OGRZEWNICTWO dział nauki i techniki zajmujacy się wykorzystaniem wytworzonego lub dostarczonego ciepła dla zrównoważenia strat ciepła do otoczenia i zapewnienia wymaganychwarunków temperaturowych w pomieszczeniach.

CIEPŁOWNICTWO dział energetyki zajmujacy się PRZEMYSŁOWYM wytwarzaniem ciepła oraz jego przesyłaniem na znaczne odległosci do rozproszonych w terenie odbiorców w celu wykorzystania na potrzeby ogrzewania wentylacji, klimatyzacji, przygotowania ciepłej wody użytkowej i na cele technologiczne.

art. 87. ust. 1. Konstytucji RP : zródłami powszechnie obowiązującego prawa Rzeczypospolitej Polskiej sa:

Konstytucja, ustawy, ratyfikowane umowy miedzynarodowe oraz rozporzadzenia. art. 92. ust. 1.rozporzadzenia sa wydawane przez organy wskazane w Konstytucji, na podstawie szczegółowego upoważnienia zawartego w ustawie i w celu jej wykonania; upoważnienie powinno okreslac organ własciwy do wydania rozporządzenia i zakres spraw przekazanych do uregulowania oraz wytyczne dotyczace tresci aktu.

Ustawa z 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (t.j. Dz.U. Nr 156., poz.1118. z 2006 r., z pózn. zm.)

Rozporzadzenie ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75., poz.690., z pózn. zm.)

Polskie Normy - dobrowolne (?) Ustawa z 12 wrzesnia 2002 r. o normalizacji (Dz.U. Nr 169.,poz. 1386.).art. 5 ust. 3.: stosowanie Polskich Norm jest dobrowolne.

Co to jest PN ? Ustawa z 12 wrzesnia 2002 r. o normalizacji (Dz.U. Nr 169., poz. 1386.). dokument przyjety na zasadzie konsensu (tj. ogólnego porozumienia, charakteryzujacego się brakiem trwałego sprzeciwu znaczacej czesci zainteresowanych w odniesieniu do istotnych zagadnien, osiagnietego w procesie rozpatrywania pogladów wszystkich zainteresowanych i zbliżenia przeciwstawnych stanowisk) i zatwierdzony przez upoważniona jednostke organizacyjna, ustalajacy - do powszechnego i wielokrotnego stosowania - zasady, wytyczne lub charakterystyki odnoszace się do różnych rodzajów działalnosci lub ich wyników i zmierzajacy do optymalnego stopnia uporzadkowania w okreslonym nia zakresie.

art. 5. ust. 4. ustawy o PKN Polskie Normy moga być powoływane w przepisach prawnych po ich opublikowaniu w jezyku polskim.

PN-EN 45020:2000 Normalizacja i dziedziny zwiazane. Terminologia ogólna. wyróżnia dwa sposoby powołania normy. Powołanie obligatoryjne - z którego wynika, że jedynym sposobem spełnienia odpowiednich wymagan przepisu technicznego jest osiagniecie zgodnosci z norma (normami), na która (na które) sie powołano. Powołanie wskazujace - z którego wynika, że jednym z możliwych sposobów spełnienia odpowiednich wymagan przepisu technicznego jest osiagniecie zgodnosci z norma (normami), na która (na które) sie powołano. Prawo Budowlane art. 5. ust. 1 (od 2003) obiekt budowlany wraz ze zwiazanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy projektowac i budowac zgodnie z przepisami,w tym techniczno-budowlanymi, obowiazujacymi Polskimi Normami oraz zasadami wiedzy technicznej. Rozporzadzenie MI (DzU 75) § 9. pkt. 4.:wykaz Polskich Norm przywołanych w rozporządzeniu okresla załacznik nr 1. do rozporzadzenia.

Rozporzadzenie MI (DzU 75 2002 r.) np.: § 133. pkt. 3.: Instalacja ogrzewcza wodna powinna byc zabezpieczona przed nadmiernym wzrostem cisnienia i temperatury, zgodnie z wymaganiami Polskich Norm dotyczacych zabezpieczen instalacji ogrzewan wodnych.

Zadania instalacji centralnego ogrzewania. Celem stosowania instalacji i urzadzen ogrzewczych jest zapewnienie w pomieszczeniach warunków zapewniajacych

dobre samopoczucie osób w nich przebywajacych lub zachowanie wymogów procesów technologicznych.

Oddawanie ciepła nastepuje na drodze: • przewodzenia i konwekcji od powierzchni skóry do otaczajacego powietrza • promieniowania z powierzchni ciała do otoczenia • odparowania potu z powierzchni skóry • oddychania.

Ilosc i droga oddawania ciepła zależy od aktywnosci ruchowej człowieka, sposobu ubrania czy warunków otoczenia. Poczawszy od temperatury 10oC, straty ciepła oddawanego w postaci ciepła parowania (ciepło utajone) rosna proporcjonalnie do wzrostu temperatury, a gdy temperatura powierzchni ciała osiaga temperature pomieszczenia oddawanie ciepła odbywa sie wyłacznie na drodze parowania. Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia zmniejsza sie natomiast ilość ciepła oddawanego na drodze konwekcji i promieniowania (ciepło jawne).

Konwekcja i promieniowanie Proporcja ilosci oddawanego ciepła na drodze konwekcji i promieniowania zależy od: temperatury otaczajacych powierzchni, temperatury powietrza predkosci przepływu powietrza wokół człowieka. Udziały te sa porównywalne i kształtuja sie na poziomie 40-60%.

Czesci ciała Nierównomierny jest strumien oddawanego ciepła przez różne czesci ciała. Z powierzchni okrytych odzieża strumien oddawanego ciepła wynosi ok. 60 W/m2. Dla powierzchni głowy wynosi on ok. 115 W/m2, dla rak ok. 75 W/m2, a dla stóp ok. 145 W/m2 (Przytoczone 50 m , m , wartosci maja charakter wyłącznie orientacyjny, gdyż istotnie zależa od cech fizjologicznych konkretnego organizmu, sposobu ubrania, warunków otoczenia i wysiłku fizycznego).

ilosc ciepła oddawanego przez człowieka w zależnosci od wykonywanej czynności (W) Odpoczynek w pozycji siedzacej 80 Siedzaca praca biurowa 90 Praca biurowa w pozycji stojacej 115 Lekka praca fizyczna w pozycji siedzacej 175 Spacer 230

Szybki marsz 410 Szybki bieg 580 Ciężka praca fizyczna 700.

O prawidłowym odczuciu komfortu cieplnego człowieka decyduje bardzo wiele czynników. Należy też pamietac, że odczucie to jest bardzo subiektywne, nie mniej jednak w literaturze spróbowano usystematyzowac ten problem. Przede wszystkim istotne sa:

• temperatura otaczajacego powietrza • temperatura powierzchni otaczajacych pomieszczenie przegród • predkosc powietrza • stopien aktywności • rodzaj ubrania

• wilgotnosc powietrza • płec (?) • stopien jonizacji powietrza • barwa scian, wiek, uwarunkowania etniczne i kulturowe.

Wentylacja. Należy pamietac o zagwarantowaniu w pomieszczeniu niezbednej ilosci świeżego powietrza (oddychanie, procesy technologiczne, spalanie, usuwanie zanieczyszczen np. wilgoc). Jeżeli w budynku funkcjonuje wyłacznie instalacja centralnego ogrzewania, wentylacja zapewniona powinna byc w sposób naturalny (nawiew przez nieszczelnosci badz specjalne elementy nawiewne umieszczone w stolarce okiennej lub scianach zewnetrznych , wywiew - kanały grawitacyjne).

Zadania instalacji c.o. Zadaniem systemów ogrzewan jest w zasadzie zapewnienie w pomieszczeniach (niezależnie od zmieniajacych sie warunków zewnetrznych) własciwej (zadanej) temperatury powietrza w przypadku odczuwalnego obniżenia się temperatury powietrza na zewnatrz budynku. Pomijajac wyjatki w postaci pomieszczen technologicznych, systemy te działaja w okresie jesieni, zimy i wiosny gdy temperatura

na zewnatrz budynków jest na tyle niska, że przebywajace w pomieszczeniach osoby

odczuwaja chłód i istotne pogorszenie komfortu cieplnego.

PN-EN 15251:2007 Kryteria środowiska wewnetrznego, obejmujace warunki cieplne, jakość powietrza wewnetrznego, oswietlenie i hałas podaje warunki, które powinny być uwzglednione w trakcie projektowania obiektów budowlanych oraz podczas oceny efektywnosci energetycznej budynków. Podczas obliczen i pomiarów powinny byc wziete pod uwage: jakosc powietrza wewnetrznego, warunki termiczne (temp. min i max), oswietlenie oraz warunki akustyczne.

Ogólne zasady projektowania: Przy projektowaniu systemów zaopatrzenia w

ciepło do rozwiazania pozostaja trzy podstawowe zagadnienia. Niezbedne jest:

1.okreslenie zapotrzebowania na ciepło, 2. dobór wielkosci zródeł i wymienników ciepła oraz 3. zapewnienie warunków dla dostarczenia wymaganej ilosci ciepła do poszczególnych odbiorników.

Przy projektowaniu systemów zaopatrzenia w ciepło należy kierowac sie nastepujacymi

celami czastkowymi. • zasada zrównoważonego rozwoju • pewnosc dostawy • zapewnienie wymaganych (przepisami prawa lub życzeniem inwestora) warunków, w tym możliwosci dostosowania pracy do bieżacych potrzeb • efektywnosc rozwiązań • koszt inwestycyjny odpowiadający uzyskiwanym warunkom eksploatacyjnym. Na etapie projektowania systemu opieramy się na prostych lub bardziej złoonych opisach matematycznych stanowiacych teoretyczny model opisujacych rzeczywistosc. Modele są zawsze pewna idealizacja i matematycznym przybliżeniem opisywanego zjawiska, zazwyczaj budowana na podstawie prowadzonych obserwacji i doswiadczen. Wynikaja one również z pewnych założen obliczeniowych, które maja na celu uproszczenie zarówno samego modelu opisujacego zjawisko, jak i ułatwienie pózniejszych obliczen przy jego wykorzystywaniu.

Wymiana ciepła: PRZEWODZENIE - przenoszenie energii wewnatrz materiału przegrody. 2. UNOSZENIE (konwekcja) - poszczególne czastki ciała, w którym przenosi sie ciepło, zmieniaja swoje położenie. - wymuszona (ruch płynu przejmujacego ciepło jest wywołany „sztucznie”), - swobodna (ruch płynu wywołany różnica jego gestosci). 3. PROMIENIOWANIE - przenoszenie ciepła. Wymiana ciepła przez promieniowanie elektromagnetyczne w pewnym zakresie długosci fal. Promieniowanie nie wymaga obecności osrodka materialnego i może rozchodzic się w próżni.

Wymiana ciepła złożona:

PRZENIKANIE = przewodzenie + przejmowanie ciepła + promieniowanie

PRZEJMOWANIE =konwekcja + przewodzenie.

PROJEKTOWE OBCIAŻENIE CIEPLNE (warunki projektowania instalacji zaopatrzenia w ciepło) (w W lub kW) ilosc ciepła w jednostce czasu, w okreslonych warunkach obliczeniowych - projektowanie instalacji c.o. AUDYT ENERGETYCZNY (w J lub GJ) ilosc ciepła zużywana w ciagu sezonu grzewczego do ogrzewania i ewentualnie przygotowania c.w.u. - termomodernizacja budynków CERTYFIKACJA obliczana i brana do dalszych analiz (w J lub GJ) ilość energii zużywanej w budynku w ciagu roku (c.o., c.w.u., oswietlenie, wentylacja, klimatyzacjia itd) - wykonywany co najmniej raz na 10 lat - charakterystyka energetyczna budynków.

ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA- PROJEKTOWE, OBCIĄŻENIE CIEPLNE.

Algorytm działania: 1. Okreslenie warunków zewnętrznych (temperatura powietrza zewnetrznego) oraz temperatur powietrza w przestrzeniach ogrzewanych i nieogrzewanych budynku (PNEN 12831: 2006) 2. Okreslenie charakterystyk cieplnych i

wymiarów poszczególnych elementów konstrukcji budynku (współczynnik przenikania ciepła) (PN-EN ISO 6946: 2004/08) 3. Obliczenie strat ciepła przez przenikanie 4. Obliczenie strat ciepła na wentylacje 5. Obliczenie obciażenia ciepln. Pomieszczenia 6. Obliczenie obciażenia ciepln. całego budynku.

PN-EN 12831 NB.2 / R MI

Projektowa temperatura wewnetrzna. Przeznaczenie lub sposób wykorzystywania pomieszczen. Przykłady pomieszczen:

+5°C - nieprzeznaczone na pobyt ludzi, - przemysłowe - podczas działania ogrzewania dyżurnego (jeżeli pozwalaja na to wzgledy technologiczne), np.: magazyny bez stałej obsługi, gara_e indywidualne, hale postojowe (bez remontów), akumulatornie, maszynownie i szyby dzwigów osobowych

+8°C - w których nie wystepuja zyski ciepła, a jednorazowy pobyt osób znajdujacych sie w ruchu i w okryciach zewnetrznych nie przekracza 1 h, klatki schodowe w budynkach mieszkalnych, - w których wystepuja zyski ciepła od urządzeń technologicznych, oswietlenia itp., przekraczające 25W na 1 m3 kubatury pomieszczenia hale spre_arek, pompownie, kuznie, hartownie, wydziały obróbki cieplnej

+12°C - w których nie wystepuja zyski ciepła, przeznaczone do stałego pobytu ludzi, znajdujacych sie w okryciach zewnetrznych lub wykonujacych prace fizyczna o wydatku energetycznym powy_ej 300 W, magazyny i składy wymagajace stałej obsługi, hole wejsciowe, poczekalnie przy salach widowiskowych bez szatni, kościoły - w których wystepuja zyski ciepła od urządzeń technologicznych, oswietlenia itp., wynoszace od 10

do 25 W na 1 m3 kubatury pomieszczenia hale pracy fizycznej o wydatku energetycznym

powyżej 300 W, hale formierni, maszynownie chłodni, ładownie akumulatorów, hale targowe, sklepy rybne i miesne.

+16°C - w których nie wystepuja zyski ciepła, przeznaczone na pobyt ludzi: - w okryciach zewnetrznych w pozycji siedzacej i stojacej, sale widowiskowe bez szatni, ustepy publiczne, szatnie okryc zewnetrznych, hale produkcyjne, sale gimnastyczne, - bez okryc zewnetrznych, znajdujacych sie w ruchu lub wykonujacych prace fizyczna o wydatku energetycznym do 300 W, kuchnie indywidualne wyposażone w paleniska - w których wystepuja zyski ciepła od urzadzen weglowe technologicznych, oswietlenia itp., nieprzekraczajace 10 W na 1 m3 kubatury pomieszczenia

+20°C -przeznaczone na stały pobyt ludzi bez okryc zewnetrznych, niewykonujacych w sposób ciagły pracy fizycznej -Kotłownie i wezły cieplne pokoje mieszkalne, przedpokoje, kuchnie indywidualne wyposaone w paleniska gazowe lub elektryczne, pokoje biurowe, sale posiedzen, muzea i galerie sztuki z szatniami, audytoria

+24°C - przeznaczone do rozbierania, - przeznaczone na pobyt ludzi bez odzieży

łazienki, rozbieralnie-szatnie, umywalnie, natryskownie, hale pływalni, gabinety lekarskie z rozbieraniem pacjentów, sale niemowlat i sale dzieciece w żłobkach, sale operacyjne.

FIZYKA PRZEGRÓD BUDOWLANYCH

Normy: PN-EN ISO 6946:2008. Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynniki przenikania ciepła. Metody obliczen (oryg.)

PN-EN 14683: 2007. Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartosci orientacyjne

PN-B-02025:2001 Obliczenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego

PN-EN ISO 10077-1: 2002. Własciwosci cieplne okien, drzwi,
aluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła (cz. 1: Metoda uproszczona)...

Przegrody budowlane • Jednowarstwowa - zbudowana z jednego materiału

• Jednorodna cieplnie - ma takie same własciwosci fizyko-chemiczne ; warstwa jednorodna cieplnie to warstwa o stałej grubosci i o własciwosciach cieplnych jednorodnych lub takich, które można uznac za jednorodne.

Przenikanie ciepła

Współczynnik przenikania ciepła U okresla własciwosci cieplne przegrody; jednostka [W/m2K].

Opór cieplny warstwy jednorodnej R = d /
, m2K/W

d - grubosc warstwy [m],

- współczynnik przewodzenia ciepła [W/mK]

Współczynnik przewodzenia ciepła dla różnych materiałów

podawany jest dla warunków wilgotnych lub średniowilgotnych.

W przypadku gdy wilgotność wzgledna w pomieszczeniu nie

przekracza 75% do obliczen przyjmowac należy warunki

średniowilgotne.

Przegrody wielowarstwowe RT= Rsi + Ri + Rse, m2K/W

Rse - opór przejmowania ciepła po stronie zewn. przegrody Rsi, - opór przejmowania ciepła po stronie wewn. Przegrody Ri - opór przewodzenia ciepła i-tej warstwy przegrody

Jeżeli przegroda jest przegroda wewnetrzna, to przyjmujemy po jej obydwóch stronach Rsi, Dotyczy to również stropu pod nieogrzewanym poddaszem lub stropu nad piwnica.

m2K/W	kierunek przepływu ciepła
		W górę	W dół	poziomy
Rsi	0,10	0,17	0,13
Rse	0,04	0,04	0,04

Wartości współczynnika przejmowania ciepła:

Warstwa powietrzna jako element

przegrody budowlanej

• Niewentylowana warstwapowietrza (tabela w PN) • Słabo wentylowana warstwa powietrza (wg wzoru z PN) • Dobrze wentylowana warstwa powietrza (nie uwzgledniamy

dalszych warstw, 2 x Rsi)

Współczynnik przenikania ciepła U = 1 /RT, W/m2K

Mostki termiczne (cieplne) Uc = U+
U

Poprawki współczynnika przenikania ciepła (mostki termiczne)

Nieszczelnosci w warstwie izolacji. Łaczniki mechaniczne w warstwie izolacji. Opady na dach o odwróconym układzie warstw. Niejednorodnosc przegrody. Narożniki, okna, połaczenie stropu ze sciana nosna.

Współczynnik przenikania ciepła	d, m	,W/mK	R, m2K/W
Rsi	-		0,13
tynk cementowy	0,015	1	0,02
cegła pełna	0,250	0,770	0,32
wełna mineralna	0,100	0,045	2,22
Niewent. warstwa powietrzna	0,150		0,17
cegła pełna	0,060	0,777	0,08
Rse	0,590		2,93

RAZEM 0,590 2,93

U = 1/2,93 = 0,35

ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA. OCHRONA CIEPLNA

Maksymalny współczynnik przenikania ciepła U max > U +
U (?)

RMI - podaje wartosci graniczne, jednak bez wyjasnienia, czy z uwzglednieniem, czy bez

uwzglednienia mostków termicznych.

PN-B-02025:2001 Sezonowe zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego

f
0,20 to Eo = 29 kWh / (m3 a)

0,20 < f < 0,90 to Eo = 26,6 +12 f

0,90
f to Eo = 37,4 kWh / (m3 a)

f - współczynnik kształtu budynku

Eo - graniczny wskaznik sezonowego zapotrzebowania na ciepło

Współczynnik kształtu budynku

f = A / V, m-1

stosunek pola powierzchni przegród zewnetrznych A do ogrzewanej kubatury budynku

(netto) V

Pole powierzchni przegród zewnetrznych A jest suma powierzchni

przegród (w osiach przegród prostopadłych) oraz powierzchni

okien i drzwi (w swietle osciey) przez które nastepuja straty

ciepła przez przenikanie.

Warunek efektywności energetycznej budynku:

E o > E; E = Qh / V, kWh / (m3 a);

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania

Qh = Qz + Qo + Qd + Qp + Qpg + Qsg + Qsp + Qv - 0,9 (Qs + Qi), [kWh / a]

straty ciepła przez przenikanie przez sciany zewnetrzne w sezonie grzewczym:

z - sciany zewnętrzne; o - okna; d - stropodach; p - strop nad piwnica i sciany pomieszczen ogrzewanych w piwnicy; g - do gruntu; sp - strop nad przejazdem.

v - straty ciepła do podgrzania powietrza wentylacyjnego w sezonie grzewczym:

s - zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna w sezonie grzewczym

i - wewnetrzne zyski ciepła w sezonie grzewczym.

Ściany zewnetrzne, okna, stropodach, strop nad przejazdem

Qn = 100
AnUn [kWh / a]; An - pole powierzchni danej przegrody n (lub jej czesci)

Un- współczynnik przenikania ciepła danej przegrody n (lub jej czesci)

Ściany w piwnicy, strop nad piwnica

Qn = 70
AnUn;

Ogrzanie powietrza wentylacyjnego

Qv = 38
[kWh / a];
- wymagany sumaryczny strumien powietrza

wentylacyjnego dla budynku.

Zyski ciepła od promieniowania słonecznego

Qn = 0,6
AnTRnSn, [kWh / a]

An - pole powierzchni danej przegrody przezroczystej (w świetle oscieży) o n-tej orientacji

TR - współczynnik przepuszczalnosci promieniowania szyb o n-TRn ntej orientacji

Sn - suma promieniowania całkowitego na płaszczyzne pionowa o n-tej orientacji

0,6 - sredni udział pola powierzchni szyb w całkowitej powierzchni okna.

Wewnetrzne zyski ciepła Qi = 5,3 [80 N + 275 Lm], [kWh / a]

N - liczba osób przebywajacych w budynku

Lm - liczba mieszkan w budynku

PN-EN 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciażenia cieplnego.

Zakres normy: Podstawowe warunki projektowe tj.: - z ograniczona wysokoscia pomieszczen (do 5 m), - pomieszczenia ogrzewane w warunkach projektowych do stanu ustalonego. Przypadki szczególne: - pomieszczenia o dużej wysokosci lub dużej kubaturze, - temperatura powietrza i srednia temperatura promieniowania znacznie sie różnia.

Załacznik krajowy. Projektowa temperatura zewnetrzna Θe. Projektowa temperatura wewnetrzna Θint. Współczynniki poprawkowe

Wymiary zewnetrzne, wymiar pionowy - od powierzchni podłogi do powierzchni podłogi,

sciany wewnetrzne - do połowy ich grubości.

Całkowita projektowa strata ciepła przestrzeni ogrzewanej (pkt. 7 PN)

i =
T,i +
V,i , W

T,i - projektowa strata ciepła przez przenikanie

V,i - projektowa wentylacyjna strata ciepła

Projektowe obciażenie cieplne przestrzeni ogrzewanej (pkt. 8 PN)

HL,i =
T,i +
V,i , +
RH,i , W

RH,i - nadwyżka mocy cieplnej wymagana do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania strefy ogrzewanej.

Projektowa strata ciepła przez przenikanie (pkt. 7.1 PN)

T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij )(Θint-Θe), W

HT,ie- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez obudowe budynku, W/K

H T,iue - współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni T,iue ogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez przestrzen nieogrzewana (u), W/K

HT,ig- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) gruntu (g), W/K

HT,ie- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni

ogrzewanej (i) do sasiedniej przestrzeni (j), W/K

Straty ciepła bezposrednio na zewnatrz

HT,ie = ΣAk Uk ek + Σ
l ll el

Ak - powierzchnia elementu budynku, m2

Uk - współczynnik przenikania ciepła przegrody (k), W/m2 K

Ψl - współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka cieplnego (l), W/mK

ll - długosc liniowego mostka cieplnego (l), m

ek el - współczynniki korekcyjne 1,0

Straty ciepła przez przestrzen nieogrzewana

HT,iue = ΣAk Uk bu ,+ΣΨl ll bu

Ak - powierzchnia elementu budynku, m2

Uk - współczynnik przenikania ciepła przegrody (k), W/m2 K

Ψl - współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka cieplnego (l), W/mK

ll - długosc liniowego mostka cieplnego (l), m

bu - współczynniki redukcji temperatury,

Straty ciepła miedzy przestrzeniami o różnych temp.

HT,ij = Σfi,j Ak Uk

Ak - powierzchnia elementu budynku, m2

Uk- współczynnik przenikania ciepła przegrody (k), W/m2K

fi - współczynniki redukcyjny temperatury,

Projektowa wentylacyjna strata ciepła
ΦV,i = HV,ie (Θint,i -Θe), W

HV,ie- współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła, W/K

HV,ie = Vi ρ cp = 0,34 Vi (jesli Vi w m3/h)

Vi = max {Vinf,i ,Vmin,i }, dla budynku Vi = max {0,5Vinf,i ,Vmin,i }

PN-EN 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciażenia cieplnego

Projektowa strata ciepła przez przenikanie (pkt. 7.1 PN)

ΦT,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij)(Θint,i -Θe), W

HT,ie- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez obudowe budynku, W/K

HT,iue - współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni T,iueogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez przestrzen nieogrzewana (u), W/K

HT,ig- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) gruntu (g), W/K

HT,ij- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do sasiedniej przestrzeni (j), W/K

Projektowa wentylacyjna strata ciepła

ΦV,i = HV,ie (Θint,i -Θe), W

HV,ie- współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła, W/K

HV,ie = Vi ρ cp = 0,34 Vi (jesli Vi w m3/h)

Vi = max {Vinf,i ,Vmin,i }, dla budynku Vi = max {0,5Vinf,i ,Vmin,i}

Projektowe obciażenie cieplne przestrzeni ogrzewanej (pkt. 8 PN)

ΦHL,i = ΦT,i + ΦV,i , + ΦRH,i , W

ΦRH,i - nadwyżka mocy cieplnej wymagana do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania strefy ogrzewanej

Uproszczone okreslanie nadwyżki mocy cieplnej (pkt. 7.3 PN)

ΦRH,i = Ai fRH , W

Ai - powierzchnia podłogi przestrzeni ogrzewanej, m2

fRH - współczynnik korekcyjny, zależny od czasu nagrzewania i założonego obniżenia temperatury, Zał. NB 6, W/m2

Projektowe obciażenie cieplne czesci budynku lub budynku (pkt. 8.2 PN)

ΦHL = ΣΦT,i +ΣΦ V,i , + ΣΦRH,i , W

ΣΦT,i - suma strat ciepła przez przenikanie wszystkich przestrzeni ogrzewanych z wyłaczeniem ciepła wymienianego wewnatrz czesci budynku lub budynku

ΣΦV,i - wentylacyjne straty ciepła przestrzeni ogrzewanych z wyłaczeniem ciepła wymienianego wewnątrz czesci budynku lub budynku

ΣΦRH,i - suma nadwyżek mocy cieplnej wszystkich przestrzeni ogrzewanych, wymaganych do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania.

Centralne ogrzewanie, w którym ciepło potrzebne do ogrzewania zespołu

pomieszczen otrzymywane jest z jednego zródła ciepła i jest doprowadzane do ogrzewanych pomieszczen za pomoca czynnika grzejnego.

Ogrzewanie miejscowe ogrzewanie, w którym ciepło potrzebne do ogrzewania pomieszczenia otrzymywane jest ze zródła ciepła umiejscowionego w ogrzewanym pomieszczeniu.

Instalacja c.o. zespół urzadzen, elementów i przewodów służacych do: (1) wytwarzania czynnika grzejnego o wymaganej temperaturze i cisnieniu lub przetwarzania tych parametrów (zródło ciepła); (2) doprowadzenia czynnika grzejnego do ogrzewanego obiektu (czesc zewnetrzna instalacji); (3) rozdziału i rozprowadzenia czynnika grzejnego w ogrzewanym budynku i przekazania ciepła w pomieszczeniu.

Instalacja c.o. Czesc zewnetrzna instalacji - czesc instalacji c.o. znajdujaca sie poza ogrzewanym budynkiem, wystepujaca wówczas, gdy zródło ciepła (kotłownia, wezeł

ciepłowniczy) znajduje sie poza tym budynkiem i nie ma przetworzenia parametrów czynnika grzewczego pomiedzy tym zródłem i czescia wewnetrzna instalacji.

Instalacja c.o. Czesc wewnetrzna instalacji - czesc instalacji c.o. znajdujaca sie w ogrzewanym budynku, zaczyna sie za zaworami odcinajacymi te czesc od czesci zewnetrznej instalacji lub zródła ciepła.

Czynnik grzewczy (grzejny) Płyn (woda, para wodna, powietrze, inne) przenoszacy

Ciepło Woda wypełniajaca instalacje c.o. Woda instalacyjna Woda sieciowa Woda wypełniajaca siec ciepłownicza dostarczajaca dla wody instalacyjnej ciepło poprzez

przetworzenie parametrów w wezle ciepłowniczym.

CZYNNIK GRZEJNY INSTALACJA OGRZEWANIA: - WODNEGO - PAROWEGO - POWIETRZNEGO - ELEKTRYCZNEGO (czy jest to c.o.?) - inne.

OBLICZENIOWA TEMPERATURA CZYNNIKA GRZEWCZEGO. INSTALACJA OGRZEWANIA:

- WODNEGO NISKOTEMPERATUROWA (do 100oC)

- WODNEGO SREDNIOTEMPERATUROWA (od 100oC do 115oC)

- PAROWEGO NISKOCISNIENIOWA

- WODNEGO WYSOKOTEMPERATUROWA (od 115oC)

- PAROWEGO WYSOKOCISNIENIOWA

ZRÓDŁO CIEPŁA - WEZEŁ CIEPŁOWNICZY (wodny, parowy) - indywidualny; grupowy - bezposredni; wymiennikowy - KOTŁOWNIA (wodna, parowa, ogniowo-powietrzna) - osiedlowa (zakładowa, rejonowa); lokalna; wbudowana.

ZABEZPIECZENIE INSTALACJI PRZED NIEPORZADANYM WZROSTEM CISNIENIA

- wodne niskotemperaturowe systemu otwartego (* przestrzen wodna instalacji ma swobodne połaczenie z atmosfera przez otwarte naczynie wzbiorcze)

- wodne niskotemperaturowe systemu zamknietego (z zaworem bezpieczenstwa i naczyniem przeponowym)

- wodne srednio- i wysokotemperaturowe systemu zamknietego

- z zaworem bezpieczenstwa

- z zaworem bezpieczenstwa i pompa uzupełniajacostabilizujaca

- parowe niskocisnieniowe

- zabezpieczone słupem cieczy

- z zaworem bezpieczenstwa

- parowe wysokocisnieniowe (z zaworem bezpiecz.)

ROZPROWADZENIE CZYNNIKA GRZEWCZEGO

- wodne dwururowe

- z rozdziałem górnym (pozioma siec przewodów zasilajacych piony usytuowana jest powyżej grzejników zasilanych posrednio lub bezposrednio z tych pionów)

- z rozdziałem dolnym (pozioma siec przewodów zasilajacych piony oraz przewodów powrotnych usytuowana jest poniżej grzejników zasilanych z tych pionów)

- wodne jednorurowe (rozdział górny / dolny)

- bez boczników (przepływowe)

- z bocznikami

- z grzejnikami bezposrednio zasilanymi z pionów / z zasilanymi przez poziome przewody rozprowadzajace

- parowe

- z rozdziałem górnym

- z rozdziałem dolnym.

- z grzejnikami zasilanymi przez poziome przewody rozprowadzajace*

- dwururowe / jednorurowe

- rozdzielaczowe

- przylistwowe

- z trójnikami

POBUDZENIE KRĄŻENIA CZYNNIKA GRZEWCZEGO

- wodne

- grawitacyjne (krażenie wywołane różnica gestosci wody powrotnej i zasilajacej)

- pompowe

- parowe

- z grawitacyjnym spływem skroplin (do kotła)

- z przepompowaniem skroplin (zbiornik kondensatu) (przewody kondensatu zalane* / niezalane)

- powietrzne

- grawitacyjne (ruch powietrza w przewodach wywołany różnica gestosci powietrza w ogrzewanym powietrzu i nawiewanego)

- z przepływem wymuszonym (ruch powietrza w przewodach wywołany praca wentylatora)

* instalacja niskocisnieniowa, w której przewody kondensatowe sa

całkowicie wypełnione woda (prowadzone poniżej linii cisnien).

ZRÓDŁO CIEPŁA:

WEZEŁ CIEPŁOWNICZY t.j. zespół urzadzen służacy do:

(1) przekazywania ciepła; (2) przetwarzania temperatury i cisnienie czynnika grzewczego; (3) pomiaru i regulacji tych parametrów oraz strumienia czynnika grzewczego; (4) rejestracji mierzonych wielkosci; (5) zabezpieczenia instalacji przed niedopuszczalnym wzrostem cisnienia i temperatury; (6) wymuszenia krażenia czynnika grzewczego w instalacji.

KOTŁOWNIA t.j. zespół urzadzen, w których dzieki spalaniu paliw lub przy użyciu elektrycznosci, wytwarzany jest czynnik grzewczy o wymaganej temperaturze i cisnieniu, znajdujacych się w odrebnym pomieszczeniu (budynku) lub wydzielonej jego czesci; w skład zespołu wchodza także urzadzenia do pomiaru i regulacji parametrów czynnika grzewczego i ewentualnej ich rejestracji oraz urzadzenia zabezpieczajace proces spalania paliwa i wytwarzania czynnika grzewczego.

KOTŁOWNIA - LOKALNA - zasilajaca jeden obiekt ogrzewany - OSIEDLOWA (rejonowa, zakładowa) - zasilajaca czynnikiem grzewczym wiecej niż jeden obiekt ogrzewany (wiecej niż jedna czesc wewnetrzna instalacji) poprzez czesc zewnetrzna instalacji

- WBUDOWANA - znajdujaca sie w obiekcie ogrzewanym w odrebnym pomieszczeniu lub wydzielonej jego czesci - OGNIOWO-POWIETRZNA -z piecem (piecami) zawierajacym palenisko na paliwo stałe, ciekłe lub gaz, połaczone z przeponowym wymiennikiem ciepła, w którym ogrzewane jest powietrze krażace w instalacji ogrzewania powietrznego.

KOCIOŁ Kotły grzewcze - kotły posiadajace określone cechy budowy, parametry czynnika grzewczego oraz wydajnosc cieplna; zalicza sie do nich kotły parowe niskopreżne (do 1 MW) oraz kotły wodne, o mocy nie przekraczajacej 1 MW i temperaturze wody na wylocie nie wiekszej niż 115oC, które sA stosowane do celów centralnego ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej, w suszarnictwie, do zasilania w ciepło urządzeń pralni, kuchni, technologii itp. (PN-70/H - 83136).

Inne urzadzenia: grzejniki, urzadzenia zabezpieczajace (urzadzenia, które zabezpieczaja instalacje c.o. przed przekroczeniem dopuszczalnej temperatury i cisnienia lub tylko cisnienia), naczynie wzbiorcze systemu otwartego, naczynie wzbiorcze przeponowe, urzadzenie stabilizujace (utrzymuje cisnienie w instalacji w okreslonym zakresie), urzadzenia kontrolno-pomiarowe (wskazujace lub rejestrujace poszczególne parametry w ustalonych miejscach instalacji), urzadzenia alarmowe (sygnalizujace w sposób optyczny lub akustyczny osiagniecie parametrów granicznych) odpowietrzenie (zespół urzadzen, armatury i rurociągów, przeznaczonych do oddzielania i usuwania powietrza i nierozpuszczonych gazów z całej instalacji c.o. lub jej czesci), pompa obiegowa, armatura odcinajaca, regulacyjna, zwrotna,urzadzenia filtracyjne

urzadzenia do napełniania instalacji (i uzupełniania wody).

Kryteria wyboru MOC GRZEJNIKA Temperatura zasilania, powrotu, pomieszczenia

Koszt System instalacji c.o Materiały z jakich wykonana jest instalacja i grzejnik Estetyka pomieszczen i oczekiwania inwestora Sposób podłaczenia (od dołu, z boku itp) Konstrukcja nosna i możliwosc montażu grzejnika Kolorystyka Możliwosc rozbudowy po zamontowaniu Szczególne warunki pracy. PŁYTOWE Stosowanie w układach zamknietych (inst. otwarta do 30 kW)

Najbardziej rozpowszechnione Korzystna proporcja moc/zużycie materiału Lekkie

Niewielka bezwładnosc cieplna Możliwosc podłaczenia od dołu i w wielu innych konfiguracjach (bez zmiany parametrów) Duża różnorodnosc wymiarów (układy jedno, dwu i trzypłytowe, z ożebrowaniem lub bez, z gładka powierzchnia lub wytłoczeniami) Możliwosc montażu w instalacjach stalowych, miedzianych i z tworzyw.

CZŁONOWE - Możliwosc rozbudowy poprzez dodanie kolejnych członów, - podłaczenie tylko z boku, - stosunkowo duża pojemnosc wodna, - małe opory przepływu (ogrzewania grawitacyjne)

Żeliwne: - duży cieżar, ale i duża pojemnosc cieplna, - odpornosc na korozje i wahania cisnien, - „klasyczny” wyglad, chropowata powierzchnia - wysoka trwałosc, - malowanie powierzchni,

Stalowe: - Mniejszy cieżar, mniejsza wytrzymałosc na korozje i wahania cisnien,

- W zestawach 5-10 członów,

Aluminiowe: - Bardzo lekkie - dobra wymiana ciepła, mała bezwładnosc cieplna

- gładka i łatwa do utrzymania w czystosci powierzchnia - ryzyko korozji elektrochemicznej (przede wszystkim przy połaczeniu z miedzia i mosiadzem)

- Delikatne i podatne na uszkodzenia mechaniczne.

Konwektory - Najmniejsza pojemnosc wodna - Mała bezwładnosc cieplna i dobra regulacja w wyniku zmiany strumienia wody grzewczej - Mały przyrost temperatury powietrza - Wymagana wyższa temperatura zasilania (min. ok.

45oC) - nie najlepsze w przypadku kotłów kondensacyjnych - Duża cyrkulacja powietrza - Dobry rozkład temperatury w pomieszczeniu - Moga byc wyposażone w wentylator.

Inne: z rur gładkich i ożebrowanych (duża wytrzymałosc na cisnienie), Promienniki, Ogrzewania płaszczyznowe (sufitowe, podłogowe,scienne).

Dobór - umowna moc grzejnika

Φu = (ΦHL -Φpp - Φp)ΒTΒUΒpΒoΒs

ΦHL - projektowe obcia_enie cieplne przestrzeni ogrzewanej, W

Φpp - wydajnosc cieplna „pionopietra” w pomieszczeniu (w przypadku braku pionu instalacji c.o. w pomieszczeniu lub jego izolacji cieplnej wartosc równa 0), W

Φp - wydajnosc cieplna innych zródeł ciepła (np. innych niż pion nieizolowanych przewodów instalacji c.o.), W

BT - współczynnik poprawkowy uwzględniający wyposażenie grzejnika w zawór termostatyczny (1 lub 1,15)

BU - współczynnik poprawkowy uwzgledniajacy miejsce usytuowania grzejnika (1,0 - grzejnik umieszczony pod oknem lub na scianie zewnetrznej pomieszczenia nad posadzka, 1,1 - grzejnik umieszczony na scianie wewnetrznej pomieszczenia lub umieszczony pod stropem, 1,2 - grzejnik umieszczony na scianie wewnetrznej pod stropem)

Bp - współczynnik poprawkowy uwzgledniajacy sposób podłaczenia grzejnika. (1,0-2,2)

B - współczynnik poprawkowy uwzgledniajacy wpływ o osłoniecia grzejnika lub umieszczenia we wnece . (0,9-1,7)

Bs - współczynnik poprawkowy uwzgledniajacy wpływ schłodzenia wody w nieizolowanych przewodach instalacji

„normatywna” wydajnosc cieplna grzejnika, (tz/tp = 75/55 i ti = 20)

Φn = Φu * f

Wymagana rzeczywista moc grzejnika Φn = Φgrz * f1 * f2

Parametry f podawane sa w karcie katalogowej grzejnika

Φg = ( k F
t ε ) / B1

k = c
t^mG^a ,

c, m, a - wsp. Charakterystyki grzejnika

f = Φn/ Φg = (
t n /
t ) ^(1+m)

Qg = c1 Hc2
t ^m L ε

c1,c2 ,m - współczynniki charakterystyczne dla danej konstrukcji grzejnika

H - wysokosc grzejnika, m

L - długosc grzejnika, m

DOBÓR ŹRÓDŁA CIEPŁA. DECYZJA O WYBORZE ZRÓDŁA CIEPŁA.

Budowa obiektu, 2. Remont obiektu, 3. Analiza i działanie w kierunku redukcji kosztów eksploatacji (termomodernizacja), KRYTERIA: Niskie opłaty za ciepło, Ciagłosc i niezawodnosc dostaw, Komfort użytkowania instalacji, Jakosc otrzymanej usługi, Bezpieczeństwo, Czyste środowisko.

Bezposrednie porównanie kosztów zakupu paliwa (gaz, olej, wegiel, biomasa) z kosztami zakupu ciepła (system scentralizowany) jest bezcelowe.

Zestawienie należy przeprowadzac dla produktu finalnego. Analizy musza uwzględniać fakt, że z systemu scentralizowanego dostarczany jest gotowy produkt (ciepło), zas paliwo jest dopiero półproduktem (substratem), który w wyniku spalania jest przekształcany w oczekiwany produkt finalny. Proces ten przebiega z pewna skonczona sprawnoscia i fakt ten musi byc uwzgledniony w

obliczeniach modelowych.

Wybór nosnika ciepła (nosnika energii pierwotnej)

Paliwa - paliwa stałe, ciekłe i gazowe bedace nosnikami energii chemicznej;

Paliwo - substancja chemiczna, która w podczas łaczenia zawartych w niej

pierwiastków z tlenem w procesie spalania wydziela znaczne ilosci ciepła lub zawierajaca dostatecznie duża ilosc materiału rozszczepialnego Energia - energia przetworzona w dowolnej postaci; Ciepło - energia cieplna w wodzie goracej, parze lub innych nosnikach; Oszczedzanie energii.

niskie opłaty całkowite: cena jednostkowa paliwa/ciepła sposób rozliczen

stabilnosc cen, sprawność, koszt eksploatacji urządzeń, możliwosc oszczedzania zużycia ciepła, koniecznosc gromadzenia zapasu paliwa, trwałosc elementów systemu grzewczego, koszty środowiskowe.

koszty inwestycyjne: instalacja c.o i c.w.u., zródło ciepła, urzadzenia towarzyszace, elementy automatycznej regulacji przyłacza, wielkosc pomieszczenia, skład paliwa, wentylacja i przewody spalinowe, standard.

Paliwa stałe Wegiel (kamienny, brunatny) dominujacy udział w rynku energii i ciepła, własne zasoby, górnictwo to rynek pracy i gałaz gospodarki; stosunkowo niska cena; emisja zanieczyszczen do srodowiska (SOx, NOx, CO, pył) niekorzystny bilans CO2 (limity emisji); składowanie paliwa; usuwanie żużla i popiołu; kotłownie lokalne w zabudowie rozproszonej, w przestrzeniach mocno zurbanizowanych - duże ciepłownie i elektrociepłownie;

Biopaliwa (drewno, słoma, rosliny energetyczne, zbo_a ...)

zasoby odnawialne dosc niska wartosc opałowa duży udział kosztów transportu duża przestrzen na składowanie mała zawartosc substancji niepalnych oraz azotu i siarki duża niejednorodnosc właściwości zerowy bilans emisji CO2 możliwa emisja szkodliwych substancji, w tym dioksyn, rosnaca cena w wyniku wzrostu popytu kotłownie lokalne w zabudowie rozproszonej, kotłownie lokalne i osiedlowe, współspalanie w dużych ciepłowniach i elektrociepłowniach;

Paliwa gazowe. GAZ ZIEMNY bardzo niska emisja zanieczyszczen własne zasoby, choc wiekszosc gazu pochodzi z importu uzale_nienie od systemu dystrybucji duża uniwersalnosc zastosowan kotłownie lokalne, osiedlowe, układy kogeneracji małej mocy; duże ciepłownie i elektrociepłownie; ogniwa paliwowe

Gaz płynny (propan/butan) bardzo niska emisja zanieczyszczen; wysoka cena; zbiornik paliwa kotłownie lokalne.

Paliwa ciekłe. Olej opałowy spalanie weglowodorów ogranicza emisje CO2

ograniczona zawartosc siarki uzależnienie od importu dosc wysoka cena, koniecznosc stosowania palników wentylatorowych zbiorniki paliwa, skład paliwa (wanna wychwytujaca lub zbiornik 2 scienny) kotłownie w zabudowie rozproszonej, kotłownie lokalne i osiedlowe, Biopaliwa (biooleje, paliwa alkoholowe) jak na razie ograniczone zastosowania.

Energia elektryczna w Polsce wytwarzana głównie w wyniku spalania paliw stałych niska sprawnosc przetwarzania energii w paliwie pierwotnym na

energie elektryczna (ok. 40%) bardzo niski koszt budowy instalacji grzewczej

ogrzewanie pomieszczen i budynków, grzejniki elektryczne, piece akumulacyjne, podgrzewacze c.w.u., pompy ciepła.

Ciepło. Ciepło scentralizowane (siec ciepłownicza) brak emisji zanieczyszczen u odbiorcy koncowego w wiekszosci przypadków ciepło wytwarzane w wyniku spalania paliw stałych możliwosc wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu uzależnienie od systemu dystrybucji straty ciepła na przesyle dekapitalizacja infrastruktury wezły ciepłownicze indywidualne i grupowe.

Zużycie ciepła/paliwa wzór Hottingera

Φ- zapotrzebowanie na ciepło budynku, kW

Sd - liczba stopniodni sezonu grzewczego okreslona w oparciu o dane klimatyczne dla danej miejscowosci, K dzien (3800-4200) - dla ti= 20oC (dla innych wartosci dodatkowy mnożnik);

y - współczynnik sposobu ogrzewania (0,95 - ogrzewanie bez przerw lub z osłabieniem w nocy, 0,75 - 16 h przerwy)

a - współczynnik uwzgledniajacy zwiekszenie zu_ycia paliwa w pierwszym sezonie grzewczym, dla budynków z cegły i tynkowanych 1,25 (uwzgledniac współczynnik przy szacowaniu zu_ycia paliwa, nie uwzgledniac przy okreslaniu wielkosci składu paliwa)

Qi - wartosc opałowa paliwa, kJ/kg; kJ/ m3

ηw - całoroczna sprawnosc zródła ciepła (dla kotłów na paliwo stałe 0,55-0,65 gdy sa wyprodukowane przed 1980r, a 0,65-0,75 gdy wyprodukowane po 1980r)

ηs - całoroczna sprawnosc sieci przesyłowej (0,90-0,95 w zale_nosci od stanu technicznego instalacji)

ti - srednia temperatura obliczeniowa pomieszczen budynku, oC

te - obliczeniowa temperatura zewnetrzna, oC

Zużycie ciepla/ paliwa. C.W.U

10

---