załącznik B
Obliczenia jak dla pojedynczych stref z dodatkowych uwzględnieniem strumieni
strat ciepła przez przenikanie i na podgrzanie powietrza wentylacyjnego, z oraz
do sąsiednich stref Q
L,zy
= H
zy
(
θ
z
-
θ
y
) t .
UWAGA:
Podział nie jest wymagany gdy:
• różnica temperatur pomiędzy
poszczególnymi strefami jest nie
większa niż 4 K,
• drzwi pomiędzy danymi strefami
pozostają często otwarte,
wtedy strefy traktuje się łącznie, zaś
temperaturę przyjmuje się jako
średnią ważoną z temperatur w obu
strefach w zależności od
współczynnika strat ciepła H
poszczególnych stref.
PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania
Obliczenia z uwzględnieniem przerw
w ogrzewaniu załącznik C
Schematy ogrzewania
przerywanego:
1 – temperatury minimalnej,
2 – wyłączenia,
3 – obniżenia mocy.
Obliczenia skorygowanej temperatury wewnętrznej
dla całego okresu ogrzewania osłabionego.
prPN-prEN 15201: Energetyczne właściwości użytkowe
budynków – Obl. zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia
Wprowadza rozróżnienie metod obliczeniowych na
symulacyjną (1h) i bilansową (1 miesiąc).
Zawiera metodykę obliczeniową wg:
1 – miesięcznej metody bilansowej,
2 – uproszczonej metody symulacyjnej,
3 – szczegółowej metody symulacyjnej.
Wybór rodzaju metody obliczeniowej dokonywany
jest na poziomie krajowym!
Planowane zakończenie prac rok 2007.