Ciepła woda uŝytkowa.

Transkrypt

1 Ciepła woda uŝytkowa Mgr inŝ.andrzej Jurkiewicz Norma EN 15316: 2007 Instalacje grzewcze w budynkach Metoda obliczania zapotrzebowania na energię instalacji i sprawności instalacji Cz.3.1 Instalacje centralnej ciepłej wody, charakterystyka zapotrzebowania (wymagania dotyczące rozbioru cwu 17 sron) Cz.3.2 Rozprowadzenie cwu - 28 stron Cz.3.3 Przygotowania cwu 23 strony (Polską Normę przygotowuje Komitet Techniczny PKN nr KT 279 ds. ciepłownictwa, ogrzewnictwa i wentylacji) 1

2 ZuŜycie i parametry c.w.u. Normowe zuŝycie cwu: mieszkaniec 120 dm3/m/dobę (szkoła 20/ucznia; hotel 240/łóŜko; szpital 400/łóŜko) Rzeczywiste zuŝycie cwu: mieszkaniec dm3/m/dobę (szkoła 6; hotel ; szpital /łóŜko) Temperatura wody: - zimnej: 10 st.c (2-22 C ) - ciepłej: 60 st.c (+ - 5 C ) pytanie po co? - przegrzew: 70 C (+chemiczne) Średnie: dobowa: Qśr=(Qr/365); Qr roczne zuŝycie cwu godzinowa: Qśrh = (Qd/24) Struktura zuŝycia wody Cel Dm3/Md Zimna 10 C Cwu C Picie gotowanie Mycie naczyń Mycie ciała Kąpiel (pry/wan) 33 16,5 16,5 ubikacja pranie Sprzątanie i in Razem ,5 32,5 %

3 Energia na cwu Q cwu = c*ρ*v*(tc-tz)/10^6 [GJ] Qcwu energia potrzebna do przygotowania cwu c- ciepło właściwe 4,19 kj/kg*k ρ - gęstość wody 1000kg/m3 ( w zal. od temperatury) V- ilość wody do podgrzania w m3 tc temperatura wody ciepłej tz temperatura wody zimnej Moc dla cwu Φcw=Vhśr*Qcwu*Nh*277,7 (kw) Vhśr = Vdoba/18h Uwaga: czas dyspozycji 18h/12h/8h Qcwu ciepło na podgrzanie 1m3 wody Nh=9,32*U^( 0,244) Nh- współczynnik nierównomierności rozbioru ciepłej wody U- liczba mieszkańców 3

4 Przykład Budynek zamieszkany przez 68 osób. ZuŜycie c.w.u. na 1 osobę w ciągu doby: 80 l = 0,08 m3/d ZuŜycie c.w.u. w budynku w ciągu doby : V d śr = 0,08 * 68 = 5,44 m3/d Średnie godzinowe zuŝycie c.w.u.w budynku: V h śr = 5,44 /18 = 0,30 m3/h ZuŜycie ciepła na ogrzanie 1m3 wody: 4,2 * (55 10) * 1000 /10^6 = 0,189 GJ/m3 Roczne zuŝycie ciepła na c.w.u. w budynku: Q = 5,44 * 365 * 0,189 = 375 GJ/a Max moc cieplna Φ = V h śr * Qcwj * Nh*278 = 0,30 * 0,189 * 3.33*278 = 52,48 kw Metodyka wyliczania kosztów przygotowania cwu Liczba uŝytkowników Jednostkowe dobowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla 1 uŝytkownika Średnie dobowe zapotrzebowanie c.w.u. w obiekcie Średnie godzinowe zapotrzebowanie c.w.u. w obiekcie (18 godzin) [Vhśr] temperatura wody zimnej temperatura wody ciepłej Zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania 1m3 c.w.u. [Q] Moc maksymalna: F= Vhśr*Q*Nh Współczynnik nierównomierności rozbioru ciepłej wody Nh Nh = 9,32*U (do potęgi -0,244).. U zaleŝy od ilości osób wg normy Maksymalna moc cieplna Φcw=Vhśr QcwuNh 277,7 (kw) Roczne zuŝycie c.w.u. Zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania cwu Koszt przygotowania c.w.u. Koszt wody zimnej Koszty roczne 4

5 Podgrzewacze cwu Zasobnikowe Przepływowe Kombinowawne Gazowe Elektryczne Msc Msc+elektryczne zasobnikowe Kolektor słoneczny Pompa ciepła Priorytet cwu!!! Węzeł dwufunkcyjny błędny pomiar cwu!!! 5

6 Oszczędzamy cwu - Perlator (mieszanka wodno-powietrzna) Np. bateria dm3/min perlator 5-8 dm3/min - Bateria jednouchwytowa: 25% oszczędności - Bateria termostatyczna: 50% oszczędności - Bateria bezdotykowa: 60% oszczędności Dodatkowo: - Regulacja hydrauliczna instalacji cyrkulacji: 5% - Ograniczenia nocne (zegar pompy cyrk.): 5% - Zawory podpionowe termostatyczne cwu: 10% - Izolacja przewodów cwu: 5% Ciepła woda w świadectwach Obliczenie miesięcznego zapotrzebowania na energię QK,W wyraŝoną w kwh/miesiąc QK,W = Q W,nd/ηw,tot ηw,tot = ηw,g*ηw,d*ηw,s*ηw,e gdzie: QW,nd zapotrzebowanie ciepła uŝytkowego do podgrzania ciepłej wody kwh/rok ηw,gśrednia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii dostarczanej do granicy bilansowej budynku (energii końcowej), ηw,d średnia sezonowa sprawność transportu (dystrybucji) ciepłej wody w obrębie budynku (osłony bilansowej lub poza nią), ηw,s średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepłej wody w elementach pojemnościowych systemu ciepłej wody (w obrębie osłony bilansowej lub poza nią), ηw,eśrednia sezonowa sprawność wykorzystania (przyjmuje się 1,0) 6

7 Sprawności cząstkowe wyznaczamy wg: 1) obowiązujących przepisów 2) Dokumentację techniczną budynku i instalacji oraz urządzeń 3) Wiedzę techniczną oraz wizję lokalną obiektu 4) Dostępne dane katalogowe urządzeń, elementów instalacji ogrzewczej i cwu lub wg zasad podanych poniŝej (tabele) Roczne zapotrzebowanie cwu Qw,nd = Vcwi*Li*cw*ρ*(θcw-θo)*kt*tuz/(1000*3600) gdzie: VCW - Jednostkowe dobowe zuŝycie ciepłej wody uŝytkowej naleŝy przyjmowaŝ na podstawie dokumentacji projektowej, pomiarów zuŝycia w obiekcie istniejącym lub w przypadku braku danych na podstawie tabeli 15. w dm3/(j.o.) doba Li - liczba jednostek odniesienia osoby tuz - czas uŝytkowania (miesiąc, rok - przewaŝnie 365 dni), czas uŝytkowania naleŝy zmniejszyć o przerwy urlopowe i wyjazdy i inne uzasadnione sytuacje, średnio w ciagu roku o 10% kt - mnoŝnik korekcyjny dla temperatury ciepłej wody innej ni 55oC, wg dokumentacji projektowej lub Tabeli 14 cw - ciepło właściwe wody, przyjmowane jako 4,19 kj/(kgk), kj/(kgk) ρw - gestość wody, przyjmowana jako 1000 kg/m3 kg/m3 θcw - temperatura ciepłej wody w zaworze czerpalnym, 55oC θo - temperatura wody zimnej, przyjmowana jako 10oC oc 7

8 Tab.1 Jednostkowe dobowe ilości cwu dla róŝnych typów budynków lp Rodzaj budynku Jedn. odn. dm3/(j.o)*d o tc=60 C jednorodzinne wielorodzinna Hotele z gastronomią/hotele pozostałe/schroniska i pensjonaty Koszary, wiezienia Szpitale Szkoła Biura, mag-prod. Budynki handlowe Gastronomia/usługi Dworce, muzea, wystawy osoba osoba łóŝko łóŝko łóŝko uczeń pracownik pracownik pracownik pracownik 35/28 (lcw) 48/38 (lcw) 112/75/ Tab.3 Sprawności źródeł ciepła (inne) Lp Rodzaj źródła ciepła Kotły na paliwo płynne z otwartą komorą spalania i palnikiem 2-stopniowym j.w. lecz z zamkniętą komorą spalania i palnikiem modulowanym Kotły gazowe kondensacyjne Podgrzewacz gazowy przepływowy Kotły węglowe wyprodukowane po 2000 roku j.w. lecz w latach j.w. lecz przed 1980 Wymienniki ciepła (węzły cieplne) ηg 0,86 0,88 0,95 (0,92 cwu) 0,86 0,82 0,65-0,75 0,5-0,65 0,98 8

9 Tab.4 Sprawność przesyłu cwu Lp Rodzaj instalacji ciepłej wody Miejscowe przygotowanie cwu bezpośrednio przy punkcie poboru wody, instalacja bez cyrkulacji j.w. lecz dla kilku poborów w jednym pomieszczeniu (bez cyrkulacji) Kompaktowy węzeł cieplny dla pojedynczego mieszkania (bez cyrkulacji) Instalacje cwu w budynku jednorodzinnym bez cyrkulacji Spr. ηp 1,0 0,8 0,85 0,6 Tab.4 Sprawność przesyłu cwu c.d. Lp Rodzaj instalacji Centralne przygotowanie cwu z cyrkulacją, piony nie izolowane, przewody rozprowadzające izolowane (lub z tworzyw sztucznych) Instalacje małe do 30 pkt. poboru cwu j.w. lecz pkt. j.w.lecz powyŝej 100 pkt. Spr. ηp 0,6 0,5 0,4 9

10 Tab.4 Sprawność przesyłu cwu c.d. Lp Rodzaj instalacji Centralne przygotowanie cwu z cyrkulacją, piony i przewody rozprowadzające izolowane (lub z tw.sz.) Instalacje małe do 30 pkt. poboru cwu j.w. lecz pkt. j.w.lecz powyŝej 100 pkt. Spr. ηp 0,7 0,6 0,5 Tab.4 Sprawność przesyłu cwu c.d. Lp Rodzaj instalacji Centralne przygotowanie cwu z cyrkulacją z ograniczaniem czasu pracy, piony i przewody rozprowadzające izolowane (lubtw.sz) Instalacje małe do 30 pkt. poboru cwu j.w. lecz pkt. j.w. lecz powyŝej 100 pkt. ηp 0,8 0,7 0,6 10

11 Tab.5 Współczynnik korekcyjny kt Lp Temperatura wody w podgrzewaczu [ C] kt 1 1,12 1,28 Dla wartości pośrednich temperatury - interpolować liniowo Sprawność akumulacji ciepła ηws Tabela 13b. Parametry zasobnika ciepłej wody 1 Zasobnik w systemie wg standardu z lat 1970-tych ηws = 0,30-0,59 2 Zasobnik w systemie wg standardu z lat ηws = 0,55-0,69 3 Zasobnik w systemie wg standardu z lat ηws = 0,60-0,74 4 Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego ηws = 0,83-0,86 11

12 Jest lepiej Uwagi końcowe Metodyka dla mieszkań jest inna niŝ dla cwu budynku Czekamy na ostateczną wersję 12