Zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania powietrza wentylacyjnego

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania powietrza wentylacyjnego"

Tadeusz Walczak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania powietrza wentylacyjnego 1. WSTĘP Zgodnie z wymaganiami "Warunków technicznych..."[1] "Budynek i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ilość energii cieplnej, potrzebnej do użytkowania budynku, zgodnie z jego przeznaczeniem, można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie". Wymagania powyższe zostaną spełnione, jeżeli "Wartość wskaźnika E określającego obliczeniowe zapotrzebowanie na energię końcową (ciepło) do ogrzania budynku w sezonie ogrzewczym, wyrażone ilością energii przypadającą w ciągu roku na 1m 3 kubatury ogrzewanej części budynku jest mniejsza od wartości granicznej E, a także, jeżeli przegrody budowlane odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej, oraz innym wymaganiom określonym w załączniku do rozporządzenia". Wartości graniczne współczynnika E są zależne od kształtu budynku i podane w rozporządzeniu [1]. Wskaźniki sezonowego zapotrzebowania na ciepło E obliczać należy zgodnie z Polską Normą dotyczącą obliczeniowego sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego PN-B [2]. Rozpatrzmy, jakie wymagania powyższej normy dotyczą zapotrzebowania na ciepło do podgrzewania powietrza wentylacyjnego. 2. ZAPOTRZEBOWANIE NA CIEPŁO DO PODGRZANIA POWIETRZA WENTYLACYJNEGO Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w j-tej strefie budynku, obliczać należy wzorem (25) podanym w normie [2]: Dla całego budynku straty ciepła w m-tym miesiącu sezonu ogrzewczego stanowią sumę strat wszystkich stref budynki i wynoszą: Wskaźnik zapotrzebowania na ciepło E jest odnoszony do zapotrzebowania w całym sezonie ogrzewczym Q i jest określany jako iloraz zapotrzebowania ciepła Q i kubatury ogrzewanej części budynku V: Całkowite zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania uzyskuje się sumując zapotrzebowanie w kolejnych miesiącach sezonu ogrzewczego:

z jego przeznaczeniem, można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie".

2 Kubaturę części nadziemnej budynku V oblicza się zgodnie z normą PN-ISO 9836; 1997: - powiększając ją o kubaturę ogrzewanych pomieszczeń na poddaszu użytkowym lub w piwnicy, - pomniejszając ją o kubaturę wydzielonych (nieogrzewanych) klatek schodowych, szybów, wind, otwartych wnęk, logii i galerii Obecnie obowiązująca norma PN-B ;2001 [2] jest przewidziana dla budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego. Poprzednie normy PN-B dotyczyły budynków: z 1998 r. [3] - tylko budynków mieszkalnych, z 1999 r. [4] - budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej. Dla powyższej grupy budynków, straty ciepła na ogrzanie powietrza zewnętrznego w całym budynku, określić możemy z wzoru: Średnie miesięczne straty ciepła, można również wyrazić innym wzorem. Ponieważ: T (m) = Ti - Te (m), oraz Sd (m) = T (m) Ld (m), wzór [5] zapisać możemy w postaci: Aby na podstawie zależności (5) i (6) można było określić obliczeniowe sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania powietrza zewnętrznego, na podstawie informacji meteorologicznych podanych w normie PN-B-02025: 2001 [2]opracowano tabelę 1, w której dla 16 miast wojewódzkich określono wartości(m), Ld (m), T (m), Sd (m) i Sd (s).

zamieszkania zbiorowego. Poprzednie normy PN-B-02025 dotyczyły budynków: z 1998 r. [3] - tylko budynków mieszkalnych, z 1999 r. [4] - budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej.

3 Tabela 1 Parametry powietrza zewnętrznego w sezonie ogrzewczym dla 16 miast wojewódzkich Z sumy wartości miesięcznych. T (m) i Sd (m) uzyskano wartości Te (s) i Sd (s) obejmujące pełny sezon ogrzewczy. Do wyznaczania powyższych wartości, posłużono się następującymi wzorami:

T (m) i Sd (m) uzyskano wartości Te (s) i Sd (s) obejmujące pełny

4 Z wyżej przeprowadzonej analizy wynika, że obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania powietrza wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym, może być określane dwoma wzorami: oraz: Podane wzory mają ograniczone zastosowanie do obiektów, w których strumień powietrza wentylacyjnego jest stały w okresie całej doby. Będą to więc budynki z wentylacją grawitacyjną oraz takie, które wymagają stałych warunków wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych. W budynkach zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej występują mieszane systemy wentylacji. Część pomieszczeń (usługi, gastronomia, sale zebrań, itp.) wymaga okresowej wentylacji mechanicznej lub klimatyzacji. Dla pomieszczeń tych podany w normie [2] wzór (1) nie jest adekwatny do potrzeb, gdyż do obliczeń potrzebna jest wartość średnich miesięcznych temperatur powietrza wentylacyjnego określona dla odcinka czasowego doby, w którym wentylacja mechaniczna jest czynna. Z rozkładu średnich miesięcznych temperatur powietrza wentylacyjnego podanego na rysunku wynika, że średnie powyższe będą różne w zależności od rozpatrywanego odcinka czasowego doby. Z rozpatrywanego rysunku średnie miesięczne temperatury powietrza wentylacyjnego określono dla następujących odcinków czasowych: - dla całej doby (z = 0-24 h), - dla okresu z1 = (6-16) h (10 godzin pracy urządzeń wentylacji mechanicznej o obliczeniowym strumieniu powietrza wentylacyjnego), - dla okresu z2 =24 - z1 = (16-6) h, w którym działanie wentylacji mechanicznej zastępuje wentylacja grawitacyjna lub wentylacja "dyżurna" o zmniejszonym strumieniu powietrza wentylacyjnego. Tabela 2 Średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego Te (m) określone z rozkładu temperatur podanego na rysunku Uwagi: 1) Obowiązujący w Polsce wzór do obliczania średniej dobowej temperatury powietrza zewnętrznego obejmuje temperatury mierzone w godzinach 700, 1300 i ) Podane na rysunku rozkłady temperatury: N - normalny, gdy na początku i końcu doby, temperatura powietrza jest równa lub zbliżona do siebie. W - gdy następuje wzrost temperatury powietrza w drugiej połowie doby. S - gdy następuje spadek temperatury powietrza w drugiej połowie doby. Obliczone na podstawie rysunku średnie miesięczne temperatury zestawiono w tabeli 2. Obliczenia powyższe przeprowadzono dla trzech rozkładów dobowych temperatur powietrza wentylacyjnego: - rozkładu normalnego (N), przy stabilnych warunkach pogodowych, gdy temperatura powietrza na początku i końcu dnia, jest taka sama lub do siebie zbliżona; rozkładu temperatur powietrza (W), gdy temperatura w drugiej połowie doby wzrasta (ocieplenie); - rozkład temperatury powietrza (S), gdy temperatura w drugiej połowie doby spada (ochłodzenie). Z wartości średnich temperatur podanych w tabeli 2 wynika, że zmieniają się one zarówno w

Będą to więc budynki z wentylacją grawitacyjną oraz takie, które wymagają stałych warunków wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych.

5 określonych odcinkach czasu, jak i w zależności od tego, czy mamy pogodę stabilną, czy ulega ona zmianie. Są to wartości różniące się od średnich miesięcznych (dobowych) zalecanych przez normę [2]. Problem ten wymaga zatem oddzielnego omówienia. Oznaczenia: c - ciepło właściwe powietrza w [kj/ (kg K], C 1 - współczynnik oznaczający stosunek średniej miesięcznej temperatur powietrza zewnętrznego dla zakresu czasowego z1, odniesiony do średniej mie sięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla doby, podanej w normie PN-B-02025, C 2 - współczynnik oznaczający stosunek średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla zakresu czasowego z2 odniesiony do średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla doby, podanej w normie PN-B-02025, Ld (m) - liczba dni ogrzewania w miesiącu m-tym, Ld (s) = Ld (m) - liczba dni ogrzewania w sezonie ogrzewczym, Sd (m) = [Ti - Te (m)] Ld (m) - liczba stopniodni w miesiącu m-tym, Sd (s) = Sd (m) - liczba stopniodni w sezonie ogrzewczym, Ti - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego w [ C], Tij - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego w j-tej strefie budynku w [ C], Te (m) - średnia temperatura powietrza zewnętrznego w miesiącu m-tym w [ C], Te (s) - średnia temperatura powietrza zewnętrznego w sezonie ogrzewczym w [ C], T = Ti - Te (m) różnica temperatur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego w [K], V - kubatura ogrzewanej części budynku w [m 3 ],

Oznaczenia: c - ciepło właściwe powietrza w [kj/ (kg K], C 1 - współczynnik oznaczający stosunek średniej miesięcznej temperatur powietrza zewnętrznego dla zakresu czasowego z1, odniesiony do

6 V c - strumień powietrza wentylacyjnego dla całego budynku w [m 3 /h], V 1 - strumień powietrza wentylacyjnego dla części budynku o stałej, całodobowej wentylacji pomieszczeń w [m3], V 2 - strumień powietrza wentylacyjnego dla wentylacji mechanicznej lub klimatyzacji, działającej w czasie z 1 w [m 3 /h], V3 - strumień powietrza wentylacyjnego dla wentylacji "dyżurnej" działającej w czasie z2 w [m 3 /h], z - czas jednej doby (24 h), dla której określone są średnie temperatury powietrza zewnętrznego Te(m), podane w normie PN-B-02025, z 1 - liczba godzin w czasie doby w których działa wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja o obliczeniowym strumieniu powietrza wentylacyjnego, z 2 = 24 - z 1 liczba godzin w czasie doby, w których działa wentylacja o zmniejszonym strumieniu powietrza wentylacyjnego, p - gęstość powietrza w [kg/m3], Qv (m) - straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w j-tej strefie budynku w [kw], Qa (m) = Qv m - straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w budynku w miesiącu m-tym w [kw], Qs = Qa m - zapotrzebowanie na ciepło do podgrzanie powietrza wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym w [kw]. dr inż. Edmund Nowakowski Politechnika Wrocławska Nr 4/2006

[m 3 /h], z - czas jednej doby (24 h), dla której określone są średnie temperatury powietrza zewnętrznego Te(m), podane w normie PN-B-02025, z 1 - liczba godzin w czasie doby w których działa

Podobne dokumenty

Średnie miesięczne temperatury powietrza dla sezonu ogrzewczego wentylacji

Średnie miesięczne temperatury powietrza dla sezonu ogrzewczego wentylacji Zasady określania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego podaje norma