Priorytet ciepłej wody użytkowej w dwufunkcyjnym szeregowo-równoległym węźle ciepłowniczym

Transkrypt

1 CIEPŁOWNICTWO Priorytet ciepłej ody użytkoej dufunkcyjnym szeregoo-rónoległym ęźle ciepłoniczym MACIEJ MINIEWICZ ANDRZEJ BUGAJ Katedra Klimatyzacji i Ciepłonicta Politechnika Wrocłaska Przedstaiono yniki analizy pracy ęzła ciepłoniczego z orytetem ciepłej ody celu eryfikacji przyjmoanych założeń i oceny korzyści ynikających z zastosoania orytetu ciepłej ody. Zaproponoano sposób regulacji oraz przeproadzono ocenę płyu stopnia osłabienia ogrzeania na zmianę temperatury poietrza pomieszczeniu ogrzeanym. W CELU zmniejszenia łącznego strumienia ody siecioej pobieranej przez ęzeł ciepłoniczy na potrzeby ogrzeania pomieszczeń i podgrzeania ciepłej ody stosuje się układy automatycznej regulacji z funkcją orytetu ciepłej ody. Jednak ograniczenie się tylko i yłącznie do zastosoania steronikó z funkcją orytetu ciepłej ody nie garantuje uzyskania zamierzonych efektó postaci obniżenia strumienia ody siecioej przy jednoczesnym zagarantoaniu utrzymania ymaganych parametró poietrza pomieszczeniach ogrzeanych i temperatury ciepłej ody. Duża złożoność zagadnienia ynikająca z nieznanej dynamiki rozbioru ciepłej ody o silnym charakterze stochastycznym i akumulacji ciepła budynkach są poodem trudności przyjęciu jednolitych zasad projektoania ęzłó ciepłoniczych z orytetem ciepłej ody i przyłączanych za ich pomocą instalacji c.o. i c.. oraz oceny przyjętych założeń projektoych. Pomimo licznych artykułó dotyczących zagadnień ymiaroania ęzłó ciepłoniczych z orytetem ciepłej ody, dalszym ciągu najlepszą metodą pozostaje analiza jego pracy okresie sezonu grzeczego, na podstaie której można yznaczyć strumienie ody siecioej miarodajne do doboru zaoró regulacyjnych. Podstaoym założeniem przyjmoanym analizach jest, aby ilość ciepła dostarczana do pomieszczeń ogrzeanych odpoiadała doboemu, a nie chiloemu zapotrzeboaniu na ciepło. Dopuszcza się ięc okresach ystępoania orytetu pene obniżenie temperatury poietrza ogrzeanych pomieszczeniach. Brak jest jednak prostych metod pozalających na ocenę płyu ograniczenia strumienia ody siecioej pobieranej przez ęzeł ciepłoniczy na chiloą zmianę temperatury poietrza pomieszczeniach ogrzeanych i doboy bilans cieplny. Moc cieplna ęzła ciepłoniczego z orytetem ciepłej ody Moc cieplna ęzła ciepłoniczego sezonie grzeczym stanoi sumę mocy cieplnej instalacji c.o. i mocy cieplnej instalacji ciepłej ody cu cu = + (1) natomiast okresie letnim przy czym = cu cu cu Ψ h + cu cu gdzie moc cieplna na podgrzanie ody kulacyjnej instalacji c..u. Zakres zmiany mocy ęzła ciepłej ody opisany arunkiem (3) zależy od układu ęzła i przyjmuje artości maksymalne dla ęzłó przepłyoych (spółczynnik redukcji mocy cieplnej Ψ = 1) lub mniejsze (Ψ < 1) dla ęzłó z zasobnikiem ciepła. Współczynnik redukcji mocy cieplnej Ψ yrażeniu (3) zależy od spółczynnika akumulacyjności φ, który yraża stosunek przyjętej objętości zasobnika do objętości zasobnika o pełnej akumulacyjności cieplnej. Zykle przyjmuje się go dla ęzłó ciepłoniczych zakresie 0,1 0,3. W okresie doby moc cieplna ęzła sezonie grzeczym ulega znacznym zmianom głónie za przyczyną zmieniającego się raz z rozbiorem ciepłej ody zapotrzeboania na moc cieplną ęzła c..u., a tylko nieielkim zakresie skutek zmian mocy cieplnej ęzła c.o. Zakres zmian można opisać arunkiem (4) cu cu + (4) + Maksymalna obliczenioa moc cieplna ęzła ciepłoniczego dufunkcyjnego bez orytetu ciepłej ody ystępuje sezonie grzeczym przy temperaturze zenętrznej obliczenioej t eo dla instalacji centralnego ogrzeania i stanoi sumę obliczenioego zapotrzeboania na ciepło do ogrzeanie i przygotoania ciepłej ody zgodnie z (1). Wraz ze zrostem temperatury zenętrznej moc cieplna ęzła maleje raz z obniżaniem się zapotrzeboania na ciepło do ogrzeania. Maksymalna obliczenioa moc cieplna ęzła ciepłoniczego jest podstaą do zaarcia umoy o dostaę ciepła między dostacą a odbiorcą i określana jest mianem mocy zamóionej. Na podstaie mocy zamóionej naliczane są opłaty stałe za ciepło i za przesyłanie nośnika ciepła. Każde ograniczenie zamóionej mocy cieplnej ęzła ciepłoniczego obniża, tz. opłaty stałe za dostarczane do odbiorcy ciepło. Zgodnie z [6] zamóiona moc cieplna jest ustaloną przez odbiorcę najiększą mocą cieplną, jaka ciągu roku ystępuje danym obiekcie dla arunkó obliczenioych, uzględniając moc cieplną niezbędną do pokrycia strat ciepła obiekcie przy zapenieniu utrzymania normatynej temperatury i ymiany poietrza pomieszczeniach znajdujących się tym obiekcie oraz zapenienia utrzymania cu (2) (3) 12

2 normatynej temperatury ciepłej ody punktach czerpalnych znajdujących się tym obiekcie. Zastosoanie orytetu ciepłej ody ęźle ciepłoniczym jest sposobem na ograniczenie zamóionej mocy cieplnej, ponieaż pozala na ustalenie mocy cieplnej ęzła (orytetoej) na łączne potrzeby ogrzeania i przygotoania ciepłej ody na poziomie niższym od obl maksymalnej obliczenioej mocy cieplnej, zostanie ykazane dalszej części artykułu. W sytuacji, kiedy zapotrzeboanie na moc cieplną dla ęzła ciepłoniczego przekracza moc ustaloną >, moc cieplna na potrzeby przygotoania ciepłej ody dostarczana jest bez ograniczeń (orytet ciepłej ody), natomiast ograniczeniu podlega moc cieplna dostarczana do instalacji c.o. zgodnie z zależnością cu = + > cu min = (5) min < przy czym cu = min + = cu cu (6) = h. W okresach doby, których moc cieplna dostarczana do ęzła jest mniejsza od ustalonej mocy. cu cu = + < cu = > =. cu Przy stosoaniu funkcji orytetu zakłada się, że łącznym czasie τ ciągu doby, którym ystępuje ograniczenie mocy cieplnej na potrzeby ogrzeania (osłabienie ogrzeania) nie ystąpi odczualne obniżenie temperatury poietrza pomieszczeniach ogrzeanych z uagi na dużą pojemność cieplną budynku i instalacji c.o. oraz, że pozostałym okresie doby (24 τ) nadyżka mocy cieplnej (zmocnienie ogrzeania) instalacji c.o. ponad bieżące zapotrzeboanie na ciepło budynku zrekompensuje ograniczenia mocy ystępujące czasie τ. Jednym z arunkó zastosoania orytetu ciepłej ody jest to, aby doboa moc cieplna dostarczana do instalacji c.o. odpoiadała nie chiloemu, lecz doboemu zapotrzeboaniu na ciepło ogrzeanych pomieszczeń [11]. W ziązku z poyższym możemy zapisać, że średniodoboa moc cieplna dostarczana do instalacji c.o. poinna spełnić rónanie (8): τ min + ( 24 τ ). (8) d = 24 Wproadzając do zoru yrażenia min = X min d oraz = X d otrzymamy zależność τ X min + (24 τ ) X 1 =. (9) 24 Wypełnienie arunku zapisanego rónaniem (8) przy jednoczesnym przyjęciu akceptoalnych odchyleń temperatury enętrznej pomieszczeniach ogrzeanych, nie jest możlie bez: zagarantoania łaściej regulacji dostay ciepła do instalacji c.o., przyjęcia odpoiednich roziązań projektoych zakresie ęzła ciepłoniczego i instalacji c.o., (7) oceny płyu przyjętego stopnia osłabienia ogrzeania na temperaturę poietrza pomieszczeniach ogrzeanych, czasie kiedy realizoany jest orytet ciepłej ody. Regulacja dostay ciepła do instalacji c.o. Proponuje się regulację dostay ciepła do instalacji c.o. ęźle ciepłoniczym z orytetem c.. na podstaie krzyej regulacyjnej tz = f (te), tak jak dla ęzła ciepłoniczego bez orytetu ciepłej ody, z tym, że ęźle z orytetem proadza się modyfikację polegającą na rónoległym przesunięciu krzyej regulacyjnej o artość okresach ystępoania orytetu (osłabienie ogrzeania) lub o artość X pozostałym czasie (zmocnienie ogrzeania). Osłabienie bądź zmocnienie ogrzeania można zrealizoać poprzez odpoiednią zmianę temperatury zasilania instalacji c.o. przy założeniu stałego strumienia ody. Teoretyczne krzye regulacyjne dla instalacji c.o. z uzględnieniem stopnia osłabienia / zmocnienia ogrzeania X opisują rónania (10): tz tp X X 1 1+ m = ti + 0,5 X φ Δtz o + ( X φ) ( ti te ) φ = ( t t ) X = = tz i X { X lub X } min X φ Δtz e0 Δtg (10) gdzie: tz X, tp X temperatura ody zasilającej i porotnej instalacji c.o., t i temperatura poietrza pomieszczeniu ogrzeanym, Δtz o obliczenioa różnica temperatury ody instalacji c.o. tz tp, Δtg o obliczenioa różnica temperatury dla grzejnika, m ykładnik potęgoy zależny od rodzaju grzejnika, X stopień osłabienia / zmocnienia ogrzeania. Zadaniem regulatora z funkcją orytetu jest steroanie dostaą ciepła do instalacji c.o. zależności od temperatury zenętrznej g krzyej regulacyjnej tz Xmin, jeżeli funkcja orytetu c.. jest łączona lub g krzyejtz X, jeżeli jest yłączona. Przedstaiony sposób steroania dostaą ciepła do instalacji c.o. może być prosty sposób zrealizoany steroniku sobodnie programoalnym. Roziązania projektoe ęzła ciepłoniczego i instalacji c.o. Zastosoanie funkcji orytetu ciepłej ody poinno być poprzedzone cześniejszą analizą pracy ęzła ciepłoniczego celu yznaczenia maksymalnych strumieni ody siecioej przepłyających przez ymienniki c.. II i c.o., miarodajnych do doboru nastanikó. Przy czym dla ęzła c.o. za miarodajny należy przyjąć strumień ody siecioej ystępujący okresie zmocnienia ogrzeania, przecinym razie nie będzie możlie uzyskanie tym okresie ymaganej temperatury zasilania instalacji c.o. Z uagi na dużą dynamikę zmian mocy cieplnej ęźle c.. pożądane jest stosoanie rónież ęźle c.o. siłonikó o krótkim czasie przestaienia nastanika, jest arunkiem koniecznym uzyskania zamierzonych efektó z zastosoania funkcji orytetu c.. o o 13

3 Rys. 1. Zmiana mocy cieplnej ęzła i strumienia ody siecioej Ms zależności od temperatury zenętrznej dla dufunkcyjnego ęzła układzie szeregoo-rónoległym, indeks: c.o. centralnego ogrzeania, L okres lata Występoanie na przemian okresó osłabienia i zmocnienia ogrzeania ziększa ymagania odnośnie do instalacji c.o., która poinna zagarantoać tych okresach rónomierne dostarczanie ciepła do szystkich pomieszczeń ogrzeanych. Warunkiem koniecznym jest yposażenie instalacji regulatory ciśnienia i przepłyu, celu zapobieżenia jej rozreguloaniu. Analiza pracy ęzła ciepłoniczego z orytetem c.. Regulacja dostarczanej mocy cieplnej do instalacji c.o. i c.. przyłączonych do systemu ciepłoniczego za pomocą ęzłó ciepłoniczych, odbya się przez zmianę strumienia ody siecioej. Poszechnym sposobem centralnej regulacji stosoanym systemach ciepłoniczych Polsce jest regulacja jakościoa na podstaie ykresu regulacyjnego podyższonego z załamaniem temperatury zasilania okresie przejścioym na poziomie pozalającym na podgrzanie ciepłej ody do ymaganej temperatury t cu = 60 C. Pomimo obniżania się mocy cieplnej ęzła ciepłoniczego raz ze zrostem temperatury zenętrznej (spadek zapotrzeboania na moc grzeczą), to yniku proadzonej centralnej regulacji systemie ciepłoniczym strumień ody siecioej pobieranej przez ęzeł ciepłoniczy zrasta i osiąga artość maksymalną przy temperaturze zenętrznej odpoiadającej punktoi załamania ykresu regulacyjnego. Przebieg zmian strumienia ody siecioej dla przykładoego ęzła przedstaiono na rys. 1. Przyczyną zrostu strumienia ody siecioej pobieranej przez ęzeł raz ze zrostem temperatury zenętrznej jest malejąca różnica temperatury między temperaturą ody siecioej a temperaturą ciepłej ody. Zmiany strumienia ody siecioej yołane są rónież realizacją funkcji orytetu ciepłej ody, ponieaż osłabienie/zmocnienie ogrzeania dokonuje się poprzez zmianę temperatury zasilania instalacji c.o., poodując zmianę różnicy temperatury pomiędzy odą siecioą a instalacyjną. W okresie zmocnienia ogrzeania zmniejsza się różnica temperatury na ymienniku ciepła ęzła c.o., pooduje zrost strumienia ody siecioej pobieranej przez ęzeł i odrotnie, okresie osłabienia strumień ody siecioej maleje. W celu oceny płyu yżej ymienionych czynnikó na strumień ody siecioej pobieranej przez ęzeł przeproadzono statyczną analizę pracy ęzła ciepłoniczego z funkcją orytetu ciepłej okresie sezonu grzeczego. Analizę przeproadzono dla temperatury zenętrznej przedziale t eo = -18 C t e 10 C z krokiem Δt e = 4 C dla dóch standardoych parametró zasilania instalacji c.o., tj. t z /t p = 90/70 C i t z /t p = 80/60 C oraz dóch stopni osłabie- Przebieg zmian mocy cieplnej analizoanym ęźle ciepłoniczym dla różnej temperatury zenętrznej oraz przyjętych stopni osłabienia/zmocnienia ogrzeania / X przedstaiono na rys. 2. Bezpośrednią korzyścią ynikającą z zastosoania orytetu c.. jest obniżenie maksymalnej obliczenioej mocy cieplnej ęzła na łączne potrzeby c.o. i c.. stosunku do ęzła bez orytetu stopniu zależnym od przyjętej ielkości osłabienia ogrzeania (rys. 2). Przyjęcie stopnia osłabienia ogrzeania poinno być ynikiem starannej analizy poprzedzonej obliczeniami symulacyjnymi, która pozoli ocenić pły osłabienia ogrzeania na pogorszenie się odczualnego komfortu cieplnego pomieszczeniach ogrzeanych. W dalszej części artykułu zostanie przeproadzona taka ocena. Na rysunku 3 porónano zmianę mocy cieplnej ymiennikó ciepłej ody ęźle ciepłoniczym z funkcją orytetu ciepłej ody i bez. W okresie ystępoania orytetu ciepłej ody zrasta udział ymiennika c.. II (cii) przygotoaniu c.., a maleje ymiennika c.. I (ci) porónaniu z ęzłem bez orytetu. Spoodoane jest to tym, że okresie osłabienia ogrzeania zostaje ograniczony strumień ody siecioej prze- nia/zmocnienia ogrzeania / X = 0,8/1,065 i / X = 0,9/1,0325. W celach porónaczych dokonano jednocześnie analizy pracy ęzła ciepłoniczego bez funkcji orytetu c.. Wyniki analizy pracy ęzła ciepłoniczego dufunkcyjnego c.o. i c.., dustopnioego układzie szeregoo-rónoległym typu pośredniego okresie całorocznym przedstaiono dalszej części artykułu. Moc cieplna ęzła na łączne obl potrzeby ogrzeania i ciepłej ody ynosiła =268,6 c kw, tym =150 kw, =118,6 kw. Ziększone zapotrzeboanie na odę siecioą dla ęzła ciepłoniczego ystępuje okresie przejścioym, który tra najdłużej całym sezonie grzeczym. To niekorzystne zjaisko ziększa koszty eksploatacyjne całego systemu ciepłoniczego głónie przez zrost zużycia energii elektrycznej do przetłaczania nośnika ciepła przez sieć ciepłoniczą. W okresie przejścioym znaczą zrasta rónież udział ęzłó c.. rozbiorze ody siecioej, połączeniu z dużą dynamiką zmian ich mocy cieplnej okresie doboym jest przyczyną znacznych ahań przepłyó całym systemie ciepłoniczym. Zastosoanie funkcji orytetu c.. pozala na złagodzenie tych niekorzystnych zjaisk i ograniczenie strumienia ody siecioej pobieranego przez ęzeł na łączne potrzeby c.o. i ciepłej ody. Omóienie ynikó analizy Rys. 2. Moc cieplna ęzła dufunkcyjnego dustopnioego bez i z funkcją orytetu c.. i dóch stopni osłabienia/zmocnienia ogrzeania /X = 0,9/1,065 oraz /X = 0,8/1,032 14

4 płyający przez ęzeł c.o. (orytet c..), a to z kolei obniża moc cieplną ymiennika c.. I i ymusza zrost udziału ymiennika c.. II. Z obliczeń ynika, że zastosoanie funkcji orytetu c.. pooduje, że okresach osłabienia ogrzeania, temperatura ody siecioej jest niższa niż dla ęzła bez orytetu i to tym bardziej im iększe jest osłabienie ogrzeania. Warto rónież zauażyć, że przyjmując niższe parametry ody instalacji c.o., tzn. zamiast tz/tp = 90/70 C -tz/tp = 80/60 C, można znaczą obniżyć strumień ody siecioej (rys. 5) oraz uzyskać jej iększe schłodzenie (rys. 4). Porónanie obliczenioych zmian strumieni ody siecioej dla analizoanego ęzła ciepłoniczego ciągu sezonu grzeczego zamieszczono na rys. 5. Z przeproadzonej analizy ynika, że dla parametró ody instalacji c.o. tz/tp = 90/70 C i stopnia osłabienia/zmocnienia ogrzeania /X = 0,8/1,065 nie jest praktycznie możlie uzyskanie istotnego obniżenia strumienia ody siecioej dla ęzła z orytetem c.. stosunku do ęzła bez orytetu. Ograniczenie strumienia ody siecioej możlie jest jedynie o artość ΔMs (1) (rys. 5 i tabela). Wyjaśnić można to tym, że okresie zmocnienia ogrzeania temperatura ody zasilającej ęźle ciepłoniczym z funkcją orytetu c.. jest yższa niż dla ęzła bez orytetu, przez jeszcze bardziej maleje różnica temperatury między odą siecioą a instalacyjną, ziązku z czym konieczny jest iększy strumień ody siecioej. W tym ypadku kryterium ograniczającym strumień ody siecioej dla ęzła jest strumień pobierany przez ęzeł okresie zmocnienia ogrzeania. Z analizoanych przypadkó ynika, że iększe ograniczenie strumienia ody siecioej dla ęzła z funkcją orytetu c.. stosunku do strumienia ody siecioej ęźle bez orytetu, możemy uzyskać przy parametrach ody instalacji c.o. tz/tp = 80/60 C i stopnia osłabienia/zmocnienia ogrzeania /X = 0,9/1,032. Wartość o jaką możemy tym przypadku ograniczyć strumień ody siecioej ynosi ΔMs (2) (rys. 5 i tabela). Kryterium ograniczającym strumień ody siecioej dla ęzła analizoanym przypadku jest strumień, który ystępuje okresie osłabienia ogrzeania. Natomiast najiększe ograniczenie strumienia uzyskuje się dla parametró ody instalacji c.o. tz/tp = 80/60 C i stopnia osłabienia /zmocnienia ogrzeania /X = 0,8/1,065, przy czym kryterium ograniczającym tym przypadku jest strumień okresie zmocnienia ogrzeania. W tabeli, kolumnie 6 i 7 podano zględną zmianę strumienia ody siecioej dla analizoanego ęzła z orytetem c.. stosunku do ęzła bez orytetu zależności od parametró ody instalacji c.o. oraz stopnia osłabienia/zmocnienia ogrzeania. Rys. 3. Porónanie przebiegu zmian moc cieplnej ęźle z i bez orytetu ciepłej ody: 80/60 ęzła ciepłoniczego, ci ymiennika I ęzła c.., cii ymiennika II ęzła c.. Rys. 4. Obliczenioa temperatura porotna ody siecioej z ęzła ciepłoniczego bez i z funkcją orytetu c.. przy osłabieniu ogrzeania = 0,9 i 0,8 Rys. 5. Porónanie strumieni ody siecioej ęźle ciepłoniczym ciągu sezonu grzeczego dla różnych parametró ody instalacji c.o. oraz różnych stopni osłabienia/zmocnienia ogrzeania TABELA. Obliczenioe strumienie ody siecioej dla analizoanego ęzła oraz zględna zmiana strumienia ody okresie zmocnienia/osłabienia ogrzeania Strumień ody siecioej Ms, kg/s 90/70 C 80/60 C 90/70 C ΔMs (1) 80/60 C ΔMs (2) 90/70 C 80/60 C % % Ms X /Ms Ms X /Ms Ms (bez orytetu) 1,149 1, Ms = 0,8 0,795 0, Ms X = 1,065 1,115 0,829 0,034 0, Ms = 0,9 0,913 0, Ms X = 1,032 0, Całkoity strumień ody siecioej pobierany przez ęzeł z funkcją orytetu ciepłej ody dla tz/tp = 80/60 C jest mniejszy o ok. 15% od strumienia ody siecioej Ms ęźle bez orytetu, odpoiednio zakresie temperatury zenętrznej od t e = -18 do + 6 C. Rónież zakres zmienności strumienia ody siecioej jest mniejszy ęźle z orytetem ciepłej ody i ynosi ok. 1,6, podczas gdy dla ęzła bez orytetu ok. 1,7. Korzyści ynikające z zastosoania orytetu ciepłej ody ęźle ciepłoniczym istotny sposób zależą od akumulacyjności cieplnej budynku i od czasu τ działania ymiennika c.. II. Im mniejsza akumulacyjność budynku i dłuższy czas τ tym mniejsza poinna być artość spółczynnika. 15

5 Przeproadzona poyżej analiza pracy ęzła ciepłoniczego bez i z orytetem ciepłej ody ma charakter statyczny, nie uzględnia boiem zmiennego czasie rozbioru ciepłej ody i ziązanej z nim mocy cieplnej. Dla zilustroania rzeczyistych zmian mocy cieplnej ęzła okresie doby na rys. 6 przedstaiono formie graficznej yniki pomiaró dla ęzła dufunkcyjnego arunkach temperatury zenętrznej zbliżonych do obliczenioych. Moc cieplna ęzła mierzona była odstępach 3 minutoych. Wyniki pomiaró ykorzystano do określenia minimalnej mocy cieplnej ęzła, która garantoałaby dostaę ciepła na potrzeby ogrzeania (średniodoboą) i ciepłej ody. Minimalną ymaganą moc cieplną ęzła określono przez scałkoanie pól pod ykresami (linia żółta na rys. 6). Zakładając, że moc cieplna badanego ęzła ciepłoniczego zostałaby ograniczona do tej artości, to przy realizacji funkcji orytetu c.. można yznaczyć okresy oraz ielkość osłabienia ogrzeania i jego zmocnienia (rys. 7). Z analizy rysunku 7 ynika, że okresy osłabienia ogrzeania ystępują pomiędzy godzinami 7 10, 11 12, i 18 23, przy czym charakteryzują się one znacznymi zmianami. Średnie ograniczenie mocy cieplnej dostarczanej do ęzła c.o., dla którego obliczenioa moc Rys. 6. Przebieg doboych zmian mocy cieplnej dufunkcyjnego ęzła ciepłoniczego sezonie grzeczym dla temperatury zenętrznej bliskiej temperaturze obliczenioej moc cieplna ęzła, moc cieplna ęzła c.o., c moc cieplna ęzła c.. Rys. 7. Okresy osłabienia i zmocnienia ogrzeania oraz ich stopień Rys. 8. Okresy zmocnienia i osłabienia ogrzeania cieplna została ustalona na poziomie 100 kw, ynosi ok. 20 kw, a maksymalna chiloa osiąga artość 50 kw. W pozostałych okresach, których moc ęzła c.. jest mała stosunku do mocy instalacji c.o. nadyżka mocy cieplnej może być przekazana na potrzeby ogrzeania tak, że doboy bilans ciepła dla budynku będzie taki jak przy braku ograniczenia mocy cieplnej dostarczanej do ęzła. Średnia nadyżka mocy cieplnej przekazyanej do instalacji c.o. ynosi ok. 10 kw, a maksymalna chiloa osiąga artość ok. 30 kw. Zmniejszenie stopnia osłabienia ogrzeania można uzyskać poprzez przyjęcie yższej niż minimalna mocy cieplnej ęzła (rys. 8). Wykres przedstaiony na rys. 8 różni się od ykresu z rys. 7 głębokością (stopniem) osłabienia ogrzeania okresach ystępoania orytetu c.. Okresy ystępoania osłabienia ogrzeania oznaczono na rys. 8 polami kolorze różoym, natomiast okresy zmocnienia polami kolorze zielonym. Zgodnie z bilansem opisanym rónaniem (8) ilość ciepła nie dostarczonego do instalacji c.o. okresie osłabienia ogrzeania (suma poierzchni pól różoych, kwh) poinna być dostarczona okresie zmocnienia ogrzeania (suma pól kolorze zielonym, kwh). Z analizy rys. 7 ynika, że oprócz spełnienia bilansu ciepła okresie doboym ęzłach z orytetem c.. istotny jest stopień osłabienia ogrzeania ynikający z chiloych rozbioró ciepłej ody, który może płyać na temperaturę poietrza pomieszczeniach ogrzeanych. Wynika stąd niosek, że spełnienie arunku doboego bilansu ciepła dostarczanego do instalacji c.o. przy ograniczonej mocy cieplnej na łączne potrzeby c.o. i c.. nie jest arunkiem ystarczającym. Dodatkoym kryterium, który należy brać pod uagę jest głębokość osłabienia ogrzeania okresach szczytoego rozbioru c.. Ocena płyu osłabienia ogrzeania na temperaturę poietrza pomieszczeniach ogrzeanych Ocena przyjętego stopnia osłabienia ogrzeania spoodoanego orytetem c.. na zmianę temperatury poietrza pomieszczeniach możlia jest na etapie projektoania yłącznie na podstaie obliczeń symulacyjnych uzględniających akumulację ciepła budynku. Istnieje iele różnorodnych programó symulacyjnych do analizy przepłyu ciepła obiektach budolanych o różnym stopniu złożoności, dokładności obliczeń i możliościach. Wymagają one jednak przygotoaniu dużej ilości danych dotyczących budynku i znajdujących się mim instalacji, zykle jest prachłonne i nie zasze konieczne do osiągnięcia zamierzonego celu. Do oceny płyu osłabienia ogrzeania ykorzystano model matematyczny opisany pracy [12], na podstaie którego opraano model symulacyjny. Za jego pomocą przeproadzono obliczenia symulacyjne zmian temperatury poietrza pomieszczeniu t i okresie doby, yołanych okresoym osłabieniem i zmocnieniem ogrzeania. Obliczenia ykonano dla danych pomiaroych uzyskanych na rzeczyistym obiekcie (rys. 7) przy założeniu, że osłabienie ogrzeania yniesie = 0,9, a zmocnienie X = 1,032. Obliczenioa stała czasoa dla przegród budolanych ynosiła T = 1,67 h. Uzyskane przykładoe yniki obliczeń symulacyjnych przedstaiono na rys. 9. Z przeproadzonych obliczeń symulacyjnych ynika, że zasadniczo okresie całej doby temperatura poietrza pomieszczeniach ogrzeanych okresach osłabienia ogrzeania (ystępoanie orytetu c..) nie ulega ob- 16

6 niżeniu o ięcej niż 0,5 C. Jednak godzinach pomiędzy 16 a 17, ze zględu na duże rozbiory ciepłej ody można się spodzieać obniżenia temperatury naet do ok. 18,5 C. Ponieaż programie symulacyjnym nie uzględniono zyskó ciepła ogrzeanych pomieszczeniach (gotoanie, ośietlenie, ludzie) można przyjąć, że obniżenie temperatury będzie mniejsze niż obliczone, a przyjęte osłabienie ogrzeania nie spooduje odczualnego pogorszenia się komfortu cieplnego. Przeproadzone obliczenia symulacyjne ykazały, że dla budynku o dynamicznej charakterystyce cieplnej opisanej stałą czasoą T = 1,67 h i dla ystępującego tym budynku rozbioru ciepłej ody, osłabienie ogrzeania nie poinno przekraczać artości 10% ( = 0,9). Rys. 9. Wyniki obliczeń symulacyjnych zmian temperatury poietrza t i pomieszczeniach ogrzeanych okresach osłabienia ogrzeania Steroanie pracą ęzła ciepłoniczego Realizacja funkcji orytetu ciepłej ody ęzłach ciepłoniczych może być osiągnięta różny sposób [4]. Najpełniej idea pracy ęzła ciepłoniczego dufunkcyjnego z orytetem ciepłej ody może być zrealizoana, jeżeli funkcja orytetu odgrya rolę układu przełączającego pracę instalacji c.o. pomiędzy doma stanami osłabienia i zmocnienia ogrzeania. Proponoany sposób regulacji przeciieństie do innych pozala na realizację funkcji orytetu ciepłej ody całym okresie sezonu grzeczego, a nie tylko jego części. Z przeproadzonej analizy pracy ęzła ciepłoniczego ynika, że dla zagarantoania ymaganej temperatury poietrza pomieszczeniach ogrzeanych ażne jest aby okresie doby ilość ciepła dostarczonego do instalacji c.o. odpoiadała zapotrzeboaniu na ciepło pomieszczeń ogrzeanych. Jak ykazano poyżej istotna jest rónież dynamika dostarczania ciepła do instalacji c.o. i pomieszczeń, może być zrealizoane łaśnie okresach zmocnienia ogrzeania. Najczęściej sposoby realizacji orytetu ciepłej ody sproadzają się do osłabienia ogrzeania, bez możliości zmocnienia ogrzeania, może być przyczyną okresoego pogorszenia się komfortu cieplnego pomieszczeniach ogrzeanych. Regulacja temperatury zasilania instalacji c.o. ęźle z orytetem c.. przebiega zgodnie z krzyymi regulacji przyjętymi dla pracy instalacji stanie osłabienia tz Xmin oraz zmocnienia tz X. O tym, edług jakiej krzyej regulacyjnej (krzyej grzania) danej chili reguloana jest temperatura na zasilaniu instalacji c.o. decyduje funkcja orytetu c.. W chili jego ystępoania regulacja temperatury zasilania przebiega g tz Xmin, a pozostałym czasie g tz X. Wykres temperatury zasilania instalacji c.o. zależności od temperatury zenętrznej dla ęzła ciepłoniczego z funkcją orytetu c.. przedstaiono na rys. 10. W ęzłach ciepłoniczych bez funkcji orytetu ciepłej ody regulacja dostay ciepła do instalacji c.o. przebiega g krzyej tz (nie zaznaczonej na rys. 10). W ęzłach z orytetem ciepłej ody celu zagarantoania ymaganej temperatury ciepłej ody niezależnie od dynamiki jej rozbioru, konieczna jest szybka reakcja układó automatycznej regulacji ograniczająca pobór ody siecioej przez ęzeł c.o. Wymaga to zastosoania siłonika zaoru regulacyjnego ęźle c.o. o krótkim czasie przestaienia oraz czujnika temperatury ody zasilającej instalację c.o. o stałej czasoej takiej jak dla czujnika ciepłej ody. Rys. 10. Regulacja temperatury zasilania instalacji c.o. z funkcją orytetu c.. Znaczącą popraę regulacji temperatury ciepłej ody ęzłach z orytetem można uzyskać stosując steroanie pracą ęzła przy ykorzystaniu modeli formie sztucznych sieci neuronoych (SSN) do prognozoania zapotrzeboania na ciepło na potrzeby ciepłej ody [13]. Dysponując prognozoanymi artościami mocy cieplnej ęzła ciepłej ody, yznaczonymi na podstaie modelu, można z odpoiednim yprzedzeniem ograniczyć moc cieplną ęzła c.o., pozoli na zagarantoanie bardziej stabilnych parametró ciepłej ody, porónaniu z innymi znanymi sposobami regulacji [4]. Podsumoanie Stosoanie orytetu ciepłej ody ęźle ciepłoniczym pozala na obniżenie łącznego strumienia ody siecioej na potrzeby ogrzeania i ciepłej ody stosunku do ęzłó bez orytetu. Na podstaie ynikó analizy pracy ęzła ciepłoniczego z funkcją orytetu ciepłej ody i proponoanego sposobu regulacji dostay ciepła do instalacji c.o. można stierdzić, że znaczące obniżenie strumienia ody siecioej pobieranej przez ęzeł ciepłoniczy uzyskuje się óczas, gdy obliczenioa temperatura ody zasilającej instalację c.o. nie przekracza artości tz = 80 C. W analizoanym ęźle ciepłoniczym z orytetem ciepłej ody dla przyjętego sposobu regulacji można uzyskać obniżenie strumienia ody siecioej całym okresie sezonu ogrzeczego stosunku do ęzła bez tej funkcji. Najiększa redukcja strumienia ody siecioej ystępuje dla temperatury zenętrznej odpoiadającej punktoi załamania ykresu regulacyjnego i ynosi ok. 15% przy parametrach ody instalacji c.o. tz/tp = 80/60 C. Uzyskanie zamierzonych efektó ynikających z zastosoania funkcji orytetu ciepłej ody ęźle ciepłoniczym, postaci obniżenia pobieranego strumienia ody siecioej możlie jest pod arunkiem zastosoania roziązań projektoych na podstaie przeproadzonej cześniej analizy. Projektoanie ęzłó ciepłoniczych z funkcją orytetu ciepłej ody obec braku zeryfikoanych założeń pro- 17

7 jektoych poinno być oparte na analizie ich pracy przeproadzonej dla ybranej temperatury zenętrznej. Miarodajnym do doboru zaoru regulacyjnego ęźle c.o. poinien być maksymalny strumień ody siecioej yznaczony na podstaie analizy pracy ęzła, okresie zmocnienia ogrzeania. W zakresie projektoania ęzła i instalacji c.o. zaleca się stosoanie ęźle c.o. siłonika o krótkim czasie przestaienia zaoru regulacyjnego i czujnika temperatury ody zasilającej o krótkiej stałej czasoej, a instalację c.o. należy yposażyć regulatory podpionoe celu zagarantoania praidłoego rozdziału ciepła do poszczególnych pomieszczeń. Ograniczenie maksymalnej mocy cieplnej ęzła i strumienia ody siecioej zależy od artości założonego stopnia osłabienia ogrzeania. Przyjęta artość stopnia osłabienia ogrzeania poinna podlegać eryfikacji na etapie projektoania przy ykorzystaniu modeli symulacyjnych do oceny jej płyu na temperaturę poietrza pomieszczeniach ogrzeanych. Na podstaie przeproadzonych obliczeń dla obiektó rzeczyistych zaleca się przyjmoać artość osłabienia ogrzeania nie niższą niż = 0,9. Popraę jakości regulacji temperatury ciepłej ody ęzłach ciepłoniczych z orytetem ciepłej ody można uzyskać poprzez steroanie pracą ęzła na podstaie modeli matematycznych formie SSN do prognozoania zapotrzeboania na ciepło. LITERATURA [1] Zaada B.: Zmiany temperatur poietrza enętrznego przy pożyczkach mocy instalacji c.o. i c..u., Materiały konferencyjne Air & Heat 2005, Szklarska Poręba 2005 [2] Szaflik W.: Projektoanie jednostopnioych bezzasobnikoych ęzłó ciepłej ody użytkoej z orytetem jej przygotoania, Materiały konferencyjne Air & Heat 2005, Szklarska Poręba 2005 [3] Śnieżyk R.: Sposób ykorzystania licznikó energii cieplnej do steroania ęzłó ciepłoniczych, Materiały konferencyjne Air & Heat 2005, Szklarska Poręba 2005 [4] Żarski K.: Węzły cieplne miejskich systemach ciepłoniczych, Ośrodek informacji Technika instalacyjna budonictie, Warszaa, Aquarius, Toruń 1997 [5] Technische Anschlussbedingungen (TAB), Vattenfal Europe Berlin AG & Co. KG, Waerme Berlin, 09/03 [6] Rozporządzenie ministra gospodarki z r. spraie szczegółoych zasad kształtoania i kalkulacji taryf oraz zasad rozliczeń obrocie ciepła. Dz. U. Nr 96 poz [7] Koczyk H.: Ogrzenicto praktyczne, projektoanie, montaż, eksploatacja, SYSTHERM SERWIS, Poznań 2005 [8] Pieńkoski K.: Weryfikacja pomiaroa orytetoego podgrzeu c..u. ęźle cieplnym, Materiały 5 Konferencji Forum Ciepłonikó Polskich [9] Wollerstrand J.: Wymiaroania przepłyoych podgrzeaczy ciepłej ody użytkoej, Materiały 5 Konferencji Forum Ciepłonikó Polskich, s [10] Pieńkoski K.: Możliości obniżenia zapotrzeboania na moc cieplną systemó ciepłoniczych z tytułu realizacji orytetoego podgrzeu ciepłej ody użytkoej ęzłach cieplnych, Materiały 5 Konferencji Forum Ciepłonikó Polskich, s. 165 [11] Wasileski W.: Wymiaroanie nietypoych ęzłó cieplnych, Materiały 6 Krajoej Konferencji Modernizacja Miejskich Systemó Ciepłoniczych Polsce [12] Szaroski A., Łatoski L.: Ciepłonicto, WNT 2006 [13] Minieicz M.: Prognozoanie obciążenia cieplnego systemu ciepłoniczego z ykorzystaniem sztucznych sieci neuronoych, COW 8/2006 Kredyt na termomodernizację budynku Termomodernizacja służy zmniejszeniu zużycia energii budynkach, a tym samym obniżeniu kosztó jego eksploatacji. Na przeproadzenie prac termomodernizacyjnych można zaciągnąć kredyt, który jest objęty pomocą państa. Polega na udzieleniu premii, która jest ypłana po zrealizoaniu inestycji. Wynosi 25% ykorzystanego kredytu. Pieniędzmi na ten cel dysponuje Bank Gospodarsta Krajoego. Kredyt z premią przysługuje na: ocieplenie ścian, stropodachó, stropu pinic, modernizację systemu grzeczego, ymianę okien i drzi. Kredyt mogą otrzymać spólnoty mieszkanioe, spółdzielnie, toarzysta budonicta społecznego, jednostki samorządu terytorialnego, deeloperzy, łaściciele domó jednorodzinnych. Warunkiem formalnym ubiegania się o premię jest przedstaienie audytu energetycznego, który poinien zaierać: dane dotyczące budynku, ocenę stanu technicznego budynku instalacji centralnego ogrzeania i ciepłej ody oraz kotłoni, jeśli się nim znajdzie, opis możliych ariantó realizacji planoanej inestycji. Ważne przepisy ustaa z 18 grudnia 1998 r. o spieraniu przedsięzięć termomodernizacyjnych (Dz.U. z 2000 r. nr 48, poz. 550) rozporząrzenie ministra infrastruktury z r. spraie szczegółoego zakresu i formy audytu energetycznego (Dz.U. z 2002 r. nr 12, poz. 114) rozporządzenie ministra infrastruktury z 15 stycznia 2002 r. spraie eryfikacji audytu energetycznego (Dz.U. z 2002 r. nr 12, poz. 115) rozporządzenie ministra finansó z 27 grudnia 2001 r. spraie ysokości ynagrodzenia proizyjnego pobieranego przez Bank Gospodarsta Krajoego z tytułu przyznania premii termomodernizacyjnej (Dz.U. z 2001 r. nr 156, poz. 1823) 18