Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Podstawowa metoda obliczeń charakterystyki energetycznej budynków Opracowali: mgr inż. Andrzej Dębski mgr inż. Jerzy Wewióra.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Podstawowa metoda obliczeń charakterystyki energetycznej budynków Opracowali: mgr inż. Andrzej Dębski mgr inż. Jerzy Wewióra."— Zapis prezentacji:

1 Podstawowa metoda obliczeń charakterystyki energetycznej budynków Opracowali: mgr inż. Andrzej Dębski mgr inż. Jerzy Wewióra

2 Krok 1. Obliczenie współczynnika strat przez przenikanie H tr H tr = [ btr, i x ( A i x U i + l i x ψ i ) ] [ W / K ] 1.14/10921 b tr,iWspółczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur i-tej przegrody - A iPole powierzchni przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej temperaturze, obliczanej wg wymiarów zewnętrznych m2 U iWspółczynnik przenikania ciepła przegrody pomiędzy przestrzenią ogrzewaną i stroną zewnętrzną W/(m2K) L iDługość liniowego mostka cieplnegom Ψ iLiniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego W/(mK)

3 Krok 1. Przykład obliczeniowy H tr Wyznacz współczynnik strat przez przenikanie przegród budynku: Dane: Dla ścian 1120 m2 x 0,90 W/m2K = 1008 W/K Dla okien 260 m2 x 2,6 W/m2K = 676 W/K Dla stropodachu 360 m2 x 0,6 W/m2K = 216 W/K Dla stropu nad piwnicą 360 x 0,8 W/m2K x 0,5 = 144 W/K Mostki liniowe: Dla okien i drzwi balkonowych 422 m x 0,35 W/mK = 148 W/K Dla płyt balkonowych 72 m x o,85 W/mK = 61 W/K Htr = = 2253 W/K Uwaga: btr = 0,5 to współczynnik zmniejszenia temperatury tab.6/10921

4 Krok 2. Obliczenie współczynnika strat przez wentylację H ve H ve = ρa x ca x ( b ve,k x V ve,k ) W/K 1.16/10922 Dla wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej wywiewnej H ve = 0,33 ( V o + V inf ) W/K Dla wentylacji mechanicznej nawiewno – wywiewnej H ve = 0,33 [ V f ( 1 – η oc ) + Vx ] W/K ρa x caPojemność cieplna powietrza = 1200 J/m3KJ/m3K b veWspółczynnik korekcyjny dla strumienia k- V ve,kUśredniony w czasie strumień powietrza km3/s kIdentyfikator strumienia powietrza- VoObliczeniowy strumień wentylacjim3/h V infStrumień powietrza infiltrującego przez nieszczelnościm3/h V fStrumień powietrza nawiewanego lub wywiewanego ( większy )m3/h V xDodatkowy strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności wywołany wpływem wiatru i wyporem termicznym ( przy pracy wentylatorów ) η oc Skuteczność odzysku ciepła z powietrza wywiewanego

5 Krok 2. Przykład obliczeniowy H ve Dane: Budynek 20 mieszkaniowy posiada 20 kuchni, 20 łazienek i 12 oddzielnych WC. Budynek o ogrzewanej powierzchni 1280 m2 i wysokości 2,6 m Kubatura ogrzewana ( wentylowana )= 1280 x 2,6 = 3328 m3 V inf = 0,2 x kubatura wentylowana m3/h 1.22/10924 V inf = 0,2 x 3328 = 665 m3/h H ve = 0,33 ( ) = 1279 W/K PomieszczeniaLiczba pomieszczeń Strumień powietrza na jedno pomieszczenie m3/h Całkowity strumień powietrza m3/h kuchnie łazienki Oddzielne WC Razem2760 Klatki schodowe2 x 225 m31/h450 Ogółem V o3210

6 Krok 3. Obliczenie miesięcznych strat ciepła przez przenikanie i wentylację Q H, ht Q H,ht = Q tr + Q ve kWh/miesiąc 1.11/10920 Q tr = H tr ( θ int – θ e ) tm /1000 kWh/miesiąc 1.12/10921 Q ve = H ve ( θ int - θ e ) tm /1000 kWh/miesiąc 1.13/10921 H trWspółczynnik strat mocy cieplnej przez przenikanie przez wszystkie przegrody zewnętrzne W/K H veWspółczynnik strat mocy cieplnej na wentylacjęW/K Θ intTemperatura wewnętrzna zgodna z przepisami w WT° C Θ eŚrednia miesięczna temperatura zewnętrzna wg najbliższej stacji meteorologicznej ° C t mt mLiczba godzin w miesiącuh

7 Krok 3. Przykład obliczeniowy Q H, ht Dane: Miesiąc marzec Htr = 2253 W/K Hve = 1279 W/K Θ int = 20°C Θ e = 2°C Miesięczne straty ciepła w marcu przez przenikanie i wentylację: Q H, ht = ( ) ( ) 744/1000 = kWh/miesiąc

8 Krok 4. Miesięczne zyski od nasłonecznienia Q sol Q sol = Q s1 + Q s2 kWh/miesiąc 1.24/10925 Q s1,s2 = C i x A i x I i x g x k α x Z kWh/miesiąc 1.25/10925 Q s1Miesięczne zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna zamontowane w przegrodach pionowych kWh/miesiąc Q s2Miesięczne zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna zamontowane w połaciach dachowych C iUdział powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni ( średnia = 0,7 )- A iPole powierzchni okien lub drzwi przeszklonych w świetle otworum2 I iWartość energii promieniowania słonecznego na płaszczyznę pionową, w której jest usytuowane okno według danych z najbliższej stacji meteo kWh/m2 m-ąc gWspółczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przez oszklenie wg tab. 7/ kαkαWspółczynnik korekcyjny wartości I i ze względu na nachylenie płaszczyzny połaci dachowej do poziomu, wg tab. 8/ ZWspółczynnik zacienienia budynku ze względu na jego usytuowanie, oraz przesłony na elewacji budynku -

9 Krok 4. Przykład obliczeniowy Q s1 Dane: C = 0,7 – udział pola powierzchni płaszczyzny szklonej do całkowitego pola powierzchni okna A1 = 190 m2 – powierzchnia okien w kierunku E A2 = 70 m2 – powierzchnia okien w kierunku W I1 = 57,75 kWh/m2 x m-ąc – promieniowanie słoneczne w marcu, na kierunek E I2 = 60,18 kWh/m2 x m-ąc – promieniowanie słoneczne w marcu, na kierunek W g = 0,75 – współczynnik przepuszczalności przez oszklenie Kα = 1 – dla płaszczyzny pionowej Z = 0,95 – współczynnik zacienienia Miesięczne zyski ( marzec ) promieniowania słonecznego przez okna pionowe Q s1 = [ 190 x 57, x 60,18 ] x 0,7 x 0,75 x 0,95 = 7574 kWh/m-ąc

10 Krok 4. Przykład obliczeniowy Q S2 Dane: C = 0,7 – udział pola powierzchni płaszczyzny szklonej do całkowitego pola powierzchni okna A1 = 12 m2 – powierzchnia okien dachowych Ii = 57,75 kWh/m2m-ąc – promieniowanie słoneczne w marcu na kierunek E g = 0,75 – współczynnik przepuszczalności przez oszklenie Kα = 1,2 dla 45° i kierunku E Z = 1 Miesięczne zyski od słońca w marcu przez okna pionowe Q s2 = 12 x 57,75 x 0,7 x 0,75 x 1,2 = 437 kWh/m-ąc

11 Krok 5. Miesięczne wewnętrzne zyski ciepła Q int Q int = q int x Af x tm / 1000 kWh/miesiąc 1.26/10926 q intObciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymiW/m2 A fPowierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturzem2

12 Krok 5. Przykład obliczeniowy Q int Dane: Af = 1280 m2 – powierzchnia ogrzewana pomieszczeń tm = 744 h – liczba godzin w miesiącu Q int = 5 W/m2 – średnia moc wewnętrznych źródeł ciepła Miesięczne zyski wewnętrzne Q int = 5 x 1280 x 744 / 1000 = 4762 kWh/m-ąc

13 Krok 6. Miesięczne zapotrzebowanie ciepła do ogrzewania i wentylacji Q H,nd,n Q Hnd = Q H,nd,n kWh/rok 1.7/10919 Q H,nd,n = Q H,ht – ηQ H,gn kWh/m-ąc 1.8/10919 Q H,ndIlość ciepła niezbędna na pokrycie potrzeb ogrzewczych budynku w okresie miesięcznym kWh/m - ąc Q H,htStraty ciepła przez przenikanie i wentylację w okresie miesięcznymkWh/m - ąc Q H,gnZyski ciepła od słońca i wewnętrzne w okresie miesięcznymkWh/m - ąc ηH,gnWspółczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła -

14 Krok 6. Przykład obliczeniowy współczynnika wykorzystania zysków zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji Cm = x 1280 = J/K ( ciężki budynek ) QH, ht = kWh/m-ąc straty ciepła QH, gn = kWh/m-ąc zyski ciepła γ = QH,gn/QH,ht = = 0,27 Htr = W/K Hve = ț = /[ 3600 x ( ) ] 18,3 a H = ,3/15 = 2,22 2,22 3,22 η H, gn = ( 1 – 0,27 ) / ( 1 – 0,27 ) = 0,9446/0,9850 = 0,9590 Q H,gn,n = – 0,959 x kWh/m-ąc

15 Krok 7. Roczne zapotrzebowanie na energię użytkową Q H,nd Q H, nd = Q H, nd,n kWh/rok 1.7/10919 Roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego do ogrzewania i wentylacji oblicza się metodą bilansów miesięcznych. Rozpatruje się miesiące od stycznia do maja i od września do grudnia.

16 Krok 7. Przykład bilansu miesięcznego Lp Średnie temp m- caΘ e2 2Różnica tempΘ int – θ e18 3Liczba godzin w m-cutm744 4Suma stratQ H,ht = ( Htr + H ve ) ( θ int – θ e ) x tm Zyski słoneczneQ sol8011 6Zyski wewnętrzneQ int4762 7Suma zyskówQ H,gn = Q sol + Q int Zyski / stratyγ = Q H,gn / Q H,ht0,27 9Współczynnik efektywności wykorzystania zysków η0,959 10BilansQ H,nd,n = Q H,ht – η H,gn x Q H,gn Suma w sezonie grzewczym Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q9+Q10+Q11+Q12 =

17 Krok 8. Roczne zapotrzebowanie energii końcowej Q K,H Q K,H = Q H,nd / η H,tot kWh/rok 1.5/10914 η H,tot = η H,g x η H,s x η H,d x η H,e 1.6/10914 Q H,ndZapotrzebowanie na energię użytkowąkWh/rok η H,totŚrednia sezonowa sprawność całkowita systemu grzewczego- η H,gŚrednia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła- η H,sŚrednia sezonowa sprawność akumulacji ciepła w elementach pojemnościowych - η H,dŚrednia sezonowa sprawność dystrybucji nośnika ciepła- η H,eŚrednia sezonowa sprawność regulacji i wykorzystania ciepła-

18 Krok 8. Przykład obliczenia rocznego zapotrzebowania na energię końcową Q K,H Dane: Q H,nd = kWh/a η H,g = 0,86 (kocioł gazowy) η H,s = 1 ( nie ma buforu ) η H,d = 0,93 η H,e = 0,9 η H,tot = 0,86 x 1 x 0,93 x 0,9 = 0,72 Q K,H = / 0,72 = kWh/rok

19 Krok 9. Roczne zapotrzebowanie energii pomocniczej E el,pom E el,pom,H = q el,H,i x A f x t el i / 1000 kWh/rok 1.30/10931 E el,pom,v = q el,v,i x A f x t el i / 1000 kWh/rok 1.31/10931 q el,H,iZapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu urządzenia pomocniczego w systemie ogrzewania W/m2 q el,H,iZapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu urządzenia pomocniczego w systemie wentylacji W/m2 t el,iCzas działania urządzenia pomocniczego w ciągu rokuh/rok

20 Krok 9. Przykład obliczenia energii pomocniczej E el,pom Dane: W budynku o powierzchni ogrzewanej 980 m2 jest pompa obiegowa w systemie ogrzewania i pompa cyrkulacyjna dla ciepłej wody. E el,pom,H = [ 0,2 x ,05 x 5840 ] x 980 / 1000 = 1266 kWh/rok

21 Krok 10. Roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną Q P Q P = Q P,H + Q P,W kWh/rok 1.2/10913 Q P,H = w H x Q K,H + w el x E el,pom,H kWh/rok 1.3/10913 Q P,W = w W x w el x E el,pom,W kWh/rok

22 Krok 10. Tabela 1/10913 Współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej w Nośniki energiiWspółczynnik nakładu w PaliwoOlej opałowy1,1 PaliwoGaz ziemny1,1 PaliwoGaz płynny1,1 PaliwoWęgiel kamienny1,1 PaliwoWęgiel brunatny1,1 PaliwoBiomasa0,2 Źródło energiiKolektor słoneczny0 KogeneracjaWęgiel, gaz, olej0,8 KogeneracjaBiomasa, biogaz ( en. odn.)0,15 Systemy ciepłowniczeCiepłownia węglowa1,3 Systemy ciepłowniczeCiepłownia gazowa lub olejowa1,2 Systemy ciepłowniczeCiepłownia na biomasę0,2 Energia elektrycznaElektrownia3 Energia elektrycznaPV ( systemy fotowoltaiczne )0,7

23 Krok 10. Przykład obliczenia zapotrzebowania nieodnawialnej energii pierwotnej Q P Dane : Energia końcowa Q K,H = kWh/rok Energia pomocnicza E el, pom,H = 1654 kwh/rok W H ( ogrzewanie gazowe ) = 1,1 W el = 3 Q P = 1,1 x x 1654 = = kWh/rok

24 Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "Podstawowa metoda obliczeń charakterystyki energetycznej budynków Opracowali: mgr inż. Andrzej Dębski mgr inż. Jerzy Wewióra."

Podobne prezentacje


Reklamy Google