ZUŻYCIE ENERGII DO OGRZEWANIA LOKALU W BUDYNKU WIELORODZINNYM

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Kompatybilność grzejników niskotemperaturowych z pompami ciepła
Advertisements

XII Międzynarodowa Konferencja Naukowa „Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej” BADANIA WPŁYWU INTENSYWNOŚCI PODGRZEWANIA.
Metody badania stabilności Lapunowa
Dr inż. Piotr Bzura Konsultacje: PIĄTEK godz , pok. 602 f
ZAPOTRZEBOWANIE NA NIEODNAWIALNĄ ENERGIĘ W BUDYNKU
V DNI OSZCZĘDZANIA ENERGII
Technologia i Organizacja Robót Budowlanych
TERMO-SPRĘŻYSTO-PLASTYCZNY MODEL MATERIAŁU
Wykład no 11.
Seminarium projektu Katowice, 30 czerwca 2010 Metodyka przeprowadzenia inwentaryzacji w gminach Ewa Strzelecka-Jastrząb.
Dane potrzebne do przykładu 2 Budynek wielorodzinny z częścią usługową na parterze.
Termomodernizacja. Audyty energetyczne i remontowe
ZAKRES AUDYTU cd. 4. Audyt powinien zawierać inwentaryzację techniczno-budowlaną obejmującą: a) ogólne dane techniczne, w tym w szczególności opis konstrukcji.
Konkurs OZE Zespół Szkół Ochrony Środowiska w Lesznie
Technologia i Organizacja Robót Budowlanych
ALGORYTMY STEROWANIA KILKOMA RUCHOMYMI WZBUDNIKAMI W NAGRZEWANIU INDUKCYJNYM OBRACAJĄCEGO SIĘ WALCA Piotr URBANEK, Andrzej FRĄCZYK, Jacek KUCHARSKI.
Rozdział III - Inflacja Wstęp
Konsolidacja kredytów spłacanych w ratach całkowitych 1. Wstęp 2. Oprocentowanie proste - stopa stała 3. Oprocentowanie proste - stopa zmienna 4. Oprocentowanie.
OPORNOŚĆ HYDRAULICZNA, CHARAKTERYSTYKA PRZEPŁYWU
ZAKRES AUDYTU cd. 4. Audyt powinien zawierać inwentaryzację techniczno-budowlaną obejmującą: a) ogólne dane techniczne, w tym w szczególności opis konstrukcji.
Projekt z PODSTAW PROCESÓW ENERGETYCZNYCH
Część 1 – weryfikacja obliczeniowa
Metody Lapunowa badania stabilności
Część 2 – weryfikacja pomiarowa
i świadectwo charakterystyki energetycznej budynku
Analiza techniczno-ekonomiczna projektów OZE w programie RETScreen
ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA
O kriostymulacji azotowej dla ludzi… Cześć I ... zdolnych
DOMY PASYWNE.
ETAP 15 Opracowanie, na bazie istniejących kodów symulacji energetycznej budynków, algorytmu programu komputerowego do oceny wpływu struktury.
KONWEKCJA Zdzisław Świderski Kl. I TR.
MECHANIKA 2 Wykład Nr 11 Praca, moc, energia.
Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach
Działanie 9.2 Efektywna dystrybucja energii
Zespół Szkół Miejskich Nr 1 w Wałczu Matematyczno-fizyczna
Solarne podgrzewanie wody Wstęp
MECHANIKA 2 Wykład Nr 10 MOMENT BEZWŁADNOŚCI.
1 23 z 50 budynków szkół 18 z 23 budynków szkół Rys. 1. Lokalizacja budynków szkół na terenie miasta Częstochowy WYBÓR - PRZEDMIOT - MIEJSCE ASPEKTY ANALITYCZNEGO.
Przykład Dobór i analiza pracy podgrzewaczy w ruchu ciągłym
25 lat w w w. n f o s i g w. g o v. p l 25 lat Wymagania techniczne i ekologiczne dla przedsięwzięć Leszek Katkowski Doradca Departament Ochrony Klimatu.
ANALIZA DOKŁADNOŚCI WYZNACZANIA SEZONOWEGO ZAPOTRZEBOWANIA NA CIEPŁO W BUDYNKU UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ NA PODSTAWIE KRÓTKIEGO OKRESU POMIAROWEGO Joanna.
Kinetyczna teoria gazów
Przygotowanie do egzaminu gimnazjalnego
Projektowanie Inżynierskie
Metody matematyczne w Inżynierii Chemicznej
Jak spełnić wymogi certyfikatu energooszczędności
Przygotowała: mgr Maria Orlińska
Konferencja inaugurująca projekt, Stargard Szczeciński, 29 czerwca 2015 Termomodernizacja budynku II Liceum Ogólnokształcącego w Stargardzie Szczecińskim.
Entropia gazu doskonałego
TESTTEST Sprawdź swoją wiedzę przed przystąpieniem do zadań praktycznych Energooszczędna renowacja historycznych budynków ROZPOCZNIJ TEST.
Przygotowała; Alicja Kiołbasa
Zasada działania prądnicy
Założenia konkursu dla poddziałania Efektywność energetyczna - wsparcie dotacyjne w ramach RPO WP Regionalny Program Operacyjny Województwa.
INŻYNIERIA MATERIAŁÓW O SPECJALNYCH WŁASNOŚCIACH Przyrost temperatury podczas odkształcenia.
Druga zasada termodynamiki praca ciepło – T = const? ciepło praca – T = const? Druga zasada termodynamiki stwierdza, że nie możemy zamienić ciepła na pracę.
1.KRYTERIA WYBORU PRZEDSIĘWZIĘĆ FINANSOWANYCH ZE ŚRODKÓW WFOŚiGW w KIELCACH 1.LISTA PRZEDSIĘWZIĘĆ PRIORYTETOWYCH DO DOFINANSOWANIA PRZEZ WFOŚiGW w KIELCACH.
Zespół Szkół Technicznych w Mielcu Przed realizacją Po realizacji.
SYMULACJA UKŁADU Z WYMIENNIKIEM CIEPŁA. I. DEFINICJA PROBLEMU Przeprowadzić symulację instalacji składającej się z: płaszczowo rurowego wymiennika ciepła,
w ramach Umowy Nr 827/2014/Wn-07/OA-TR-ZI/D z dnia r.
Modelowanie i podstawy identyfikacji
- Budynek o prostej bryle z dachem dwuspadowym. OPIS OGÓLNY BUDYNKU Budynek usługowy, 8 kondygnacyjny - 7 kondygnacji nadziemnych + poddasze użytkowe.
Metody matematyczne w Inżynierii Chemicznej
Kraków, Potencjał zmniejszenia niskiej emisji w Polsce dzięki modernizacji budynków jednorodzinnych dr inż. Konrad Witczak Politechnika Łódzka.
Termomodernizacja oraz zakup i montaż kolektorów słonecznych do Miejskiego Centrum Sportu i Rekreacji.
Jednorównaniowy model regresji liniowej
Wykorzystywanie wyników sprawdzianu w pracy dydaktycznej
Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
EKSPLOATACJA NIERUCHOMOŚCI
„Budowa Gminnego Przedszkola w Rogowie”
Zapis prezentacji:

ZUŻYCIE ENERGII DO OGRZEWANIA LOKALU W BUDYNKU WIELORODZINNYM Paweł Michnikowski

W publikacji przedstawiono: dynamiczne metody wyznaczania zużycia energii do ogrzewania lokalu, prostą metodę godzinową , szczegółową metodę symulacyjną realizowaną przez pakiet programu ESP-r, symulacji zużycia energii lokalu do ogrzewania przy wykorzystaniu obu metod dynamicznych, dla różnych warunków użytkowania lokalu oraz temperatur eksploatacyjnych jego otoczenia (lokale sąsiadujące), wpływ usytuowania lokalu na jego zużycie energii dla okresu ogrzewczego konsekwencje dla aktualnych metod wyznaczania indywidualnych kosztów ogrzewania w budynkach wielorodzinnych.

Usytuowanie analizowanego lokalu na pionowym rzucie budynku 19oC 19oC 19oC 19oC

PROSTA METODA GODZINOWA PMG Prosta metoda godzinowa jest uproszczeniem symulacji dynamicznej. Podstawą modelu nieustalonego procesu wymiany ciepła pomiędzy budynkiem i jego otoczeniem jest układ 5R1C .

Zestaw równań pozwalających określić temperatury w poszczególnych węzłach strefy 𝜃 𝑚,𝑖 = 𝜃 𝑚,𝑖−1 𝐶 𝑚 /3600 −0,5( 𝐻 𝑡𝑟,3 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑒𝑚 ) + 𝜙 𝑚𝑡𝑜𝑡 // 𝐶 𝑚 /3600 +0,5( 𝐻 𝑡𝑟,3 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑒𝑚 ) Wielkości wykorzystywane w równaniu wyznacza są z: 𝜙 𝑚𝑡𝑜𝑡 = 𝜙 𝑚 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑒𝑚 𝜃 𝑒 + 𝐻 𝑡𝑟,3 𝜙 𝑠𝑡 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 𝜃 𝑒 + 𝐻 𝑡𝑟,1 ( 𝜙 𝑖𝑎 + 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑 )/ 𝐻 𝑣𝑒 + 𝜃 𝑠𝑢𝑝 / 𝐻 𝑡𝑟,2 𝐴 𝑚 - efektywne pole powierzchni pojemności cieplnej w m2, 𝐴 𝑡 pole powierzchni wszystkich powierzchni zwróconych do wnętrza strefy budynku w m2. Temperaturę węzła skupiającego pojemność cieplną strefy wyznacza się ze średniej arytmetycznej końca aktualnego i poprzedniego godzinowego kroku czasowego według zależności: 𝜃 𝑚 =( 𝜃 𝑚,𝑡 + 𝜃 𝑚,𝑡−1 )/2

Temperaturę węzła skupionego po wewnętrznej stronie przegrody zewnętrznej w strefie wyznacza się z zależności: 𝜃 𝑠 = 𝐻 𝑡𝑟,𝑚𝑠 𝜃 𝑚 + 𝜙 𝑠𝑡 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 𝜃 𝑒 + 𝐻 𝑡𝑟,1 𝜃 𝑠𝑢𝑝 +( 𝜙 𝑖𝑎 + 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑 )/ 𝐻 𝑣𝑒 /( 𝐻 𝑡𝑟,𝑚𝑠 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 + 𝐻 𝑡𝑟,1 ) Temperaturę w centralnym węźle powietrza wewnętrznego, którą można przyjąć jako temperaturę nastawy w danej strefie: 𝜃 𝑎𝑖𝑟 =( 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑠 𝜃 𝑠 + 𝐻 𝑣𝑒 𝜃 𝑠𝑢𝑝 + 𝜙 𝑖𝑎 + 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑 )/( 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑠 + 𝐻 𝑣𝑒 ) Przytoczone powyżej równania wykorzystywane są później w procedurze wyznaczania zapotrzebowania na moc ogrzewczą 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑 .

Wyznaczanie zapotrzebowania na moc ogrzewczą 𝝓 𝑯𝑪,𝒏𝒅 dla PMG Wyznacza się temperatury 𝜃 𝑚 , 𝜃 𝑠 i 𝜃 𝑎𝑖𝑟 według podanych zależności dla dwóch przypadków: mocy ogrzewczej 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑 = 0 i oznacza dla niej wynikową temperaturę dla węzła powietrza wewnętrznego jako 𝜃 𝑎𝑖𝑟,0 , mocy ogrzewczej 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑 = 10 W/m2 i oznacza dla niej wynikową temperaturę dla węzła powietrza wewnętrznego jako 𝜃 𝑎𝑖𝑟,10 . Zapotrzebowanie na moc ogrzewczą 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑,𝑠𝑒𝑡 wyznaczamy metodą ekstrapolacji dla wybranej temperatury nastawy 𝜃 𝑎𝑖𝑟,𝑠𝑒𝑡 : 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑,𝑠𝑒𝑡 = 𝜙 𝐻𝐶,𝑛𝑑10 ( 𝜃 𝑎𝑖𝑟,𝑠𝑒𝑡 − 𝜃 𝑎𝑖𝑟,0 )/( 𝜃 𝑎𝑖𝑟,10 − 𝜃 𝑎𝑖𝑟,0 )

SZCZEGÓŁOWA METODA DYNAMICZNA SMD Szczegółowa metoda dynamiczna wyznaczania energii do ogrzewania została przedstawiona na przykładzie programu komputerowego ESP-r (ang. Environmental System Performance – research) Szkielet budynku podanego symulacji szczegółową metodą dynamiczną programem ESP-r

Do symulacji zużycia energii do ogrzewania wykorzystano profil temperaturowy pobrany z portalu internetowego Ministerstwa Infrastruktury dla stacji meteorologicznej w Poznaniu. Przebieg temperatury zewnętrznej w funkcji czasu dla stacji Poznań w 1995r. Symulacje w programie ESP-r dla analizowanego budynku prowadzono jako obliczenia wielostrefowe, ze sprzężeniami cieplnymi między strefami. Strefy były definiowane przez poszczególne lokale oraz klatki schodowe i piwnicę.

Pionowy przekrój analizowanego budynku: w górnym lewym narożniku każdego pola znajduje się numer lokalu, w prawym górnym narożniku oznaczenie strefy budynku w programie ESP-r, w lewym dolnym narożniku projektowa nastawa temperatury wewnętrznej i w dolnym prawym kubaturowa krotność wentylacji. Analizowany lokal oraz jego otoczenie na rysunku zacieniono.

Prezentacja wyników zużycia energii do ogrzewania oraz długości sezonu ogrzewczego dla poszczególnych stref budynku dla wariantu zysków od źródeł wewnętrznych 𝑄 𝑖𝑛𝑡 = 3,2 W/m2 (fragment).

ANALIZOWANY BUDYNEK Rzut kondygnacji powtarzalnej budynku - wszystkie lokale w analizowanym budynku posiadają taką samą powierzchnię wynoszącą 50,6 m2. Rzeczywiste współczynniki przenikania ciepła przegród dla modelowego budynku wynoszą: dla przegród zewnętrznych U=0,268 W/m2K dla przegród wewnętrznych (ścian) U=2,098 W/m2K, dla stropów pomiędzy kondygnacjami U=1,422 W/m2K, dla stolarki okiennej U=2,6 W/m2K

Symulacje zużycia energii do ogrzewania, przeprowadzone przy wykorzystaniu prostej metody godzinowej, należy wzbogacić o dodatkowe założenia. Podobnie jak dla symulacji w programie ESP-r, budynek należy podzielić na odrębne strefy ze sprzężeniami cieplnymi między strefami. Zmodyfikowany model wielostrefowy sieci RC dla prostej metody godzinowej ze sprzężeniami między strefami

𝜃 𝑒𝑠 =( 𝜃 𝑒 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 + 𝜃 𝑎𝑧 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑤 )/( 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑤 ) Dla prostej metody godzinowej, dla obliczeń wielostrefowych ze sprzężeniami cieplnym, do zależności na temperatury węzłowe 𝜃 𝑚 , 𝜃 𝑠 i 𝜃 𝑎𝑖𝑟 , w miejsce temperatury zewnętrznej 𝜃 𝑒 należy podstawić następujące zależności: 𝜃 𝑒𝑠 =( 𝜃 𝑒 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 + 𝜃 𝑎𝑧 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑤 )/( 𝐻 𝑡𝑟,𝑤 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑤 ) 𝜃 𝑒𝑚 =( 𝜃 𝑒 𝐻 𝑡𝑟,𝑒𝑚 + 𝜃 𝑎𝑧 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑓 )/( 𝐻 𝑡𝑟,𝑒𝑚 + 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑓 ) 𝜃 𝑎𝑧 - temperatura wewnętrzna przyległej strefy w poprzedniej godzinie, wyrażona w 0C, 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑤 współczynnik strat mocy cieplnej przez przenikanie przez ściany wewnętrzne połączone z przyległą strefą, wyrażony w W/K, 𝐻 𝑡𝑟,𝑖𝑓 współczynnik strat mocy cieplnej przez przenikanie przez stropy połączone z przyległą strefą, wyrażony w W/K.

Jako temperaturę przyległej strefy 𝜃 𝑎𝑧 przyjęto średnią ważoną z temperatur wewnętrznych sąsiednich lokali mieszkalnych oraz temperaturę na klatce schodowej160C. Jako wagi wykorzystano współczynniki strat mocy cieplnej odpowiednich przegród. Analizę zużycia energii do ogrzewania lokalu wykonano metodami dynamicznymi dla następujących temperatur: stała temperatura analizowanego lokalu 200C (nastawa temperatury wewnętrznej), zmienna temperatura lokali sąsiednich (przyległych stref) 190C lub 210C. Parametry użytkowania analizowanego lokalu: krotność wentylacji n oraz wartość zysków ze źródeł wewnętrznych 𝑄 𝑖𝑛𝑡 były stałe w całym okresie sezonu ogrzewczego i zmieniały się dla potrzeb analizy w granicach: n od 0,2 h-1 do 0,5 h-1, 𝑄 𝑖𝑛𝑡 od 3,2 W/m2 do 6 W/m2.

W analizie zużycia energii do ogrzewania uwzględniono udział w całkowitym bilansie lokalu ilość ciepła pochodzącego od trzech nieizolowanych pionów ogrzewczych (3/8’) zgodnie z tablicą. Energia pochodząca z pionów ogrzewczych w GJ dla analizowanego lokalu w zależności od krotności wentylacji i zysków ze źródeł wewnętrznych Aby otrzymać ilość ciepła dostarczonego przez grzejniki w rozpatrywanym lokalu, należy każdorazowo wyznaczyć różnicę wartości energii do ogrzewania wyznaczonej dwoma analizowanymi metodami dynamicznymi oraz ciepła z pionów dla różnych długości sezonu ogrzewczego.

WYNIKI SYMULACJI DYNAMICZNEJ Energia z grzejników w GJ wyznaczona prostą metodą godzinową, konieczna do ogrzania lokalu do 200C, dla zmiennych temperatur sąsiednich lokali, krotności wentylacji i zysków od źródeł wewnętrznych Energia z grzejników w GJ wyznaczona szczegółową metodą dynamiczną, konieczna do ogrzania lokalu do 200C, dla zmiennych temperatur sąsiednich lokali, krotności wentylacji i zysków od źródeł wewnętrznych

WNIOSKI Dla prostej metody godzinowej, dla typowych warunków wentylacji 𝑛 = 0,2 h-1, dla średnich temperatur w sąsiednich lokalach wahających się pomiędzy 190C, a 210C, zużycie energii z grzejników waha się dla 𝑄 𝑖𝑛𝑡 = 3,2 W/m2 od 6,83 GJ do 2,99 GJ (2,28 krotnie), dla 𝑄 𝑖𝑛𝑡 = 6,0 W/m2 od 4,61 GJ do 1,34 GJ (3,44 krotnie). Dla szczegółowej metody dynamicznej, dla typowych warunków wentylacji 𝑛 = 0,2 h-1, dla średnich temperatur w sąsiednich lokalach wahających się pomiędzy 190C, a 210C, zużycie energii z grzejników waha się dla 𝑄 𝑖𝑛𝑡 = 3,2 W/m2 od 7,01 GJ do 3,63 GJ (1,93 krotnie), dla 𝑄 𝑖𝑛𝑡 = 6,0 W/m2 od 5,01 GJ do 1,86 GJ (2,7 krotnie).

Różnice te mają zasadnicze znaczenie dla metody określania kosztów ogrzewania lokali w budynku wielorodzinnym tylko na podstawie rejestracji ciepła z poszczególnych grzejników, do której należy m.in. podział kosztów na podstawie wskazań podzielników kosztów ogrzewania montowanych na grzejnikach. W warunkach polskiego budownictwa, szczególnie po przeprowadzeniu modernizacji polegającej na izolacji przegród zewnętrznych, wskazanie podzielników w lokalu zależy przede wszystkim od sposobu użytkowania lokali sąsiednich, nie zaś jak nakazują przepisy prawne od indywidualnego sposobu użytkowania rozliczanego lokalu.