Ogrzewnictwo-zajmuje się systemami ogrzewania oraz związanymi z nimi instalacjami, których zadaniem jest ogrzewanie pomieszczeń
Instalacje centralnego ogrzewania:głowny przedmiot badań; zespół urządzeń służących: przygotowaniu czynnika grzewczego (temp. i ciśnienie), doprowadzenie jego czynnika do ogrzewanych pomieszczeń, przekazaniu ciepła w pomieszczeniu. Przeciwieństwem ogrzewań centralnych są ogrzewane miejsca, występujące wtedy, gdy w każdym pomieszczeniu, w którym jest zainstalowane oddzielne źródło np. piec kaflowy, elektryczny ogrzewacz akumulacyjny, kominek itp.
Zadania ogrzewania: utrzymanie optymalnego poziomu temperatury operatywnej, tj. ekwiwalentnej wartości równomiernej temp. pomieszczenia, przy której człowiek oddaje taką samą ilość ciepła, jak w rzeczywistym otoczeniu niejednorodnym w okresach, w których zyski ciepła budynków nie są w stanie zrównoważyć strat ciepła do otoczenia. Ogrzewanie nie daje możliwości sterowania pozostałymi parametrami środowiska bytowego człowieka wpływającymi na komfort cieplny organizmu. ZADANIA: 1.Maksymalnie równomierny rozkład temp. powietrza i ścian w pomieszczeniu w pionie, poziomie i czasie. 2. Możliwość płynnej regulacji mocy grzewczej (w wymaganym zakresie). Regulacja ta powinna zapewnić możliwie małą bezwładność czasową (szybki czas nagrzewania pomieszczeń). 3. Jakość powietrza w pomieszczeniach nie powinna ulegać pogorszeniu- wilgotność, pyły, gazy hałas. 4.Powietrze zewnętrzne ogrzewane i doprowadzone do pomieszczeń nie powinno powodować szkodliwych przeciągów i nadmiernych zawilgoceń. 5. Niskie koszty instalacji i użytkowania. 6. Mała uciążliwość dla środowiska naturalnego.
ELEMENTY OGRZEWAŃ: 1. Źródło ciepła- np. paleniska pieca kaflowego, wewn. Kotły , wezły ciepłownicze, źródła takie jak kotły lokalne, przegrody. 2.sieci przewodów-kanały spalinowe w piecu kaflowym, przewody wentylacji instalacji centralnego ogrzewania.3. odbiorniki ciepła-grzejniki w instalacji wewnętrznej, zewn. Pieca kaflowego.
Klasyfikacja urządzeń grzewczych: 1. Według położenia źródeł ciepła:miejscowe, centralne, zdalaczynne 2.Według sposobu oddawania ciepła:konwekcyjne, promiennikowe, nawiewne, kombinowane. 3.Według rodzaju źródeł ciepła:węglowe, gazowe,słoneczne,elektryczne oporowe,pompa ciepła. 4.Wg nośnika ciepła: ciepłą wodą, gorącą wodą, parowe, powietrzne.
Kogeneracja-wytwarzanie dwóch nośników ciepła np. przy spalaniu odpadów wytwarza się energię elektryczną i cieplną
Ogrzewanie akumulacyjne-w masie akumulacyjnej magazynowana jest tania energia pozyskana w cenach obowiązywania taryf preferencyjnych i cen energii. O jego szeroki stosowaniu decyduje najczęściej aspekt ekonomiczny, wynikający z możliwości ograniczenia kosztów eksploatacji. Przy takim samym mmomforcie cieplnym ogrzewanie akumulacyjne kosztuje 15-45% mniej niż ogrzewanie oporowe
URZĄDZENIA GRZEWCZE: miejscowe(promienniki ciepła, elektryczne urządzenia akumulacyjne, kominki) centralne(wodne, powietrzne, centralne) zdalaczynne (ciepłownie, agregaty ko generacyjne, biomasa, pompa ciepła)
Ustalone, jednowymiarowe przewodzenie ciepła-założenia przyjmowane do analizy: 1.przegroda płaska, jednomateriałowao nieskończenie wielu osiach symetrii w kierunku prostopadłym do przepływu ciepła, co odpowiada nieskończonej długości i wysokości przegrody 2. Temperatury w każdym pkt otoczenia i przegrody niezmienne w czasie i jednakowe w całej płaszczyźnie na dowolnej głębokości przegrody, 3.przejmowanie ciepła na powierzchniach przegrody opisane przez wielkości współczynników przejmowania ciepła α1 i α0 odpowiednio dla strony wewnętrznej i zewn. 4. Znane są grubości przegrody di współczynnik przewodności cieplnej materiałów przegrody. 5. Znane są temp. otoczenia przegrody t1 i t2
Gęstość strumienia cieplnego: Gęstość strumienia ciepła napływającego na wewn.
Powierzchnię przegrod: qi=αi (ti-Vi)[W/m2] Gęst.s. c. przewodzonego przez materiał przegrody zgodnie z empirycznym prawem Fouriera w warunkach liniowego rozkładu temperatur: qλ=λ *[(Vi-Ve)/d] [W/m2] G.s.c. z zewnętrznej powierzchni: qe= αe (Ve-te) [W/m2] -à poprzkeształceniu : ti-te = qi*(1/αi)+qλ(d/λ) +qe(1/αe) à qi=qλ=qe=q à ti-te = q[(1/αi)+(d/λ) +(1/αe)] à ti-te = q(Ri+Rλ+Re) ;Ri-opór przejmowania ciepła na powierzchni zewn. Rλ-opór przewodzenie ciepła przez warstwę; jeżeli za Rc weźmiemy U lub k torównanie bd miało postać: q= U(Ti-te)àq=U*ΔTà U= 1/(Ri+Rλ+Re)
Dla przegrody wielowarstwowej- Rλ=Ri=Edi/λi Często przegrodach budowlanych występują szczeliny powietrza o różnej grubości, które izolują tak dobrze jak styropian. Tw-Tw(n+1)=q[(δ1/λ1)+(δ2/λ2)+..+(δn/λn)] ; U=1/RT [W/m2*K]
Współczynnik przenikania przegród z mostkami liniowymi Uk+UC+ΔU(dodatek do współczynnika Uc wyrażający wpływ mostków liniowych.
Mostek-miejsce, w którym występuje wzmożone przenikanie ciepła np. okna, płyta balkowana, poręcze, przewody wentylacyjne, które przebijają przegrody. ΔU=E(ψi*αi)/A ; ψi-liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka liniowego, αi-długość mostków liniowych A-pole powierzchni przegrody- w osiach przegród prostopadłych- minus powierzchnia otworów
OBLICZANIE PROJEKTOWEGO OBCIĄZENIA CIEPLNEGO (PN-EN 12831)- Składa się z przenikania ciepła przez przegrody i wentylacji. Norma podaje sposób obliczania obciążenia cieplnego dla poszczególnych pomieszczeń (przestrzeni ogrzewanych)w celu doboru grzejników i dla całego budynku lub jego części w celu doboru źródła ciepła. Metoda zawarta w normie może być stosowana w tzw. podstawowych przypadkach, które obejmują budynki z wysokością pomieszczeń ograniczoną do 5m, przy założeniu że są one ogrzewane w warunkach projektowych do osiągniecia stanu ustalonego.Całkowita projektowa strata ciepła przestrzeni ogrzewanej: Φi=ΦT,i+ΦVi [W] gdzie: ΦT,i-projektowa strata ciepła na przenikanie ΦVi-projektowa wentylacyjna strata ciepła ogrzewanej przestrzeni i
Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni ogrzewanej: ΦVL,i,= ΦT,i+ ΦVi+ ΦRH,i(nadwyżka mocy cieplnej wymagana do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania strefy ogrzewanej (i)). Projektowe obciążenie cieplne dla całego budynku jest sumą obciążeń dla poszczególnych pomieszczeń.
POLSKA- 5 STREF KLIMATYCZNYCH W OKRESIE ZIMOWYM(nr strefy/projektowana temp. zewn./ średnia roczna temp. zewn.): 1/-16/7,7 ; 2/-16/7,9 ; 3/-20/7,6 ; 4/-22/6,9 ; 5/-24/5,5
Obliczenia projektowej straty ciepła przez przenikanie (wg normy PN-EN 12831:2006) : ΦT,i =(HT,iue+HT,ie+HT,iq+HT,ij)*(θint,i-θe) gdzie: HT,ie – wpsół. Straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do otoczenia € przez obudowę budynku [W/k] HT,iue-współ. Starty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej i do otoczenia e przez przestrzeń nieogrzewaną , HT,iq-współ. Straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej i do gruntu g w warunkach ustalony HT,ij-współ. Straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej i do sąsiedniej przestrzeni j ogrzewanej do znacząco rożnej temp., tzn. przyległej przestrzeni ogrzewanej w tej samej części budynku lub w przyległej części budynku , θint,i-projektowa temp. wewn. Przestrzeni ogrzewanej i θe-projektowa temp. zewnetrzna Starty ciepła bezpośrednio na zewnątrz zależą od warunków i cech charakterystycznych elementów budynku: HT,ie=E Ak*Uk*ek+E ψl*Ll*El [W/k] Ak-powirzchnia elementu budynku Uk-współczynnik przenikania ciepła przegrody k, ψi-współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka cieplnego (l) [W/mK] Ll-dł. Liniowego mostka cieplnego l miedzy przestrzenia wewn a zewn ek,El-1,0- współczynniki korekcyjne ze względu na orientację z uwzględnieniem wpływód klimatu, np. rózne izolacje, absorpcja wilgoci przez elementy budynku, prędkość wiatru i temp. powierza, w przypadku gdy wpływy tenie zostały wczesniej uwzględnione przy ustaleniu wartości współ Uk [EN ISO 6946]
Wentylacynja strata ciepła: θV,i=HV,i*(θint, i – θe) [W] HV,i-współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła [W/K] θint, i- projektowa temp. wewn przestrzeni ogrzewanej i [K] θe-projektowa temp. zewn.
Współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła: HV,i=Vi*q*Cp Vi-strumien objętości powietrza wentylacyjnego przestrzeni ogrzewanej i [m3/s], q-gestosc powietrza w temp. θint [ kg/m3] . Cp-ciepło właściwe powietrza w temp. θint.
Strumień objętości: jako wartość strumienia objętości powietrza wentylacyjnego należy przyjąć wieksza z 2 wartosci: 1. Wartość strumienia powietrza na drodze ifiltracji Vinf, 2.minimalna wartość strumienia powietrza wentylacyjnego wymagana ze względów higienicznych Vmin,i à Vi=max(Vinf,i ; Vmin,i)
Nadwyżka mocy cieplnej wymagana do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania: projektowe obciążenie cieplne=całkowite projektowe starty ciepła(projektowe straty ciepła przez przenikanie i wentylacyjne straty ciepła) + nadwyżka mocy cieplnej
CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU: 1.dane klimatyczne 2.straty ciepła przez przenikanie i wentylacje 3. Wewnętrzne zyski ciepła+zyski ciepła ze słońca przez przegrodę 4. Straty ciepła: wytworzenie ciepła, akumulacja ciepła, dystrybucja ciepła, regulacja ciepła. 5. Zapotrzebowanie energii końcowej 6. Zapotrzebowanie energii pomocniczej 7. Współczynnik rozkładu energii pierwotnej 8. Zapotrzebowanie energii pierwotnej 9. Współczynnik energii pierwotnej
Wskaźnik Ek-roczne zapotrzebowanie energii końcowej na jednostkę powierzchni pomieszczenia o regularnej temp. powietrza w budynku albo lokalu mieszkalnym [kWh/m2 rok]
Wskaźnik Ep- roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regularnej temp. Ep=Qp/Af
Energia pierwotna – dotyczy energii zawartej w źródłach, w tym paliwach i nośnikach. Niezbędna do pokrywania zapotrzebowania na energię końcową, z uwzględnieniem sprawności całego łańcucha procesów pozyskania, konwersji i transportu do odbiorcy końcowego.
Energia końcowa – ciepło i energia pomocnicza, które nal...
sinfullove