Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w trzydziestu sześciu miastach Ukrainy w sezonie grzewczym 2010/2011 r.

Transkrypt

1 Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w trzydziestu sześciu miastach Ukrainy w sezonie grzewczym / Józef Dopke Słowa kluczowe: temperatura, średnia dzienna temperatura, średnia miesięczna temperatura, stopniodni grzania, liczba stopniodni grzania, temperatura bazowa, sezon grzewczy, zużycie energii, ogrzewanie, gaz ziemny Streszczenie Omówiono średnie miesięczne temperatury powietrza w sezonie grzewczym dla trzydziestu sześciu miast Ukrainy. Podano miesięczną liczbę stopniodni grzania dla temperatury bazowej 15 dla tych miast w sezonie grzewczym / Dokonano analizy różnicy w zużyciu energii na ogrzewanie budynków dla sezonu grzewczego / dla 36 miast Ukrainy. Średnie miesięczne temperatury powietrza w sezonie grzewczym / Analizie poddano trzynaście miast Ukrainy w tym siedem największych aglomeracji miejskich (Kijów, Charków,, Odessa, Donieck, Zaporoże i Lwów), wśród których znajdują się stolice trzech najbardziej zaludnionych obwodów Ukrainy (Doniecki 4,6229 mln ludności, i 3,4 mln ludności i Charkowski 2,8 mln ludności). Pozostałe miasta wybrano z pośród największych aglomeracji miejskich znajdujących się na obrzeżu terytorium Ukrainy (Sumy, Sarny, Równe, Lwów, Iwano-Frankowsk, Winnica) oraz stolicę Autonomicznej Republiki Krymskiej Symferopol. Ze średnich dobowych temperatur powietrza [1] obliczono średnią miesięczną temperaturę powietrza. Z pośród 13 analizowanych miast Ukrainy (tabela 1) najniższa średnia mie- Tabela 1. Lokalizacja geograficzna miejsca pomiarów meteorologicznych analizowanych trzynastu miast Ukrainy [1] Miasto Numer stacji meteorologicznej Szerokość geograficzna Długość geograficzna Wysokość nad poziomem morza (m) Sumy o 51'00''N 034 o 40'01''E 181 Charków o 58'01''N 036 o 07'58''E 155 Winnica o 13'58''N 028 o 36'00''E 298 Równe o 34'58''N 026 o 07'58''E 231 Sarny o 16'58''N 026 o 37'01''E 156 Lwów o 49'01N 023 o 56'59''E o 36'00''n 034 o 58'01''E 143 Kijów o 23'59''N 030 o 34'01''E 167 Zaporoże o 47'59''n 035 o 01'01''E 112 Iwano-Frankowsk o 52'58''N 024 o 40'58''E 287 Donieck o 04'01''N 037 o 43'58''E 247 Odessa o 25'58''N 030 o 46'01''E 42 Symferopol o 40'58''N 034 o 07'58''E 181

2 sięczna temperatura powietrza najczęściej występowała w Sumach (październik oraz styczeń, luty, marzec i kwiecień ) (tabela 2). Najwyższa średnia miesięczna temperatura powietrza najczęściej występowała w Symferopolu (od września do marca ). Tabela 2. Średnia miesięczna temperatura powietrza w miesiącach sezonu grzewczego / obliczona ze średnich dobowych temperatur [1] dla trzynastu wybranych miast Ukrainy Miasto Średnia temperatura powietrza Sumy 14,06 4,91 6,52-3,17-6,91-9,61-1,93 7,92 16,48 Charków 15,73 5,96 7,87-0,97-6,67-8,53-0,27 8,62 17,84 Winnica 13,65 5,30 7,51-4,77-3,08-6,06 0,60 9,09 15,26 Równe 13,01 5,32 6,56-4,13-2,81-6,06 0,83 9,67 15,48 Sarny 12,81 5,43 6,01-4,55-2,29-5,04 1,42 9,42 14,76 Lwów 12,37 5,61 7,02-3,72-1,57-3,96 1,90 10,10 13,88 16,86 6,44 8,73 0,01-5,85-7,35-0,40 9,09 17,71 Kijów 14,61 6,25 7,82-3,83-2,33-6,25 1,30 10,06 16,64 Zaporoże 17,63 6,83 9,14 0,92-5,50-6,93 0,70 9,30 17,67 Iwano-Frankowsk 13,16 5,83 7,54-3,74-1,92-2,39 2,76 10,48 15,23 Donieck 17,30 6,22 8,49 0,57-6,39-8,39-0,70 8,51 17,01 Odessa 17,28 8,85 11,23 1,29-0,90-2,79 3,02 9,82 16,48 Symferopol 18,61 9,19 12,47 6,11-0,56-1,71 3,14 8,53 14,81 t min 12,37 4,91 6,01-4,77-6,91-9,61-1,93 7,92 13,88 t śred 15,16 6,32 8,22-1,54-3,60-5,77 0,95 9,28 16,10 t max 18,61 9,19 12,47 6,11-0,56-1,71 3,14 10,48 17,84

3 8 7 Średnia temperatura powietrza w sezonie grzewczym ( ) Sumy Winnica Równe Sarny Charków Lwów Donieck Kijów Iwano-Frankowsk Zaporoże Odessa Symferopol Rys. 1. Średnia temperatura powietrza w sezonie grzewczym / dla trzynastu wybranych miast Ukrainy Liczba stopniodni grzania w sezonie grzewczym / Od sezonu grzewczego 2006/2007 każdy następny jest chłodniejszy. To oziębienie klimatyczne trwające już cztery sezony grzewcze powoduje, że rośnie liczba stopniodni grzania (tabela 3), od której liniowo jest zależne zużycie energii (paliw) na ogrzewanie budynków. Miesięczną liczbę stopniodni grzania Sd(15 ) obliczono z definicji [2] ze średnich dobowych temperatur powietrza t śr (i) [1]: Sd(t b )= n [ tb tśr ( i)]... dla.. tśr ( i) tb i= 1 (1) 0... dla.. t ( i) > t śr b Uśrednioną rzeczywistą temperaturę bazową t b dla obszaru dostaw gazu ziemnego można wyznaczyć z zależności między zużyciem gazu przez odbiorców komunalnych a temperaturą zewnętrzną powietrza. Dla obszaru obsługiwania Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa S. A. [3] wynosiła ona 18,5 w 1987 i 15,2 w 1998 Duże osiedla domów wielopiętrowych ocieplonych styropianem o grubości 100 mm i ogrzewanych osiedlowymi ciepłowniami rozpoczynają ogrzewanie przy średniej temperaturze dobowej t b =15. Dalej założono temperaturę bazową 15, przy której rozpoczynano ogrzewanie mieszkań w Polsce a także na Ukrainie.

4 Obliczone miesięczne liczby stopniodni grzania Sd(15 ) podano w tabeli 3. Z pośród analizowanych trzynastu miast najcieplejszymi o najmniejszej liczbie stopniodni grzania Sd(15 ) (rys. 2) w sezonie grzewczym / miastami były: Symferopol (2111 dni), Odessa (2291 dni), Iwano-Frankowsk (2736 dni) i Zaporoże (2768 dni). Najzimniejszymi miastami były: Sumy (3319 dni), Charków (3037 dni), Winnica (3026 dni), Równe (3020 dni), Sarny (2991 dni), Donieck (2957 dni), Lwów (2872 dni), (2867 dni) i Kijów (2856 dni) Dla trzynastu analizowanych miast średnia arytmetyczna liczba stopniodni grzania wynosiła 2835 dni. Miastem o liczbie Sd(15 ) najbardziej zbliżonej do średniej był w sezonie grzewczym / Kijów (2856 dni). Tabela 3. Miesięczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) dla temperatury bazowej 15 w miesiącach sezonu grzewczego / obliczona z definicji (1) dla trzynastu wybranych miast Ukrainy Miasto Miesięczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) dni dni dni dni dni dni dni dni dni Sumy Charków Winnica Równe Sarny Lwów Kijów Zaporoże Iwano-Frankowsk Donieck Odessa Symferopol min średnia 39,6 269,5 204,9 512,7 576,5 581,8 433,5 176,1 40,0 max Obliczanie stałej k we wzorze Hitchin a dla trzynastu miast Ukrainy Nie zawsze dane są średnie dobowe temperatury powietrza, aby można obliczyć liczbę stopniodni grzania z definicji. Najczęściej dostępne są średnie miesięczne temperatury powietrza. Ze średniej miesięcznej temperatury powietrza można obliczyć miesięczną liczbę stopniodni grzania dla wybranej temperatury bazowej wg wzoru Hitchin a [2]: tb tśr Sd( tb) = L (2) 1 exp[ k( t t )] b śr gdzie: t b założona temperatura bazowa; t śr średnia miesięczna temperatura; k stała, przyjmowana k=0,71 dla Wielkiej Brytanii; L liczba dni w miesiącu.

5 2,5 k = (3) σ gdzie: σ odchylenie standardowe średniej dobowej temperatury w analizowanym miesiącu. Aby poprawnie obliczyć miesięczną liczbę stopniodni grzania z wzoru Hitchin a należy z meteorologicznych danych historycznych oszacować najlepszą wartość stałej k, która najdokładniej szacuje stopniodni grzania Sd(t b ). W Wielkiej Brytanii przyjmuje się wartość stałej k we wzorze Hitchin a od 0,66 dla Heathrow i Birmingham, 0,7 dla Manchester, 0,74 dla Glasgow, 0,78 dla Cardiff i średnio 0,71 dla całego terytorium. Dla polskich miast [4, 5] średnia wartość stałej k dla wielolecia wynosi: 0,793 dla Łodzi, 0,821 dla Warszawy, 0,912 dla Gdańska, 0,825 dla Wrocławia, 0,787 dla Rzeszowa-Jasionka, 0,825 dla Białegostoku, 0,85 dla Szczecina, 0,812 dla Krakowa, 0,756 dla Krosna i 0,843 dla Olsztyna. Średnia dla tych dziesięciu miast Polski w wieloleciu wynosi 0,822. Z obliczonych wartości estymatora odchylenia standardowego średniej dobowej temperatury dla każdego miesiąca obliczono wartość stałej k=2,5/σ (tabela 4). W ostatniej kolumnie tabeli 4 podano wartość średnią stałej w analizowanym sezonie grzewczym dla analizowanych miast a w ostatnim wierszu wartość średnią stałej k dla analizowanych miast dla dziewięciu miesięcy sezonu grzewczego / [6]. Wartość średnia stałej k dla trzynastu wybranych miast Ukrainy w sezonie grzewczym / wynosi 0,683. Tabela 4. Wartości stałej k=2,5/σ dla dziewięciu miesięcy sezonu grzewczego / oraz wartości średnie miesięczne i roczne dla wybranych miast Ukrainy Miasto Stała k we wzorze Hitchin'a k śred. 0,783 1,104 0,675 0,527 0,646 0,461 0,6 0,546 0,641 0,665 Donieck 0,656 0,976 0,752 0,558 0,647 0,429 0,556 0,592 0,788 0,662 Charków 0,789 1,273 0,612 0,533 0,714 0,38 0,561 0,599 0,689 0,683 Winnica 1,002 1,275 0,512 0,56 0,658 0,459 0,447 0,623 0,544 0,676 Iwano- 1,43 1,264 0,492 0,601 0,574 0,501 0,427 0,759 0,501 0,728 Frankowsk Równe 1,209 1,138 0,459 0,548 0,62 0,45 0,442 0,603 0,467 0,66 Sumy 0,826 1,124 0,535 0,535 0,728 0,378 0,524 0,523 0,675 0,65 Sarny 1,213 1,145 0,481 0,542 0,633 0,458 0,502 0,735 0,528 0,693 Lwów 1,325 1,078 0,501 0,5 0,556 0,548 0,49 0,67 0,51 0,686 Kijów 1,042 1,274 0,507 0,514 0,72 0,427 0,569 0,573 0,515 0,682 Zaporoże 0,785 0,964 0,685 0,521 0,567 0,454 0,593 0,594 0,684 0,65 Odessa 1,13 0,968 0,77 0,493 0,511 0,595 0,55 0,729 0,638 0,709 Symferopol 1,132 0,724 0,767 0,515 0,654 0,62 0,538 0,908 0,711 0,73 k śred. 1,025 1,101 0,596 0,534 0,633 0,474 0,523 0,650 0,607 0,683 W tabeli 5 podano średnie miesięczne temperatury 33 miast Ukrainy, dla których [1] nie podano średnich dobowych temperatur powietrza. Obliczenie z tych danych liczby stopniodni grzania możliwe jest tylko przy użyciu wzoru Hitchin a. W tabeli 6 i na rys. 2 podano obliczone przy pomocy wzoru Hitchin a liczby stopniodni grzania dla założonej wartości stałej k=0,683.

6 Tabela 5. Średnia miesięczna temperatura powietrza [1] w miesiącach sezonu grzewczego / dla trzydziestu trzech wybranych miast Ukrainy Miasto Nr stacji meteorologicznej Wysokość npm m Średnia temperatura miesięczna ( ) Włodzimierz ,2 5,3 6,6-4,2-1,6-4,3 1, ,3 4,46 Wołyński Owrucz ,7 5,1 6-5,7-2,5-6,3 0,4 9,3 14,6 3,84 Sumy ,1 4,9 6,7-3,6-6,9-9,5-1,9 8 16,5 3,14 Równe ,6 4,9 6,4-4,8-2,9-6,1-0,5 9,3 14,9 3,76 Szepietówka ,9 5,2 6,6-4,5-2,7-5,7 0,7 9,1 15,01 4,07 Kijów ,9 6,3 7,8-4,2-2,4-6,1-1,5 10,2 16,7 4,63 Łubnie ,01 5,9 8,1-3,3-5,1-7,5 0,3 9,3 17,1 4,42 Lwów ,3 5,6 7-3,7-1,5-4 1, ,8 4,59 Tarnopol ,3 4,9 6,5-5 -2,5-4,9 0,5 9,1 14,3 3,91 Chmielnicki ,9 5,1 7-4,8-2,8-5,4 0,7 9,1 15,1 4,10 Połtawa ,5 5,6 8,4-2,3-6,1-8,2 0,1 8,9 17,3 4,36 średnia Iwano ,5 5,2 6,9-4,3-2,4-2,9 1,6 9,4 14 4,44 Frankowsk Winnica ,7 5,3 7, ,9 0,6 9,2 15,2 4,19 Humań ,5 5,9 8,8-3,8-3,1-5,2 1,4 9,5 15,7 4,86 Użhorod ,2 7,3 8,4-0,8-0,7-2,2 5,5 12,3 16,3 6,70 Czerniowce ,7 6,1 7,8-4,5-2,5-2,8 2,3 9,8 15,5 5,04 Kirowgrad ,5 6,3 9-2,4-4,5-6,1 1,2 9,1 16,9 5,00 Lubacziwka ,4 6,7 9,5-2,9-3 -4,7 2 9,6 19,4 5,78 Wożniesiensk ,9 10,7-0,5-2,6-3,9 2,8 10,7 17,4 6,61 Krzywy Róg ,4 6,6 9,2-0,8-4,5-6,1 1,4 9,2 16,8 5,36 Odessa ,9 9,7 11,9 1,6-0,2-2,2 3,2 9,7 16,3 7,54 Izmail ,9 9,3 11,5 0,3-1,6-1,8 4,3 9,7 16,3 7,32 Cherson ,8 7,9 10,5 1,8-2,8-3,8 2,4 9,7 16,8 6,70 Askania Nowa ,8 7,8 9,7 2-2,7-3,4 2,3 9,1 16 6,51 Symferopol ,7 9,2 12,3 5,5-0,5-1,7 3,1 8,5 14,8 7,77 Charków ,8 6 7,9-1,6-7 -8,9-0,5 8,5 17,8 4, ,9 6,5 8,8-0,5-5,7-7,3 0,4 9,2 17,7 5,11 Donieck ,3 6,2 8,5 0-6,4-8,4-0,7 8,4 16,9 4,64 Ługańsk ,4 6,7 8,7 1,2-6,3-8,4-0,3 8,7 17,3 5,00 Pryshyb ,8 7,1 9 1,2-4,6-5,9 1,2 9,1 16,6 5,72 Mariumpol ,4 8 9,1 1,6-3,7-5,4 1,1 8,8 16,7 6,07 Izium ,4 6 8,4-0,2-7,4-9,1-0,4 8,6 17 4,26 Ai-Petri ,4 4,7 9 2,4-3,4-4,3 0,2 2,7 9,6 3,81

7 Tabela 6. Miesięczna oraz skumulowana w sezonie grzewczym liczba stopniodni grzania Sd(15 ) obliczona ze średniej miesięcznej temperatury powietrza [1] ze wzoru Hitchin a (k=0,683) dla trzydziestu trzech miast Ukrainy w sezonie grzewczym / Miasto Nr stacji meteorologicznej Wysokość npm m Liczba stopniodni grzania ( dzień) / Włodzimierz Wołyński Owrucz Sumy Równe Szepietówka Kijów Łubnie Lwów Tarnopol Chmielnicki Połtawa Iwano Frankowsk Winnica Humań Użhorod Czerniowce Kirowgrad Lubacziwka Wożniesiensk Krzywy Róg Odessa Izmail Cherson Askania Nowa Symferopol Charków Donieck Ługańsk Pryshyb Mariumpol Izium Ai-Petri

8 3500 Liczba stopniodni grzania w sezonie grzewczym Sd(15 ) ( dzień) Sumy Równe Owrucz Charków Tarnopol Ai-Petri Izium Charków Szepietówka Chmielnicki Połtawa Winnica Łubnie Sarny Donieck Kijów Iwano-Frankowsk Włodzimierz Wołyński Ługańsk Lwów Humań Kirowgrad Czerniowce Zaporoże Krzywy Róg Lubacziwka Pryshyb Mariumpol Askania Nowa Wożniesiensk Cherson Użhorod Izmail Odessa Symferopol Rys. 2. Skumulowana liczba stopniodni grzania Sd(15 ) w sezonie grzewczym / dla 33 miast [tabela 6] i trzech miast Sarny, Charków, Zaporoże [tabela 3] obliczona ze średnich miesięcznych temperatur powietrza ze wzoru Hitchin a dla stałej k=0,683 Miesięczną liczbę stopniodni grzania (tabeli 7), obliczoną z wzoru Hitchin a dla wartości stałej k=0,683 ze średnich miesięcznych temperatur powietrza analizowanego miesiąca (tabela 2), porównano z wartościami poprawnymi (tabela 3) obliczonymi z wzoru definicyjnego dla trzynastu miast, dla których znane są średnie dobowe temperatury powietrza. W tabeli 8 podano błąd względny oszacowania liczby stopniodni grzania Sd(15 ) obliczony z wzoru: o o Sd(15 C) k Sd(15 C) = o Sd(15 C) pop pop 100% e (4) gdzie: Sd(15 ) k liczba stopniodni grzania dla ustalonej wartości stałej k=0,683, Sd(15 ) pop poprawna liczba stopniodni grzania obliczona z wzoru definicyjnego. Największe różnice występują dla najmniejszych wartości miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(t b ) a więc najcieplejszych miesięcy sezonu grzewczego września, kwietnia i maja oraz dla najcieplejszych miast. Błąd względny oszacowania Sd(15 ) dla września w przypadku Symferopola wynosi 906,9%, ponieważ wartość oszacowana wynosi Sd(15 ) k =10,069 dni a poprawna Sd(15 ) pop =1 dni a błąd bezwzględny Sd(15 ) k - Sd(15 ) pop =9 dni. Ten błąd oszacowania Sd(15 ) k dla września nie ma istotnego znaczenia dla dokładności oszacowania skumulowanej liczby stopniodni grzania w sezonie grzew-

9 czym. Poprawna liczba stopniodni grzania obliczona z wzoru definicyjnego dla Symferopola wynosi Sd(15 ) pop =2111 dni a oszacowana z wzoru Hitchina dla k=0,683 Sd(15 ) k równa się 2124 dni (zaokrąglona do liczby całkowitej, dokładna wartość wynosi 2123,779 dni). Stąd błąd oszacowania wynosi 0,61%. Tabela 7. Miesięczna oraz skumulowana w sezonie grzewczym liczba stopniodni grzania Sd(15 ) obliczona ze średniej miesięcznej temperatury powietrza [tabela 2] ze wzoru Hitchin a (k=0,683) dla trzynastu wybranych miast Ukrainy w sezonie grzewczym / Tabela 8. Błąd względny (4) oszacowania miesięcznej i skumulowanej w sezonie grzewczym / liczby stopniodni grzania Sd(15 ) obliczonej z wzoru Hitchin a dla k=0,683 Liczba stopniodni grzania ( dzień) z wzoru Hitchin'a Miasto / Sumy 59, , , , , , , ,188 25, Charków 33, , , , , , , ,884 14, Winnica 67, , , , , , , ,402 40, Równe 80, , , , , , , ,209 37, Sarny 84, , , , , , , ,103 47, Lwów 94, , , , , , , ,363 62, , , , , , , , ,487 15, Kijów 50, , , , , , , ,456 23, Zaporoże 15, , , , , , , ,642 15, Iwano- 77, , , , , , , ,083 40, Frankowsk Donieck 18, , , , , , , ,041 20, Odessa 18, , , , , , , ,136 25, Symferopol 10, ,668 92, , , , , ,467 46, Błąd względny w % Miasto / Sumy 10,23 0,03 0,43 0,04 0,04 0,00-0,02-0,84-2,18 0,14 Charków 16,83 0,32 0,77 0,02-0,02-0,03 0,05-3,06-4,73 0,02 Winnica 16,04 0,00 0,43-0,05 0,07-0,04 0,10 1,35-26,97-0,06 Równe 21,82 0,17 0,43-0,02 0,04-0,05 0,07-1,08-39,09-0,31 Sarny 19,35 0,04 0,10 0,00-0,02 0,04-0,02 3,70-25,47 0,13 Lwów 18,16 0,20 0,22 0,05-0,08-0,04 0,06 0,90-20,38 0,03 20,99 0,11 1,41-0,04 0,03-0,03 5,37-3,48-15,94 0,75 Kijów 35,36 0,37 0,04-0,05 0,02 0,02-0,08-2,88-25,52 0,04 Zaporoże 12,10 0,53 1,22-0,11-0,06 0,00 0,09-2,43 2,90 0,03 Iwano- 30,88 0,33 0,04 0,00-0,10 0,00 0,13 4,47-32,30 0,22 Frankowsk Donieck -17,70 0,36 1,34 0,05 0,00-0,03-0,06-1,97 36,26 0,03 Odessa 204,74 0,88 5,60-0,02 0,00 0,00 0,14 1,35-20,65 0,72 Symferopol 906,90-0,18 2,63 0,13 0,06-0,02-0,05 1,27-2,43 0,61

10 Liczba stopniodni grzania Sd(15 ) w sezonie grzewczym ( dzień) Sumy Charków Winnica Równe Sarny Lwów z definicji z wzoru Hitchin'a dla k=0,683 Kijów Zaporoże Iwano-Frankowsk Donieck Odessa Symferopol Rys. 3. Skumulowana liczba stopniodni grzania Sd(15 ) w sezonie grzewczym / obliczona z definicji ze średnich dobowych temperatur powietrza [tabela 3] oraz ze średnich miesięcznych temperatur powietrza ze wzoru Hitchin a dla stałej k=0,683 [tabela 7] dla 13 miast Ukrainy Błąd względny (4) oszacowania skumulowanej liczby stopniodni grzania Sd(15 ) w sezonie grzewczym / wynosi: -0,31% dla Równego, -0,06% dla Winnicy, 0,25% dla Charkowa, 0,13% dla Sarn, 0,03% dla Lwowa, Zaporoża i Doniecka, 0,04% dla Kijowa, 0,14% dla Sum, 0,22% dla Iwano-Frankowska, 0,61% dla Symferopolu, 0,72% dla Odessy i 0,75% dla a. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków trzydziestu sześciu miast Ukrainy Zużycie energii w domach mieszkalnych i budynkach użyteczności publicznej można przedstawić w postaci modelu [2]: E = a + b Sd(t b ) + e (5) gdzie: E - zużycie energii, a, b - współczynniki, Sd(t b ) - funkcja liczby stopniodni w zależności od t b, t b - bazowa temperatura zewnętrzna, powyżej której praca systemu grzewczego nie jest wymagana, e błąd metody. Przedstawiona zależność dotyczy wszystkich paliw stosowanych w domach mieszkalnych i budynkach użyteczności publicznej. Wielkość a określa stałe zużycie energii na grzanie wody, przygotowanie posiłków, suszenie odzieży i bielizny. Wielkość b Sd(t b ) jest zmiennym zużyciem energii na ogrzewanie budynków zależnym od przebiegu pogody.

11 Jeżeli w identycznym budynku w Iwano-Frankowsku o Sd(15 )=2736 dni zużyto na ogrzewanie w sezonie grzewczym / 1 jednostkę energii, to w Sumach o Sd(15 )=3319 dni zużycie energii na ogrzewanie wyniosło 3319 dni/2736 dni=1,213 jednostki energii, to jest o 21,3% więcej. Jeżeli jako miasto odniesienia przyjmiemy najcieplejszy Symferopol, to zużycie energii na ogrzewanie w sezonie grzewczym / tego samego budynku będzie większe o: 54,9% w najzimniejszych Sumach, 45,5% w Równem, 44,5% w Owruczu, 43,8% w Charkowie, 43,1% w Tarnopolu, 43,1% Ai-Petri, 42,2% w Izium, 41,7% w Szepietówce, 41,4% w Połtawie, 41,4% w Chmielnickim, 40,7% w Winnicy, 40,1% w Łubniach, 38,9% w Doniecku, 37,1% w Kijowie, 36,3% w Iwano-Frankowsku, 36,2% w Włodzimierzu Wołyńskim, 34,9% w Ługańsku, 33,6% w u, 33,2% w Humaniu, 33% w Kirowgradzie, 32,2% we Lwowie, 30,3% w Czerniowcach, 29,1% w Krzywym Rogu, 26,1% w Lubacziwce, 25,6% w Pryshyb, 22% w Mariumpolu, 15,3% w Askanii Nowej, 14,9% w Wożniesieńsku, 13,8% w Chersoniu, 10,6% w Użhorodzie, 5,9% w Izmail, 3,1% w Odessie niż w Symferopolu (rys. 4). Różnica w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w sezonie grzewczym / (%) Sumy Równe Owrucz Charków Tarnopol Ai-Petri Izium Szepietówka Połtawa Chmielnicki Winnica Łubnie Donieck Kijów Iwano-Frankowsk Włodzimierz Wołyński Ługańsk Lwów Humań Kirowgrad Czerniowce Krzywy Róg Lubacziwka Pryshyb Mariumpol Askania Nowa Wożniesiensk Cherson Użhorod Izmail Odessa Symferopol Rys. 4. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w sezonie grzewczym / w stosunku do najcieplejszego analizowanego miasta Symferopolu. Zmienne zużycie gazu ziemnego wysokometanowego na ogrzewanie domu wolnostojącego o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 w wybranych miastach Ukrainy Przedmiotem analizy było mieszkanie w budynku wolnostojącym wykonanym w tradycyjnej technologii. Powierzchnia ogrzewana mieszkania wynosiła 100 m 2. Mieszkanie ogrzewane jest dwufunkcyjnym kotłem i wyposażone jest w kuchnię gazową pięciopalnikową. Mieszkanie zamieszkują trzy osoby. Sterownik temperatury wewnętrznej ustawiony był na temperaturę 21. Zużycie stałe gazu E obliczono jako średnią arytmetyczną z zużycia w czerwcu, lipcu i sierpniu. Wynosiło ono 54 m 3 /miesiąc, 648 m 3 /rok i 216 m 3 /(rok osobę). Zu-

12 życie gazu na gotowanie wynosiło 40 m 3 /(rok osobę) a na podgrzewanie wody użytkowej 176 m 3 /(rok osobę). Zużycie gazu na ogrzewanie wody użytkowej wynosiło: m 3 /(rok osobę) w Niemczech, 167 m 3 /(rok osobę) w nowych domach w Finlandii, 174 m 3 /(rok osobę) w Holandii, 189 m 3 /(rok osobę) w USA w 2003 i 194 m 3 /(rok osobę) w USA w 2004, 209 m 3 /(rok osobę) w prowincji Quebec w Kanadzie i 247 m 3 /(rok osobę) w Kanadzie dla budynków wybudowanych w 1994 Z zależności miesięcznego zużycia gazu ziemnego wysokometanowego od liczby stopniodni grzania dla analizowanego mieszkania w budynku wolnostojącym (6): E=54 m 3 + 0,5758 m 3 /( dzień) Sd(15 ) (6) obliczono miesięczne zmienne zużycie gazu ziemnego wysokometanowego w przypadku gdyby ten dom zlokalizowany był w Sumach, Równem, Kijowie, Iwano-Frankowsku, Askanii Nowej, Użhorodzie i Symferopolu (tabela 9). Miesięczną liczbę stopniodni grzania dla Sum, Iwano-Frankowska i Symferopola obliczono z definicji (tabela 3). Dla pozostałych miast Sd(15 ) obliczono z wzoru Hitchin a dla k=0,683 (tabela 6). Obliczenia przeprowadzono dla okresu od 1 września do 31 maja Zmienne zużycie gazu w miesiącach czerwiec, lipiec i sierpień jest równe zeru, ponieważ w tych miesiącach nie ogrzewa się mieszkań. Z miesięcznego zmiennego zużycia gazu obliczono zmienne zużycie gazu w sezonie grzewczym / (tabela 9, rys. 5) Miesięczne zużycie gazu ziemnego E (m 3 ) y = 0,5758x + 54 R 2 = 0, Miesięczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) ( dzień) Rys. 4. Zależność E=54+0,5758 Sd(t b ) miesięcznego zużycia gazu ziemnego wysokometanowego od miesięcznej liczby stopniodni grzania Sd(15 ) w okresie od czerwca 2009 do 31 marca dla mieszkania w domu wolnostojącym o powierzchni ogrzewanej 100 m 2, z kotłem dwufunkcyjnym i kuchnią gazową pięciopalnikową

13 Tabela 9. Zmienne zużycie gazu ziemnego wysokometanowego na ogrzewanie domu wolnostojącego o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 z dwufunkcyjnym kotłem gazowym (rys. 4) w wybranych miastach Ukrainy Zużycie zmienne gazu ziemnego na ogrzewanie budynku (m 3 ) Miesiąc Sumy Równe Kijów Iwano- Askania Użhorod Symferopol Frankowsk Nowa ,1 51,2 25,9 34,0 8,6 32,8 0, ,2 180,2 155,5 163,5 129,6 138,2 105, ,3 149,1 125,5 129,6 93,9 115,2 51, ,2 353,5 342,6 334,5 232,0 282,1 158, ,0 319,6 310,4 302,3 316,1 280,4 277, ,7 340,3 340,3 280,4 296,5 277,5 269, ,3 277,0 294,8 218,2 226,9 169,9 211, ,4 100,8 86,4 78,3 103,6 55,3 111, ,0 25,9 13,2 34,5 17,8 15,5 27,6 / 1911,1 1797,6 1694,6 1575,4 1425,1 1366,9 1215,5 Różnica w zużyciu gazu na ogrzewanie analizowanego domu o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 między najzimniejszymi Sumami a najcieplejszym Symferopolem wynosi 695,6 m 3. Na ogrzewanie budynku w Sumach w sezonie grzewczym / zużyto o 57,2% więcej gazu ziemnego niż w Symferopolu. 450,0 400, Zmienne zużycie gazu ziemnego na ogrzewanie (m 3 ) 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Sumy Równe Kijów Iwano-Frankowsk Askania Nowa Użhorod Symferopol Tabela 5. Zmienne zużycie gazu ziemnego wysokometanowego na ogrzewanie domu wolnostojącego o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 z dwufunkcyjnym kotłem gazowym (rys. 4) w wybranych miastach Ukrainy

14 Obliczono również całkowite miesięczne zużycie gazu ziemnego (6) w sezonie grzewczym / (tabela 10). Tabela 10. Całkowite zużycie gazu ziemnego wysokometanowego na ogrzewanie domu wolnostojącego o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 z dwufunkcyjnym kotłem gazowym (rys. 4) oraz ze stałym miesięcznym zużyciem gazu 54 m 3 w wybranych miastach Ukrainy Całkowite zużycie gazu ziemnego E (m 3 ) Miesiąc Sumy Równe Kijów Iwano- Askania Użhorod Symferopol Frankowsk Nowa ,1 105,2 79,9 88,0 62,6 86,8 54, ,2 234,2 209,5 217,5 183,6 192,2 159, ,3 203,1 179,5 183,6 147,9 169,2 105, ,2 407,5 396,6 388,5 286,0 336,1 212, ,0 373,6 364,4 356,3 370,1 334,4 331, ,7 394,3 394,3 334,4 350,5 331,5 323, ,3 331,0 348,8 272,2 280,9 223,9 265, ,4 154,8 140,4 132,3 157,6 109,3 165, ,0 79,9 67,2 88,5 71,8 69,5 81,6 / 2397,1 2283,6 2180,6 2061,4 1911,1 1852,9 1701,5 Różnica w całkowitym zużyciu gazu ziemnego w analizowanym domu o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 między najzimniejszymi Sumami a najcieplejszym Symferopolem wynosi 695,6 m 3. Całkowite zużycie gazu w budynku w Sumach w sezonie grzewczym / było większe o 40,9% niż w Symferopolu. Wnioski W Wielkiej Brytanii przyjmuje się wartość stałej k we wzorze Hitchin a średnio 0,71 dla całego terytorium. Dla dziesięciu największych miast Polski [4, 5] średnia wartość stałej k dla wielolecia wynosi 0,822. Wartość średnia stałej k dla trzynastu wybranych miast Ukrainy w sezonie grzewczym / wynosi 0,683. Oszacowana skumulowana liczba stopniodni grzania Sd(15 ) w sezonie grzewczym / dla 36 miast Ukrainy, podana w tabeli 6 nie jest obarczona większym błędem niż ten oszacowany dla wybranych trzynastu miast, ponieważ reprezentują one najcieplejsze i najzimniejsze miasta Ukrainy. Zużycie gazu ziemnego na ogrzewanie analizowanego domu o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 wynosiło w sezonie grzewczym /: 1911,1 m 3 w Sumach, 1748,7 m 3 w Charkowie, 1742,4 m 3 w Winnicy, 1738,9 m 3 w Równem, 1722,2 m 3 w Sarnach, 1702,6 m 3 w Doniecku, 1653,7 m 3 we Lwowie, 1650,8 m 3 w u, 1644,5 m 3 w Kijowie, 1593,8 m 3 w Zaporożu, 1575,4 m 3 w Iwano-Frankowsku, 1319,2 m 3 w Odessie i 1215,5 m 3 w Symferopolu. Różnica w zużyciu gazu na ogrzewanie analizowanego domu o powierzchni ogrzewanej 100 m 2 między najzimniejszymi Sumami a najcieplejszym Symferopolem wynosi 695,6 m 3. Na ogrzewanie budynku w Sumach w sezonie grzewczym / zużyto o 57,2% więcej gazu ziemnego niż w Symferopolu. Literatura [1] Ogimet. [2] Degree-days: theory and application TM41:2006. The Chartered Institution of Building Services Engineers 222 Balham High Road, London SW129BS.

15 [3] M. Błaziak, M. Reszczyńska. Magazyn Polski Gaz i Nafta PGNiG S. A [4]. Dopke J: Dobór stałej we wzorze Hitchin a przy obliczaniu liczby stopniodni grzania dla Łodzi [5]. Dopke J.; Zużycie energii na ogrzewanie budynków w ostatnich sezonach grzewczych w Gdańsku [6]. Dopke J.: Obczislennja kilkosti graduso-dniv obigrivannja dlja Lvova The Counting the Number of Heating Degree Days for the City of Lviv. EKOinform nr 6 (266). All rights reserved. This work may not be translated or copied in whole or in part without the written permission of the publisher (Józef Dopke, jozefdopke@wp.pl), except for brief excerpts in connection with reviews or scholary analysis. Use in connection with any form of information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed is forbidden. Józef Dopke jozefdopke@wp.pl