Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
SPOSÓB
OBLICZANIA
SEZONOWEGO
A1 – pole powierzchni przegrody zewnętrznej w świetle przegród poprzecznych netto, m2;
ZAPOTRZEBOWANIA
NA
CIEPŁO
DO
Τij –temperatura wewnętrzna, K;
OGRZEWANIA
BUDYNKÓW
Τe(m) – średnia zewnętrzna temperatura w miesiącu m-tym, K; MIESZKALNYCH
I
ZAMIESZKANIA
Ld(m) – liczba dni w miesiącu m-tym;
m – numer miesiąca w sezonie grzewczym;
ZBIOROWEGO WG PB-B-02025 .
86400 – liczba sekund w dobie, s.
Τi,j+1 –temperatura wewnętrzna w strefie j+1, K;
1
DANE WEJŚCIOWE
U2 – współczynnik przenikania ciepła przegrody zewnętrznej pełnej (z uwzględnieniem mostków termicznych), W/m2K;
W celu przeprowadzenia poprawnych obliczeń naleŜy zdefiniować A2 – pole powierzchni przegrody wewnętrznej w świetle przegród granicę przestrzeni ogrzewanej. Granicę tę stanowią ściany, najniŜsza poprzecznych netto, m2.
podłoga, oraz stropy lub dachy oddzielające rozpatrywaną przestrzeń ogrzewaną od środowiska zewnętrznego lub od przyległych ogrzewa-Strata ciepła z budynku do gruntu przy dowolnym kształcie rzu-nych stref lub przestrzeni nieogrzewanych.
tu budynku, Qg, oblicza się na podstawie wzoru:
2
ZASADA OBLICZEŃ
Q = [L ⋅ (T − T )
g
s
i
0
[6]
π ⋅ (m − 1 − β)
Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku oblicza
+ L ⋅ T ⋅ cos(
)] ⋅ Ld(m) ⋅ 8640 ,
0 [J]
p
a
6
się ze wzoru:
w którym:
Q = ∑[Q + Q + Q
Ls – współczynnik spręŜenia stałych w czasie strat ciepła do gruntu, h
z
w
g
[1]
W/K;
M
+
Lp – współczynnik spręŜenia periodycznych strat ciepła do gruntu, Q −η (Q
+ Q )], [J]
a
m
sw
i
W/K;
w którym:
Τi –temperatura obliczeniowa powietrza w rozpatrywanej strefie, K; Qh - sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku, Τe – średnia temperatura powietrza zewnętrznego w roku, K; QZ - strata ciepła z i-tej strefy budynku do powietrza zewnętrznego, Τa – amplituda roczna temperatury powietrza zewnętrznego w roku, Qw - strata ciepła z j-tej strefy do sąsiedniej strefy o numerze j+1
K;
przez przegrodę wewnętrzną,
m – numer miesiąca w sezonie grzewczym;
Qg - strata ciepła z budynku do gruntu przy dowolnym kształcie β - parametr zaleŜny od rodzaju podłogi, naleŜy przyjmować : β= 2
rzutu budynku,
dal podłogi na gruncie z izolacją pionową lub β= 1 w pozostałych Qv - straty ciepła w sezonie ogrzewczym na podgrzanie powietrza przypadkach.
wentylacyjnego,
Qs - zyski ciepła w sezonie ogrzewczym od promieniowania sło-Wielkości Ls i Lp zdefiniowane są w zaleŜności od rodzaju podłogi.
necznego przez okna,
Wzory podano w normie PN- B – 02025.
Qi - wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym,
η – współczynnik wykorzystania.
Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego, Qa, oblicza się 1
−
na podstawie następującego wzoru:
GRL
η = 1 − e
[2]
Q = ψ ρ c
−
⋅
[7]
a
a
a [T
T (m)
ij
e
] Ld(m) 8640 ,0[J]
Na współczynnik wykorzystania największy wpływ ma stosunek zysków do strat ciepła GLR
Q
+ Q
gdzie:
sw
i
GRL =
ψ – strumień powietrza w odniesieniu do budynku; włączając stru-
[3]
Q + Q + Q + Q
mień powietrza w przestrzeniach nieogrzewanych wg
z
w
g
a
PN-83/B-03430, m3/h;
ρ
aca – pojemność cieplna powietrza w odniesiona do objętości, J/m3 K.
2.1
Straty ciepła
2.2
Zyski ciepła
Straty ciepła w budynku to:
-
straty przez przegrody pełne, drzwi i okna z budynku do powietrza zewnętrznego;
Wewnętrzne zyski ciepła
-
straty przez przegrody do sąsiadujących stref o innej we-wn
Na wewnętrzne zyski ciepła, Q
ętrznej temperaturze;
i, składają się wszystkie ilości
ciepła wytwarzane w ogrzewanej przestrzeni przez wewn
-
straty z budynku do gruntu przy dowolnym kształcie rzutu ętrzne źródła
budynku:
ciepła z pominięciem instalacji centralnego ogrzewania. Głównymi elementami s
-
straty przez podłog
ą:
ę na gruncie (budynek niepodpiwniczo-
ny);
-
zyski ciepła pochodzące od uŜytkowników;
-
moc oddawana przez urz
-
straty przez podłog
ądzenia i oświetlenie sztuczne;
ę i ściany piwnicy ogrzewanej;
-
zyski netto pochodz
-
straty przez strop piwnicy nieogrzewanej;
ące z instalacji ciepłej wody uŜytkowej i
lokalizacji.
-
straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego.
Strata ciepła z j-tej strefy budynku do powietrza zewn
Przyjęto wiec podział na: zyski ciepła przypadające na miesz-
ętrznego Qz lub
do s
kańca i zyski ciepła przypadające na mieszkanie:
ąsiedniej strefy o numerze j+1 przez przegrodę wewnętrzną , Qw, przez przegrody pełne, w miesiącu m-tym , jest równa:
Q = Q + Q
+ Q + Q + Q ,[J]
[8]
i
L
cw
c
os
el
Q (m) = U ⋅ A ⋅
−
⋅
[4]
z
1
1
[T T (m)
ij
e
] Ld(m) 8640 ,0[J]
gdzie:
QL – zyski pochodzące od mieszkańca, J;
Q (m) = U ⋅ A ⋅
−
+
⋅
+
[5]
w
2
2
[T T
ij
i, j 1 ] Ld(m) 86400, [J]
Qc – zyski pochodzące od gotowania, J;
Q
os – zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń oświetleniowych, J;
gdzie:
Q
U
el – zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń, J;
1 – współczynnik przenikania ciepła przegrody zewnętrznej pełnej Q
(z uwzględnieniem mostków termicznych), W/m2K;
cw – zyski pochodzące od ciepłej wody uŜytkowej, J.
Strona 1
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Zyski pochodzące od mieszkańca
Zyski ciepła od nasłonecznienia
Q (m) = Φ ⋅ N ⋅ Ld(m) ⋅ 8640 ,
0 [J]
Zyski ciepła od nasłonecznienia, Q
[9]
s, oblicza się na podstawie
L
L
danych o całkowitym promieniowaniu słonecznym (załącznik C normy) z uwzględnieniem współczynnika zacienienia elewacji (załącznik Zyski pochodzące od ciepłej wody uŜytkowej
D w normie), oraz współczynnika przepuszczalności promieni sło-Q
(m) = (∆Φ
∆
+ Φ ⋅ N) ⋅ Ld(m) ⋅ 86400,[J] [10]
necznych szyb (załącznik E normy]). Powierzchnia przyjmująca pro-cw
cw
cw
mieniowanie słoneczne to powierzchnia szyby.
Zyski ciepła, Q
Zyski pochodzące od gotowania
s, oblicza się na podstawie następującego wzoru:
Q (m) = Φ ⋅ Ld(m) ⋅ 86400,[J]
[11]
=
⋅
⋅
⋅ ⋅
c
c
Q (m)
A
TR S(m) Z 3600,[J]
[14]
s
s
gdzie:
Zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń oświetleniowych S(m)– suma miesięczna całkowitego promieniowania słonecznego Q (m) = Φ ⋅ Ld(m) ⋅ 8640 ,
0 [J]
[12]
na jednostkę powierzchni o orientacji j , podczas okresu oblicze-os
os
niowego; Wh/m2;
As - pole e powierzchni przyjmującej promieniowanie, czyli jest to Zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń
pole powierzchni szyby, m2;
Q (m) = Φ ⋅ Ld(m) ⋅ 86400,[J]
[13]
TR – współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego el
el
szyby;
Z – współczynnik zacienienia elewacji.
gdzie:
QL – zyski pochodzące od mieszkańca przypadające na jedno mieszkanie w miesiącu m-tym, J;
Φ
Tablica 1 - Wartości obliczeniowe współczynnika przepuszczaL – średni dobowy strumień ciepła wydzielanego przez człowieka, nia promieniowania słonecznego przez wybrane układy oszkle-W;
N – liczba osób w danym mieszkaniu;
nia wg PN-B-02025
Q
Lp
Rodzaj oszklenia
Wspó³czynnik
cw – zyski pochodzące od ciepłej wody uŜytkowej, w miesiącu m-tym, J;
promieniowania
Φ
s³onecznego TR
cw – uśredniona moc cieplna od ciepłej wody uŜytkowej, odniesiona do jednego mieszkańca, W;
1
Pojedyncze
0,82
∆Φcw – uśredniona moc cieplna od ciepłej wody uŜytkowej, odnie-2
Podwójne
0,70
siona do jednego mieszkania, W;
3
Potrójne lub szyba zespolona jednokomorowa zjedna
0,64
Qc, – zyski pochodzące od gotowania przypadające na jedno miesz-powloką niskoemisyjną
kanie w miesiącu m, J;
4
j. w. lecz przestrzeń między szybami wypełniona
0,64
Φc – uśredniona moc cieplna od gotowania, odniesiona do jednego argonem
mieszkania, W;
5
Szyba zespolona dwukomorowa z powłoką niskoemi-
0,55
Qos – zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń oświetleniowych syjną
przypadające na jedno mieszkanie w miesiącu m-tym, J;
6
Szyba specjalna
0,50
Φoc – uśredniona moc cieplna od elektrycznych urządzeń oświetleniowych, odniesiona do jednego mieszkania, W;
Qel – zyski pochodzące od elektrycznych urządzeń przypadające na jedno mieszkanie w miesiącu m-tym , J;
Φel – uśredniona moc cieplna od elektrycznych urządzeń, odniesiona do jednego mieszkania, W.
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 uŜytkowej, odniesiona do jednego 15 W
mieszkańca
- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od ciepłej wody uŜytkowej, odniesiona do jednego 25 W
mieszkania
- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od przygotowania posiłków, odniesiona do jednego 110 W
mieszkania
- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od elektrycznych urządzeń oświetleniowych, odniesiona do jednego mieszkania o powierzchni:
•
< 50 m2
15 W
•
od 50 m2 do 100 m2
30 W
•
> 100 m2 ¸
45 W
•
dodatek, jeśli w mieszkaniu są dzieci
15 W
- Uśredniona moc cieplna (strumień cieplny) od urządzeń elektrycznych, odniesiona do jednego mieszkania, dla kaŜdego z następujących odbiorników:
•
lodówka
40 W
•
telewizor
35 W
•
pralka, suszarka elektryczna, zmywarka do naczyń, czajnik elektryczny 20 W
Strona 2