-
13
2. Wzory i formuy obliczeniowe2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln
ze wzgldu na potrzeby c.o.
5 czerwca 2006 zostaa zatwierdzona norma PN-EN 12831:2006, bdca
tumaczeniem normy euro-pejskiej EN 12831:2003. Nowa norma wprowadza
wiele zmian w stosunku do dotychczasowych metodobliczania
zapotrzebowania na ciepo do ogrzewania budynkw (PN-B-03406 z 1994
r.).
2.1.1. Metoda oblicze zapotrzebowania na moc cieplnwedug PN-EN
12831:2006 [36]
Norma PN-EN 12831:2006 podaje sposb obliczania obcienia
cieplnego: poszczeglnych pomieszcze (przestrzeni ogrzewanych) w
celu doboru grzejnikw, caego budynku lub jego czci w celu doboru
rda ciepa.
Metoda zawarta w normie moe by stosowana do budynkw o wysokoci
pomieszcze ograni-czonej do 5 m, po zaoeniu, e s one ogrzewane w
warunkach projektowych do osignicia stanuustalonego.
W zaczniku informacyjnym (nienormatywnym) zamieszczono
instrukcje obliczania projektowychstrat ciepa w przypadkach
szczeglnych: pomieszczenia o duej wysokoci (powyej 5 m), budynki o
znacznej rnicy midzy temperatur powietrza i redni temperatur
promieniowania.
Norma podaje metod uproszczon, ktra moe by stosowana do budynkw
mieszkalnych, w ktrychkrotno wymiany powietrza, o rnicy cinienia
midzy wntrzem a otoczeniem budynku rwnej 50 Pa,n50 jest nisza od 3
h1.
Cakowita projektowa strata ciepa przestrzeni ogrzewanejJest to
ilo ciepa przenikajca z budynku do rodowiska zewntrznego w
jednostce czasu, w okre-
lonych warunkach projektowych.W normie PN-EN 12831 podano wzr do
obliczania cakowitej projektowej straty ciepa przestrzeni
ogrzewanej w podstawowych przypadkach:
, , , Wi T i V i = + (2.1)
gdzie: T,i projektowa strata ciepa ogrzewanej przestrzeni i
przez przenikanie, W,V,i projektowa wentylacyjna strata ciepa
ogrzewanej przestrzeni i, W.
Rnica polega na tym, e w nowym wzorze nie wystpuj dodatki do
strat ciepa przez przenikanie.W nowej normie nie uwzgldnia si wpywu
przegrd chodzcych po zaoeniu, e budynek jest do-brze zaizolowany.
Natomiast jeli tak nie jest, naley zastosowa metod dla budynkw o
znacznejrnicy midzy temperatur powietrza i redni temperatur
promieniowania (przypadek szczeglny).
Projektowe obcienie cieplne przestrzeni ogrzewanejJest to
wymagany strumie ciepa umoliwiajcy osigniecie okrelonych warunkw
projektowych.W projektowym obcieniu cieplnym przestrzeni ogrzewanej
uwzgldnia si dodatkowo nadwyk
mocy cieplnej, wymagan do skompensowania skutkw osabienia
ogrzewania:
-
14 2. Wzory i formuy obliczeniowe
, , , ,, WHL i T i V i RH i = + + (2.2)
gdzie: RH,i nadwyka mocy cieplnej wymagana do skompensowania
skutkw osabienia ogrzewa-nia strefy ogrzewanej i, W.
Projektowe obcienie cieplne budynku lub jego czciProjektowe
obcienie cieplne dla caego budynku (lub jego czci) oblicza si
analogicznie,
w nastpujcy sposb:, , ,
, WHL T i V i RH i = + + (2.3)gdzie: T,i suma strat ciepa przez
przenikanie wszystkich przestrzeni ogrzewanych budynku z wy-
czeniem ciepa wymienianego wewntrz budynku, W,V,i wentylacyjne
straty ciepa wszystkich przestrzeni ogrzewanych z wyczeniem
ciepa
wymienianego wewntrz budynku, W,RH,i suma nadwyek mocy cieplnej
wszystkich przestrzeni ogrzewanych wymaganych do
skompensowania skutkw osabienia ogrzewania, W.Zapotrzebowanie na
ciepo do podgrzania powietrza wentylacyjnego i infiltrujcego oraz
prze-pywajcego z jednej przestrzeni ogrzewanej do drugiej.
Wartoci temperaturyW normie wystpuje okrelenie projektowy
zamiast dotychczasowego sowa obliczeniowy.Przyjmuje si, e
temperatura wewntrzna, stosowana do obliczania strat ciepa przez
przenikanie,
to temperatura operacyjna, a nie temperatura powietrza.
Temperatura operacyjna oznacza redni aryt-metyczn z wartoci
temperatury powietrza wewntrznego i redniej temperatury
promieniowania.
Strefy klimatycznePodzia Polski na strefy klimatyczne pokazano
na rysunku 7. Podzia wedug PN-EN 12831 odpo-
wiada dokadnie dotychczasowemu podziaowi wedug normy
PN-82/B-02403. Podzia na strefy klima-tyczne podany jest w zaczniku
krajowym do normy na obliczanie obcienia cieplnego.
Projektowa temperatura zewntrznaWartoci projektowej temperatury
zewntrznej zamieszczono w tabeli 6. Projektowa temperatura
zewntrzna wedug PN-EN 12831 odpowiada obliczeniowej temperaturze
powietrza na zewntrz bu-dynku zgodnie z PN-82/B-02403. Zmiany
dotycz jedynie uywanego terminu oraz zamieszczenia war-toci
temperatury w zaczniku krajowym do normy na obliczanie obcienia
cieplnego, a nie w osob-nej normie.
rednia roczna temperatura zewntrznaZacznik krajowym do normy
PN-EN 12831 podaje rwnie wartoci redniej rocznej temperatury
zewntrznej (tabela 6). Wartoci te nie byy podane w normie
PN-82/B-02403, gdy nie byy potrzebnedo obliczania zapotrzebowania
na ciepo wedug normy PN-B-03406:1994. Obecnie s one wykorzy-
Tabela 6. Projektowa temperatura zewntrzna i rednia roczna
temperatura zewntrznaStrefa klimatyczna Projektowa temperatura
zewntrzna, C rednia roczna temperatura zewntrzna, C
I 16 7,7II 18 7,9III 20 7,6IV 22 6,9V 24 5,5
-
15
stywane do obliczania strat ciepa do gruntu oraz strat ciepa
przez przenikanie do przylegych pomie-szcze.
Projektowa temperatura wewntrznaNorma PN-EN 12831 podaje wartoci
projektowej temperatury wewntrznej (tabela 7). Wczeniej
wartoci temperatury obliczeniowej w pomieszczeniach podane byy w
normie PN-82/B-02402,a nastpnie w rozporzdzeniu Ministra
infrastruktury [20]. Norma PN-EN 12831 w zasadzie przytaczatabel z
rozporzdzenia jedynie z drobnymi zmianami. Natomiast w stosunku do
normy PN-82/B-02402zmiana polega na obnieniu temperatury w
pomieszczeniach przeznaczonych do pobytu ludzi bez odziey(np.
azienki, gabinety lekarskie) z 25 C do 24 C oraz rezygnacji z
najwyszej temperatury 32 C.
Projektowa strata ciepa przez przenikanieProjektow strat ciepa
przestrzeni ogrzewanej i przez przenikanie oblicza si wedug
zalenoci:
, , , , , int,( ) ( ), WT i T ie T iue T ig T ij j eH H H H = +
+ + (2.4)gdzie: HT, ie wspczynnik straty ciepa przez przenikanie z
przestrzeni ogrzewanej i do otoczenia e
przez obudow budynku, W/K,HT, iue wspczynnik straty ciepa przez
przenikanie z przestrzeni ogrzewane i do otoczenia e
przez przestrze nieogrzewan u, W/K,HT, ig wspczynnik straty
ciepa przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej i do gruntu g
w warunkach ustalonych, W/K,
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
Rys. 7. Podzia terytorium Polski na strefy klimatyczne, wedug
[35 ]
-
16 2. Wzory i formuy obliczeniowe
HT,ij wspczynnik straty ciepa przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej i do ssiedniejprzestrzeni j ogrzewanej do znaczco rnej
temperatury, tzn. przylegej przestrzeniogrzewanej w tej samej czci
budynku lub w przylegej czci budynku, W/K,
int,i projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni ogrzewanej i,
C,e projektowa temperatura zewntrzna, C.
Wedug nowej metody najpierw oblicza si wspczynniki projektowych
strat ciepa, a dopiero pniejmnoy si ich sum przez rnic temperatury
wewntrznej i zewntrznej.
Warto wspczynnika straty ciepa przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej i na zewntrz e HT,iezaley od wymiarw i cech
charakterystycznych elementw budynku oddzielajcych przestrze
ogrze-wan od rodowiska zewntrznego, takich jak ciany, podogi,
stropy, drzwi i okna. Wedug normyPN-EN 12831:2006 uwzgldnia si
rwnie liniowe mostki cieplne:
,, W/KT ie k k k l l lH A U e l e= + (2.5)
Tabela 7. Projektowa temperatura wewntrzna wedug PN-EN 12831
Przeznaczenie lub sposb wykorzystania pomieszcze Przykady
pomieszcze int, C Nieprzeznaczone na pobyt ludzi, magazyny bez
staej obsugi, garae 5 Przemysowe podczas dziaania ogrzewania
dyurnego indywidualne, hale postojowe (bez
(jeli pozwalaj na to wzgldy technologiczne) remontw),
akumulatornie, maszynowniei szyby dwigw osobowych
Nie wystpuj zyski ciepa, a jednorazowy pobyt klatki schodowe w
budynkach 8ludzi znajdujcych si w ruchu i okryciach zewntrznych
mieszkalnych, hale sprarek,nie przekracza 1 h, pompownie, kunie,
hartownie,
Wystpuj zyski ciepa od urzdze technologicznych, wydziay obrbki
cieplnejowietlenia itp., przekraczajce 25 W na 1 m3
kubaturypomieszczenia
Nie wystpuj zyski ciepa, przeznaczone do staego magazyny i skady
wymagajce staej 12pobytu ludzi, znajdujcych si w okryciach
zewntrznych lub obsugi, hole wejciowe, poczekalniewykonujcych prac
fizyczn o wydatku energetycznym przy salach widowiskowych bez
szatni,powyej 300 W, kocioy,
Wystpuj zyski ciepa od urzdze technologicznych, hale pracy
fizycznej o wydatkuowietlenia itp., wynoszce od 10 do 25 W na 1 m3
kubatury energetycznym powyej 300 W,pomieszczenia hale formierni,
maszynownie chodni,
adownie akumulatorw, hale targowe,sklepy rybne i misne
Nie wystpuj zyski ciepa, przeznaczone na pobyt sale widowiskowe
bez szatni, ustpy 16ludzi: a) w okryciach zewntrznych w pozycji
siedzcej i stojcej, publiczne, szatnie okry zewntrznych,b) bez okry
zewntrznych znajdujcych si w ruchu lub pomieszczeniahale
produkcyjne, salewykonujcych prac fizyczn o wydatku energetycznym
do 300 W, gimnastyczne, kuchnie indywidualne
Wystpuj zyski ciepa od urzdze technologicznych, wyposaone w
paleniska wgloweowietlenia itp., nieprzekraczajce 10 W na 1 m3
kubatury
Przeznaczone na stay pobyt ludzi bez okry zewntrznych, pokoje
mieszkalne, przedpokoje, kuchnie 20niewykonujcych w sposb cigy
pracy fizycznej indywidualne wyposaone w paleniska
Kotownie i wzy cieplne gazowe lub elektryczne, pokoje
biurowe,sale posiedze, muzea i galerie sztukiz szatniami,
audytoria
Przeznaczone do rozbierania azienki, rozbieralnie szatnie,
umywalnie, 24 Przeznaczone na pobyt ludzi bez odziey natryskownie,
hale pywalni, gabinety
lekarskie z rozbieraniem pacjentw, saleniemowlt i sale dziecice
w obkach,sale operacyjne
-
17
gdzie: Ak powierzchnia elementu budynku k, m2,Uk wspczynnik
przenikania ciepa przegrody k, W/(m2K),l wspczynnik przenikania
ciepa liniowego mostka cieplnego l, W/(mK),ll dugo liniowego mostka
cieplnego l midzy przestrzeni wewntrzn a zewntrzn,
m,ek, el wspczynniki korekcyjne ze wzgldu na orientacj, z
uwzgldnieniem wpyww kli-
matu, takich jak rne izolacje, absorpcja wilgoci przez elementy
budynku, prdkowiatru i temperatura powietrza, w przypadku gdy wpywy
te nie zostay wczeniej uwzgl-dnione podczas okrelania wartoci
wspczynnika Uk (EN ISO 6946).
Wspczynnik przenikania ciepa Uk naley oblicza wedug: normy EN
ISO 6946 dla elementw nieprzezroczystych, normy EN ISO 10077-1 dla
drzwi i okien, na podstawie zalece podanych w europejskich
aprobatach technicznych.
Wspczynnik przenikania ciepa liniowego mostka cieplnego l
powinien by okrelony wedugnormy EN ISO 10211-2 (obliczenia
numeryczne) lub w sposb przybliony z wykorzystaniem
wartocistabelaryzowanych podanych w normie EN ISO 14683. Wartoci
ujte w tabelach, podane w normie ENISO 14683, przeznaczone s do
oblicze wykonywanych w odniesieniu do caego budynku, a nie me-tod
pomieszczenie po pomieszczeniu. Podzia wartoci pomidzy
pomieszczenia norma pozostawiado uznania projektanta
instalacji.
W obliczeniach nie uwzgldnia si nieliniowych mostkw
cieplnych.Orientacyjne wartoci wspczynnikw korekcyjnych podane s w
zaczniku krajowym do normy
12831:2006:ek = 1,0, el = 1
W zwizku z tym rwnanie (2.5) w praktyce upraszcza si do
nastpujcej postaci:
,, W/KT ie k k l lH A U l= + (2.6)
Uproszczona metoda w odniesieniu do strat ciepa przez
przenikanieW obliczeniach strat ciepa przez przenikanie mona
uwzgldni mostki cieplne metod uproszczo-
n. Polega ona na przyjciu skorygowanej wartoci wspczynnika
przenikania ciepa:Ukc = Uk + Utb , W/(m2K) (2.7)
gdzie: Ukc skorygowany wspczynnik przenikania ciepa elementu
budynku k, z uwzgldnieniemliniowych mostkw cieplnych, W/(m2K),
Uk wspczynnik przenikania ciepa elementu budynku k, W/(m2K),Utb
wspczynnik korekcyjny w zalenoci od typu elementu budynku,
W/(m2K).
Orientacyjne wartoci wspczynnika Utb podane s w tabelach 810.
Pojcie elementu budynkuprzecinajcego i nieprzecinajcego izolacj
pokazano na rysunku 8. Zalet uproszczonej metodyuwzgldniania mostkw
cieplnych jest bezsprzecznie jej prostota stosowania. Natomiast wad
jest to,e obliczone straty ciepa mog w niektrych przypadkach by
zawyone.
Straty ciepa przez przestrze nieogrzewanNorma PN-EN 12831:2006
wprowadza nowy sposb okrelania strat ciepa w przypadku
przestrzeni
nieogrzewanej, przylegej do przestrzeni ogrzewanej. Do tej pory
obliczenia wykonywao si podobniejak w przypadku przenikania
bezporednio do przestrzeni zewntrznej, przyjmujc obliczeniow
tem-peratur w przestrzeni przylegej wedug normy PN-82/B-02403.
Model przyjty w nowej normie roz-patruje wymian ciepa midzy
przestrzeni ogrzewan i i otoczeniem e przez przestrze nieogrzewa-n
u. Wspczynnik projektowej straty ciepa oblicza si w tym przypadku w
sposb nastpujcy:
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
-
18 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Tabela 8. Wspczynnik korekcyjny dla pionowych elementw budynku
UtbLiczba stropw Liczba przecinanych cian Utb, dotyczy pionowych
elementw budynku,
przecinajcych izolacj W/(m2K)kubatura kubatura
przestrzeni 100 m3 przestrzeni > 100 m3
0 0 0,05 01 0,10 02 0,15 0,05
1 0 0,20 0,101 0,25 0,152 0,30 0,20
2 0 0,25 0,151 0,30 0,202 0,35 0,25
Tabela 10. Wspczynnik korekcyjny Utb dla otworw [19]Powierzchnia
elementu budynku, m2 Utb , W/(m2K)
02 0,50>24 0,40>49 0,30
>920 0,20>20 0,10
Tabela 9. Wspczynnik korekcyjny Utb dla poziomych elementw
budynku [19]Element budynku Utb poziomych elementw
budynku, W/(m2K)Lekka podoga (drewno, metal itd.) 0Cika podoga
(beton itd.) Liczba bokw bdcych w kontakcie 1 0,05
ze rodowiskiem zewntrznym 2 0,103 0,154 0,20
Rys. 8. Element budynku przecinajcy i nieprzecinajcy izolacj
-
19
,, W/KT iue k k u l l u
k lH A U b l b= + (2.8)
gdzie: Ak powierzchnia elementu budynku k, m2,Uk wspczynnik
przenikania ciepa przegrody k, W/(m2K),bu wspczynnik redukcji
temperatury, uwzgldniajcy rnic midzy temperatur prze-
strzeni nieogrzewanej i projektow temperatur zewntrzn,l
wspczynnik przenikania ciepa liniowego mostka cieplnego l,
W/(mK),ll dugo liniowego mostka cieplnego l midzy przestrzeni
wewntrzn a zewntrzn, m.
Wspczynnik bu moe by okrelony w jeden z nastpujcych sposobw: 1.
Jeli temperatura przestrzeni nieogrzewanej jest znana:
int,
int,
i uu
i eb
=
(2.9)
gdzie: int,i projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni
ogrzewanej i, C,u projektowa temperatura przestrzeni nieogrzewanej,
C,e projektowa temperatura zewntrzna, C.
2. Jeli temperatura przestrzeni nieogrzewanej nie jest znana,
to
ueu
ui ue
HbH H
=
+ (2.10)
gdzie: Hiu wspczynnik strat ciepa z przestrzeni ogrzewanej i do
przylegej przestrzeni nieogrze-wanej u, z uwzgldnieniem: strat
ciepa przez przenikanie (z przestrzeni ogrzewanej do przestrzeni
nieogrzewanej), wentylacyjnych strat ciepa (strumie powietrza midzy
przestrzeni ogrzewan i nie-
ogrzewan),Hue wspczynnik strat ciepa z przestrzeni nieogrzewanej
u do otoczenia e, z uwzgldnie-
niem: strat ciepa przez przenikanie (do otoczenia i do gruntu),
wentylacyjnych strat ciepa (midzy przestrzeni nieogrzewan a
otoczeniem).
W uproszczeniu wartoci wspczynnika redukcji temperatury mona
przyjmowa wartoci orienta-cyjne wedug tabeli 11.
Wspczynnik redukcji temperatury bu uwzgldnia fakt, e temperatura
przestrzeni nieogrzewanejw warunkach projektowych moe by wysza od
temperatury zewntrznej, a wanie przez rnictemperatury wewntrznej i
zewntrznej mnoy si pniej wspczynnik projektowej straty ciepa
rwnanie.
Straty ciepa do gruntuStrumie strat ciepa do gruntu moe by
obliczony wedug normy EN ISO 13370 [13]:
w sposb szczegowy, w sposb uproszczony, zamieszczony w normie
PN-EN 12831:2006.
Sposb uproszczony polega na wykorzystywaniu tabel i wykresw,
sporzdzonych dla wybranychprzypadkw. Norma PN-EN 12831:2006 podaje
rwnie uproszczony sposb oblicze dla podziemianieogrzewanego i
podogi podniesionej z wykorzystaniem wspczynnika redukcji
temperatury bu.
Wspczynnik straty ciepa przez przenikanie do gruntuWedug normy
PN-EN 12831:2006 wspczynnik straty ciepa przez przenikanie z
przestrzeni ogrze-
wanej i do gruntu g w warunkach ustalonych oblicza si w
nastpujcy sposb:
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
-
20 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Tabela 11. Wspczynnik redukcji temperatury bu [19]Przestrze
nieogrzewana bu
Pomieszczenietylko z 1 cian zewntrzn 0,4z przynajmniej 2 cianami
zewntrznymi bez drzwi zewntrznych 0,5z przynajmniej 2 cianami
zewntrznymi z drzwiami zewntrznymi (np. hale, garae) 0,6z trzema
cianami zewntrznymi (np. zewntrzna klatka schodowa) 0,8
Podziemie*bez okien/drzwi zewntrznych 0,5z oknami/drzwiami
zewntrznymi 0,8
Poddaszeprzestrze poddasza silnie wentylowana (np. pokrycie
dachu z dachwek lub innych materiawtworzcych pokrycie niecige) bez
deskowania pokrytego pap lub pyt czonych brzegami 1,0inne
nieizolowane dachy 0,9izolowany dach 0,7
Wewntrzne przestrzenie komunikacyjne(bez zewntrznych cian,
krotno wymiany powietrza mniejsza ni 0,5 h1) 0
Swobodnie wentylowane przestrzenie komunikacyjne(powierzchnia
otworw/kubatura powierzchni > 0,005 m2/m3) 1,0
Przestrze podpodogowa(podoga nad przestrzeni nieprzechodni)
0,8
Przejcia lub bramy przelotowe nieogrzewane, obustronnie zamknite
0,9* Pomieszczenie moe by uwaane za usytuowane w podziemiu, jeli
wicej ni 70% powierzchni cian zewntrznych
styka si z gruntem.
, 1 2 equiv, , W/KT ig g g k k wk
H f f A U G = (2.11)gdzie: fg1 wspczynnik korekcyjny,
uwzgldniajcy wpyw rocznych waha temperatury zewn-
trznej (zgodnie z zacznikiem krajowym do normy PN-EN 12831:2006
warto orien-tacyjna wynosi 1,45),
fg2 wspczynnik redukcji temperatury, uwzgldniajcy rnic midzy
redni roczn tem-peratur zewntrzn i projektow temperatur
zewntrzn,
Ak powierzchnia elementu budynku k stykajca si z gruntem,
m2,Uequiv,k rwnowany wspczynnik przenikania ciepa elementu budynku
k, W/(m2K),Gw wspczynnik uwzgldniajcy wpyw wody gruntowej.
Wspczynnik redukcji temperatury wynosi:
int, ,2
int,
i m eg
i ef
=
(2.12)
gdzie: int,i projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni
ogrzewanej i, C,m,e roczna rednia temperatura zewntrzna, C,e
projektowa temperatura zewntrzna, C.
Woda gruntowa ma najczciej pomijalny wpyw na przepyw ciepa w
gruncie, chyba e wystpujena maej gbokoci i jej strumie jest duy.
Wspczynnik uwzgldniajcy wpyw wody gruntowej Gwoblicza si w jeden z
nastpujcych sposobw:
-
21
w sposb szczegowy wedug zacznika H do normy PN-EN ISO 13370:2001
na podstawie wartoci orientacyjnych, podanych w zaczniku krajowym
do normy PN-EN
12831:2006.Zacznik krajowy do normy PN-EN 12831:2006 podaje dwie
wartoci orientacyjne wspczynnika
Gw: Gw = 1,15, jeli odlego midzy zaoonym poziomem wody gruntowej
i pyt podogi jest mniej-
sza ni 1 m, Gw = 1,00 w pozostaych przypadkach.
Wymiar charakterystyczny podogi Kluczowym pojciem w okrelaniu
strat ciepa przez podog do gruntu jest wymiar charaktery-
styczny podogi B', okrelony rwnaniem:
12
, mABP
= (2.13)
gdzie: A pole powierzchni podogi, m2,P obwd podogi (uwzgldniajcy
tylko ciany zewntrzne), m.
W obwodzie podogi P uwzgldnia si dugo cakowit cian zewntrznych,
oddzielajcych ogrze-wany budynek od otoczenia zewntrznego lub
nieogrzewanej przestrzeni, lecej poza izolowan obu-dow budynku (np.
dobudowane garae, pomieszczenia gospodarcze itp.).
Wymiar charakterystyczny podogi B' zdefiniowany jest w normie
PN-EN ISO 13370:2001 w odnie-sieniu do caego budynku. Natomiast
zgodnie z norm PN-EN 12831:2006 wymiar ten dla poszczegl-nych
pomieszcze powinien by okrelany w jeden z nastpujcych sposobw: dla
pomieszcze bez cian zewntrznych stosuje si warto B' obliczon dla
caego budynku, dla wszystkich pomieszcze z dobrze izolowan podog
(Upodogi < 0,5 W/(m2K)) rwnie stosuje
si warto B' obliczon dla caego budynku, dla pozostaych
pomieszcze (pomieszczenia ze cianami zewntrznymi oraz jednoczenie
ze sabo
izolowan podog) warto B' naley oblicza oddzielnie dla kadego
pomieszczenia.Naley zwrci uwag, e wzoru (2.13) nie da si zastosowa
do pomieszcze bez cian zewntrz-
nych, gdy obwd P wynosi wwczas zero (zgodnie z tym stosuje si
wtedy warto obliczon dlacaego budynku).
Rwnowany wspczynnik przenikania ciepaWartoci rwnowanego
wspczynnika przenikania ciepa podg i cian stykajcych si z
gruntem
mona odczyta z wykresw (rys. 912) lub tabel 1215. Naley zwrci
uwag, e tabele i wykresyzostay opracowane tylko dla wybranych
przypadkw.
Straty ciepa midzy przestrzeniami ogrzewanymi do rnych wartoci
temperaturyWspczynnik HT,ij obejmuje ciepo przekazywane przez
przenikanie z przestrzeni ogrzewanej i do
ssiedniej przestrzeni j ogrzewanej do znaczco innej temperatury.
Przestrzeni ssiedni moe byprzylege pomieszczenie w tym samym
mieszkaniu (np. azienka), pomieszczenie nalece do innejczci budynku
(np. innego mieszkania) lub pomieszczenie nalece do przylegego
budynku, ktremoe by nieogrzewane. Wspczynnik HT,ij oblicza si w
nastpujcy sposb:
,, W/KT ij ij k k
kH f A U= (2.14)
gdzie: fij wspczynnik redukcyjny temperatury, uwzgldniajcy rnic
temperatury przylegej prze-strzeni i projektowej temperatury
zewntrznej,
Ak powierzchnia elementu budynku k, m2,Uk wspczynnik przenikania
ciepa przegrody k, W/(m2K).
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
-
22 2. Wzory i formuy obliczeniowe
W przypadku strat ciepa midzy przestrzeniami ogrzewanymi do
rnych wartoci temperaturynie uwzgldnia si mostkw cieplnych.
Wspczynnik redukcyjny temperatury okrelony jest nastpujcym
rwnaniem:
int, przyleglejprzestrzeni
int,
iij
i ef
=
(2.15)
gdzie: int,i projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni
ogrzewanej i, C,przylegej przestrzeni projektowa temperatura
przestrzeni przylegej, C,e projektowa temperatura zewntrzna, C.
Wartoci orientacyjne temperatury przylegych przestrzeni
ogrzewanych podano w tabeli 16, przyczym m,e roczna rednia
temperatura zewntrzna, C.
Rys. 9. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa podogi na poziomie
terenu [19]
Tabela 12. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa podogi
Warto B', Uequiv,bf (dla z = 0 metrw) W/(m2K)m bez izolacji
Upodogi Upodogi Upodogi Upodogi
= 2,0 W/(m2K) = 1,0 W/(m2K) = 0,5 W/(m2K) = 0,25 W/(m2K)
2 1,30 0,77 0,55 0,33 0,17
4 0,88 0,59 0,45 0,30 0,17
6 0,68 0,48 0,38 0,27 0,17
8 0,55 0,41 0,33 0,25 0,16
10 0,47 0,36 0,30 0,23 0,15
12 0,41 0,32 0,27 0,21 0,14
14 0,37 0,29 0,24 0,19 0,14
16 0,33 0,26 0,22 0,18 0,13
18 0,31 0,24 0,21 0,17 0,12
20 0,28 0,22 0,19 0,16 0,12
-
23
Nowa norma wprowadza znaczne zmiany w zakresie przyjmowanej
temperatury w ssiednich po-mieszczeniach. Do tej pory, jeli
rozpatrywano cian pomidzy dwoma pokojami mieszkalnymi, tow obu
pokojach przyjmowano temperatur +20 C. W zwizku z tym rnica
temperatury wynosia0 K, a straty ciepa 0 W. Takie podejcie byo
uzasadnione w czasie, kiedy w praktyce nie wystpowaamoliwo
indywidualnej regulacji temperatury wewntrznej. Jednak ten sposb
oblicze nie jest juadekwatny, biorc pod uwag obecny stan prawny
(obowizek zapewnienia indywidualnej regulacji)i faktyczny sposb
uytkowania lokali.
Czsto zdarza si, e mieszkania przez krtsze lub dusze okresy nie
s uywane (zwaszcza naterenach atrakcyjnych wypoczynkowo). Wtedy,
szczeglnie w przypadku indywidualnego rozliczaniakosztw ogrzewania,
temperatura w mieszkaniu jest obniona w stosunku do temperatury
projektowej.
Rys. 10. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa podogi
ogrzewanego podziemiaz pyt podogi pooon 1,5 m poniej poziomu terenu
[19]
Tabela 13. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa podogi
ogrzewanego podziemia z pyt podogipooon 1,5 m poniej poziomu terenu
[19]
Warto B', m Uequiv,bf (dla z = 0 metrw) W/(m2K)bez izolacji
Upodogi Upodogi Upodogi Upodogi
= 2,0 W/(m2K) = 1,0 W/(m2K) = 0,5 W/(m2K) = 0,25 W/(m2K)
2 0,86 0,58 0,44 0,28 0,16
4 0,64 0,48 0,38 0,26 0,16
6 0,52 0,40 0,33 0,25 0,15
8 0,44 0,35 0,29 0,23 0,15
10 0,38 0,31 0,26 0,21 0,14
12 0,34 0,28 0,24 0,19 0,14
14 0,30 0,25 0,22 0,18 0,13
16 0,28 0,23 0,20 0,17 0,12
18 0,25 0,22 0,19 0,16 0,12
20 0,24 0,20 0,18 0,15 0,11
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
-
24 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Rys. 11. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa podogi
ogrzewanego podziemiaz pyt podogi pooon 3,0 m poniej poziomu terenu
[19]
Tabela 14. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa podogi
ogrzewanego podziemia z pyt podogipooon 3,0 m poniej poziomu terenu
[19]
Warto B', m Uequiv,bf (dla z = 0 metrw) W/(m2K)bez izolacji
Upodogi Upodogi Upodogi Upodogi
= 2,0 W/(m2K) = 1,0 W/(m2K) = 0,5 W/(m2K) = 0,25 W/(m2K)
2 0,63 0,46 0,35 0,24 0,14
4 0,51 0,40 0,33 0,24 0,14
6 0,43 0,35 0,29 0,22 0,14
8 0,37 0,31 0,26 0,21 0,14
10 0,32 0,27 0,24 0,19 0,13
12 0,29 0,25 0,22 0,18 0,13
14 0,26 0,23 0,20 0,17 0,12
16 0,24 0,21 0,19 0,16 0,12
18 0,22 0,20 0,18 0,15 0,11
20 0,21 0,18 0,16 0,14 0,11
Dlatego w praktyce czsto pojawia si rnica temperatury po obu
stronach przegrody budowlanej.Poniewa ciany wewntrzne najczciej nie
s izolowane cieplnie, nawet przy stosunkowo maej r-nicy temperatury
mog wic wystpi znaczne straty ciepa.
Wskazane jest zatem izolowanie cieplne rwnie przegrd
wewntrznych, oddzielajcych pomie-szczenia ogrzewane, jeli
pomieszczenia te nale do oddzielnych jednostek budynku (np. mieszka
lublokali uytkowych). Izolacj tak warto wykonywa z materiau, ktry
oprcz izolacyjnoci cieplnej mawaciwoci izolacji akustycznej.
Wedug nowej normy temperatur w ssiednim pomieszczeniu naley
przyjmowa tylko zgodniez przeznaczeniem, jeli pomieszczenie to
naley do tej samej jednostki budynku (np. do mieszkania).Natomiast
jeli pomieszczenie naley do innej jednostki, to do obliczania
straty ciepa przyjmuje siredni arytmetyczn z projektowej
temperatury wewntrznej i rocznej redniej temperatury zewntrz-
-
25
Rys. 12. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa ciany ogrzewanego
podziemia [19]
Tabela 15. Rwnowany wspczynnik przenikania ciepa ciany
ogrzewanego podziemia [19]
Warto B', m Uequiv,bf (dla z = 0 metrw) W/(m2K)bez izolacji
Upodogi Upodogi Upodogi Upodogi
= 2,0 W/(m2K) = 1,0 W/(m2K) = 0,5 W/(m2K) = 0,25 W/(m2K)
2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
4 0,50 0,44 0,39 0,35 0,32
6 0,75 0,63 0,54 0,48 0,43
8 1,00 0,81 0,68 0,59 0,53
10 1,25 0,98 0,81 0,69 0,61
12 1,50 1,14 0,92 0,78 0,68
14 1,75 1,28 1,02 0,85 0,74
16 2,00 1,42 1,11 0,92 0,79
18 2,25 1,55 1,19 0,98 0,84
20 2,50 1,67 1,27 1,04 0,88
Tabela 16. Temperatura przylegych przestrzeni ogrzewanych [19]
Ciepo przekazywane z przestrzeni ogrzewanej i do: przylegej
przestrzeni, CPrzylegego pomieszczenia w tej samej jednostce
budynku (np. w mieszkaniu) powinna by okrelona na podstawie
przeznaczenia pomieszczenia
Ssiedniego pomieszczenia, nalecego do innej jednostki
budynku(np. do innego mieszkania)
Ssiedniego pomieszczenia, nalecego do oddzielnego
budynku(ogrzewanego lub nieogrzewanego) m,e
int, ,
2i m e +
nej. Z kolei, jeeli ssiednie pomieszczenie naley do oddzielnego
budynku (budynku przylegego),przyjmuje si roczn redni temperatur
zewntrzn.
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
-
26 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Abstrahujc w tym miejscu od oceny dokadnoci takiej metody
oblicze, nie mona nie przyzna,e metoda ta umoliwia w doborze
grzejnikw przynajmniej w sposb przybliony uwzgldniaryzyko
wystpienia obnionej temperatury wewntrznej w ssiednich jednostkach
budynku.
Naley rwnie zwrci uwag, e opisane straty ciepa uwzgldnia si w
obliczeniach obcieniacieplnego poszczeglnych pomieszcze w celu
doboru grzejnikw, natomiast nie uwzgldnia si ichpodczas okrelania
obcienia cieplnego caego budynku w celu doboru rda ciepa. W skali
caegobudynku, jeli cz pomieszcze bdzie ogrzewana w sposb osabiony,
to uzyskana w ten sposbnadwyka mocy pozwoli na pokrycie zwikszonego
zapotrzebowania na ciepo w pomieszczeniachssiednich.
Obliczanie projektowej wentylacyjnej straty ciepa w przypadku
wentylacji naturalnejW normie PN-EN 12831 [19] zamiast
dotychczasowego pojcia zapotrzebowanie na ciepo do we-
ntylacji wystpuje projektowa wentylacyjna strata
ciepa.Dotychczasowa norma PN-B-03406:1994 okrelaa zapotrzebowanie
na ciepo do wentylacji na pod-
stawie strumienia powietrza wymaganego ze wzgldw higienicznych.
Natomiast wedug normyPN-EN 12831 naley rwnie okreli strumie
powietrza infiltrujcego i przyj wiksz z tych dwchwartoci.
Projektowa wentylacyjna strata ciepaNorma PN-EN 12831 podaje wzr
do obliczania projektowej wentylacyjnej straty ciepa
przestrzeni
ogrzewanej:
. , int,( ), WV i V i i eH = (2.16)gdzie: HV,i wspczynnik
projektowej wentylacyjnej straty ciepa, W/K,
int,i projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni ogrzewanej i,
C,e projektowa temperatura zewntrzna, C.
Wspczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepaJak wynika z
rwnania (2.16) wspczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepa
HV,i odnosi
strat ciepa do rnicy temperatury wewntrznej i zewntrznej.
Wspczynnik ten oblicza si w nast-pujcy sposb:
,, W/KV i pH V c= (2.17)
gdzie: iV strumie objtoci powietrza wentylacyjnego przestrzeni
ogrzewanej i, m3/s, gsto powietrza w temperaturze i,int, kg/m3,cp
ciepo waciwe powietrza w temperaturze i,int, J/(kgK).
Dla uproszczenia pomija si zmienno gstoci i ciepa waciwego
powietrza w funkcji temperatu-ry i odnosi strumie powietrza do
jednej godziny, rwnanie (2.17) przyjmuje wwczas nastpujcposta:
,0,34 , W/KV i iH V= (2.18)
gdzie: iV strumie objtoci powietrza wentylacyjnego przestrzeni
ogrzewanej i, m3/h.Sposb okrelania strumienia objtoci powietrza
wentylacyjnego zaley od tego, czy w pomie-
szczeniu znajduje si instalacja wentylacyjna, czy nie. Strumie
objtoci powietrza wentylacyjnegoW przypadku braku instalacji
wentylacyjnej zakada si, e powietrze dopywajce do pomieszcze-
nia charakteryzuje si parametrami powietrza zewntrznego. Za
warto strumienia objtoci powietrzawentylacyjnego naley przyj wiksz
z dwch wartoci:
-
27
warto strumienia powietrza przez infiltracj V, inf,iV ,
minimalna warto strumienia powietrza wentylacyjnego, wymagana ze
wzgldw higienicznych V,
min,iV3
inf, min,max( , ), m /hi i iV V V= (2.19)Dokadn metod okrelania
strumienia objtoci powietrza w budynku podano w PN-EN 13465
[17].
Natomiast norma PN-EN 12831 zawiera zalenoci uproszczone, ktre
przytoczono w dalszej czci. Infiltracja przez obudow budynkuW
normie PN-EN 12831 podano wzr na obliczanie strumienia powietrza
infiltrujcego do przestrze-
ni ogrzewanej i:
3inf, 502 , m /hi i i iV V n e = (2.20)
gdzie: Vi kubatura przestrzeni ogrzewanej i (obliczona na
podstawie wymiarw wewntrznych), m3,n50 krotno wymiany powietrza
wewntrznego, wynikajca z rnicy cinienia 50 Pa midzy
wntrzem a otoczeniem budynku, z uwzgldnieniem wpywu nawiewnikw
powietrza(tab. 17), h1,
ei wspczynnik osonicia (tab. 18),i wspczynnik poprawkowy
uwzgldniajcy wzrost prdkoci wiatru w zalenoci od wyso-
koci pooenia przestrzeni ogrzewanej ponad poziomem terenu (tab.
19).
Tabela 17. Krotno wymiany powietrza dotyczca caego budynku
[19]n50 , h1
Konstrukcja Stopie szczelnoci obudowy budynku (jako uszczelek
okiennych)wysoki (wysoka jako redni (okna z podwjnym niski
(pojedynczo szklone
uszczelek w oknach uszczelnieniem, uszczelki okna, bez
uszczelek)i drzwiach) standardowe)
Domy jednorodzinne 10
Inne mieszkania lub budynki 5
Tabela 18. Wspczynnik osonicia, wedug [19]Wspczynik e
Klasy osonicia Przestrze ogrzewana Przestrze ogrzewana Przestrze
ogrzewanabez osonitych otworw z jednym osonitym otworem z wicej ni
jednymodsonitym otworem
Brak osonicia (budynekw wietrznej przestrzeni,wysokie budynkiw
centrach miast) 0 0,03 0,05
rednie osonicie (budynkina prowincji drzewamilub innymi
budynkamiwok nich, przedmiecia) 0 0,02 0,03Dobrze osonite
(budynkiredniowysokie w centrachmiast, budynki w lasach) 0 0,01
0,02
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
-
28 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Wspczynnik 2 w rwnaniu (2.20) uwzgldnia najgorszy przypadek, w
ktrym cae infiltrujce po-wietrze wpywa do budynku z jednej
strony.
Minimalny strumie objtoci powietrza ze wzgldw
higienicznychMinimalny strumie objtoci powietrza, wymagany ze
wzgldw higienicznych, dopywajcy do
przestrzeni ogrzewanej i moe by okrelony w sposb nastpujcy:3
min, min , m /hi iV n V= (2.21)gdzie: nmin minimalna krotno
wymiany powietrza na godzin (tabela 20), h1,
Vi kubatura przestrzeni ogrzewanej i (obliczona na podstawie
wymiarw wewntrznych),m3.
Tabela 19. Wspczynnik poprawkowy ze wzgldu na wysoko [19]Wysoko
przestrzeni ogrzewanej ponad poziomem terenu Wspczynnik
(wysoko rodka pomieszczenia ponad poziomem terenu), m 010
1,0
>1030 1,2>30 1,5
Tabela 20. Minimalna krotno wymiany powietrza zewntrznego
[19]Typ pomieszczenia nmin
h1
Pomieszczenie mieszkalne (orientacyjnie) 0,5Kuchnia lub azienka
z oknem 0,5Pokj biurowy 1,0Sala konferencyjna, sala lekcyjna
2,0
Krotnoci wymiany powietrza podane w tabeli 20 odniesione s do
wymiarw wewntrznych. Jeliw obliczeniach stosowane s wymiary
zewntrzne, wartoci krotnoci wymiany powietrza podane w tabelinaley
pomnoy przez stosunek midzy kubatur wewntrzn i zewntrzn (w
przyblieniu monaprzyj 0,8).
W przypadku otwartych kominkw naley przyjmowa wiksze wartoci
strumienia powietrza, wy-magane ze wzgldu na proces spalania.
Projektowe obcienie cieplne budynku lub jego czciPodczas
obliczania strumienia powietrza infiltrujcego do poszczeglnych
przestrzeni ogrzewanych
w rwnaniu (2.20) wystpuje wspczynnik 2, uwzgldniajcy najgorszy
przypadek, w ktrym caeinfiltrujce powietrze wpywa do budynku z
jednej strony. Natomiast w przypadku obliczania obcie-nia cieplnego
caego budynku, taka konieczno nie zachodzi, poniewa najgorszy
przypadek nie wy-stpi jednoczenie w pomieszczeniach z obu stron
budynku. Dlatego strumie powietrza infiltrujcegodla budynku okrela
si w nastpujcy sposb:
( ) 3inf, min,max 0,5 , , m /hi i iV V V= (2.22) PrzykadObliczy
warto projektowej wentylacyjnej straty ciepa dla pokoju
mieszkalnego, dla nastpuj-
cych zaoe:
-
29
kubatura: 70 m3, rodzaj budynku: wielorodzinny, stopie
szczelnoci obudowy budynku: redni, klasa osonicia: rednie osonicie,
liczba odsonitych otworw w przestrzeni ogrzewanej: 1, wysoko rodka
pomieszczenia ponad poziomem terenu: 14,5 m, lokalizacja:
Pozna.
Obliczenia wedug PN-EN 12831:2006Kolejno oblicze projektowej
wentylacyjnej straty ciepa wedug PN-EN 12831.Warto n50 przyjto 3,5
h1 (na podstawie tabeli 17).Strumie powietrza infiltrujcego do
przestrzeni ogrzewanej i:
Vinf = 2Vn50e = 2703,50,021,2 = 11,72 m3/h
Minimalny strumie objtoci powietrza, wymagany ze wzgldw
higienicznych:Vmin = 0,570 = 35 m3/h
Strumie objtoci powietrza wentylacyjnego:
( ) 3inf minmax , max(5,88;17,50) 17,50 m /hiV V V= = =
Vmax(Vinf, Vmin) = max (11,72; 35) = 35 m3/h
W omawianym przykadzie minimalny strumie objtoci powietrza,
wymagany ze wzgldw higie-nicznych, przewysza strumie powietrza
infiltrujcego. Dzieje si tak w przypadku wikszoci typo-wych budynkw
o wysokoci do 10 m [2].
Wspczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepa: Hv = 0,34Vi =
0,3435 =11,9 W/K
Projektowa wentylacyjna strata ciepa:v = Hv(int e) = 11,9[20
(18)] = 452 W
Obliczenia wedug PN-B-03406:1994Dla porwnania przedstawiono
obliczenie zapotrzebowania na ciepo do wentylacji wedug
PN-B-03406:1994:
Qw = [0,34(ti te) 9]V = [0,34(20 (18)) 9]70 = 274 W
W tym przypadku warto projektowej wentylacyjnej straty ciepa
wedug nowej normy jest wik-sza ni wedug normy dotychczasowej.
Obliczanie projektowej wentylacyjnej straty ciepa w
przypadku
Jeeli instalacja wentylacyjna nie jest zidentyfikowana,
wentylacyjne straty ciepa okrela si tak,jak w przypadku budynku bez
instalacji wentylacyjnej (z wentylacj naturaln).
Powietrze nawiewane do przestrzeni ogrzewanej przez instalacj
wentylacyjn moe mie rntemperatur. Norma PN-EN 12831 operuje wartoci
strumienia powietrza wentylacyjnego z zaoe-niem, e jego temperatura
jest rwna projektowej temperaturze zewntrznej. Natomiast w
przypadkuwyszej temperatury powietrza warto strumienia jest
odpowiednio redukowana obliczeniowo.
Projektowa wentylacyjna strata ciepaWzr okrelajcy projektow
wentylacyjn strat ciepa jest taki sam jak w przypadku
wentylacji
naturalnej:
2.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
instalacji wentylacyjnej (wentylacja mechaniczna)
-
30 2. Wzory i formuy obliczeniowe
, , int,( ), WV i V i i eH = (2.23)gdzie: HV,i wspczynnik
projektowej wentylacyjnej straty ciepa, W/K,
i,int projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni ogrzewanej i,
C,e projektowa temperatura zewntrzna, C.
Wspczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepaRwnie
wspczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepa oblicza si w
sposb analogiczny do
przypadku wentylacji naturalnej. Wspczynnik ten odnosi strat
ciepa do rnicy temperatury wewn-trznej i zewntrznej.
,, W/KV i i pH V c= (2.24)
gdzie: iV strumie objtoci powietrza wentylacyjnego przestrzeni
ogrzewanej i, m3/s, gsto powietrza w temperaturze i,int, kg/m3,cp
ciepo waciwe powietrza w temperaturze i,int, J/(kgK).
Pomijajc dla uproszczenia zmienno wartoci gstoci i ciepa
waciwego powietrza w funkcjitemperatury i odnoszc strumie powietrza
do jednej godziny, rwnanie (1.25) przyjmuje nastpujcposta:
,
0,34 , W/KV i iH V= (2.25)gdzie: iV strumie objtoci powietrza
wentylacyjnego przestrzeni ogrzewanej i, m3/h.
Strumie objtoci powietrza wentylacyjnegoNorma PN-EN 12831 podaje
nastpujcy sposb obliczania strumienia powietrza wentylacyjnego
strefy ogrzewanej i w przypadku wystpowania instalacji
wentylacyjnej:3
inf, , , mech,inf, , m /hi i su i V i iV V V f V= + +
(2.26)gdzie: inf,iV strumie powietrza infiltrujcego do przestrzeni
ogrzewanej i, m3/h,
,su iV strumie objtoci powietrza doprowadzonego do przestrzeni
ogrzewanej i, m3/h,fV,i wspczynnik redukcji temperatury,
mech,inf, iV nadmiar strumienia objtoci powietrza usuwanego z
przestrzeni ogrzewanej i, m3/h.Obliczony w ten sposb strumie
powietrza mona okreli jako cieplnie rwnowany (w literatu-
rze uywane jest okrelenie termicznie efektywny thermisch
wirksam), tzn. taki, ktrego podgrza-nie od temperatury zewntrznej
do temperatury powietrza wewntrznego wymagaoby takiej samejiloci
ciepa, co podgrzanie rzeczywistych strumieni dla rzeczywistych
wartoci temperatury. Ze wzgl-du na zapotrzebowanie na ciepo,
strumie ten jest traktowany w dalszych obliczeniach, tak jak byby
tostrumie powietrza o temperaturze zewntrznej.
Okrelanie strumienia powietrza infiltrujcego oraz minimalnego
strumienia powietrza ze wzgl-dw higienicznych, zostao ju
omwione.
Wedug normy PN-EN 12831 strumie powietrza wentylacyjnego V nie
powinien by mniejszy odminimalnego strumienia powietrza ze wzgldw
higienicznych. Rozumiejc literalnie zapis w normie,mona doj do
wniosku, e wymaganie to dotyczy strumienia obliczonego wedug
rwnania (2.22).Jednak naley zwrci uwag, e warto uwzgldnia
wspczynnik redukcji temperatury. Dlatego wy-daje si wystarczajce,
aby nie mniejszy ni strumie minimalny by rzeczywisty strumie
powietrzazewntrznego, a nie strumie termicznie rwnowany (patrz
przykad). Odnoszenie wymaga higie-nicznych do strumienia
zredukowanego obliczeniowo (cieplnie rwnowanego), ktry moe by
znacz-
-
312.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
nie mniejszy od rzeczywistego, podwaaoby natomiast m.in. celowo
stosowania odzysku ciepaz powietrza wentylacyjnego.
Strumie powietrza doprowadzonegoJeli instalacja wentylacyjna
jest zidentyfikowana, strumie powietrza infiltrujcego do
przestrzeni
ogrzewanej i okrela si na podstawie projektu
instalacji.Powietrze dostarczane do pomieszczenia ma zazwyczaj
temperatur wysz od projektowej tempe-
ratury zewntrznej. W tym przypadku naley pomnoy strumie
powietrza przez wspczynnik reduk-cji temperatury:
int, ,,
int,
i su iV i
i ef
=
(2.27)
gdzie: int,i projektowa temperatura wewntrzna przestrzeni
ogrzewanej i, C,su,i temperatura powietrza dostarczanego do
przestrzeni ogrzewanej i, C,e projektowa temperatura zewntrzna,
C.
Wspczynnik redukcji temperatury umoliwia przeliczenie strumienia
objtoci powietrza dostar-czanego o danej temperaturze na odpowiedni
strumie powietrza o temperaturze zewntrznej, ktregopodgrzanie do
temperatury powietrza wewntrznego wymaga takiej samej iloci
ciepa.
Odzysk ciepaJeli stosowany jest system odzysku ciepa,
temperatura su,i moe by obliczona na podstawie efek-
tywnoci (sprawnoci) odzysku ciepa. Jeli przy odzysku ciepa nie
zachodzi jednoczenie wymianawilgoci (np. w wymienniku pytowym rys.
62) oraz strumie powietrza nawiewanego rwny jeststrumieniowi
powietrza wywiewanego, zachodzi nastpujca rwno [7]:
, int,( )su i e V i e = + (2.28)gdzie: V efektywno (sprawno)
odzysku ciepa,
pozostae oznaczenia jw.Ukad temperatury pokazano na przykadzie
wymiennika pytowego na rysunku 13.Orientacyjne wartoci efektywnoci
odzysku ciepa rnych systemw podano w tabeli 21 [36].Po podstawieniu
temperatury powietrza dostarczanego z rwnania (2.27) do rwnania
(2.28) otrzy-
mamy:
Rys. 13. Schemat wymiennika pytowego [37]
-
32 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Tabela 21. Porwnanie systemw odzysku ciepa [38]Efektywno odzysku
Powietrze nawiewane Czci Moliwo
System odzysku ciepa ciepa (bez odzysku wilgoci) i wywiewane w
jednej ruchome wymianycentrali wilgoci
Wymiennik pytowy 5060% tak nie nieRekuperacja porednia 4050% nie
tak nieRurka cieplna 5060% tak nie nie
Wymiennik obrotowy 65-80% tak tak w maymbez odzysku wilgoci
stopniu
Wymiennik obrotowyz odzyskiem wilgoci 6580% tak tak tak
int, int,,
int,
( )i e V i eV i
i ef
=
(2.29)
int,,
int,
(1 ) ( )V i eV i
i ef
=
(2.30)
Wspczynnik redukcji temperatury w przypadku odzysku ciepa z
powietrza usuwanego, przy poda-nych zaoeniach, mona obliczy z
nastpujcego rwnania:
,1V i Vf = (2.31)
Nadmiar strumienia powietrza usuwanegoNorma zakada, e jeeli
strumie powietrza usuwanego z pomieszczenia jest wikszy od
strumienia
dostarczanego, to powstaa rnica jest kompensowana przez strumie
powietrza zewntrznego, dopy-wajcego przez obudow budynku.
Jeeli nadmiar strumienia powietrza usuwanego nie jest inaczej
okrelony, to jego warto w odnie-sieniu do caego budynku mona
obliczy w nastpujcy sposb:
3mech,inf , exmax( , 0), m /hi suV V V= (2.32)
gdzie: exV strumie objtoci powietrza usuwanego w odniesieniu do
caego budynku, m3/h,suV strumie objtoci powietrza doprowadzonego w
odniesieniu do caego budynku, m3/h.
W budynkach mieszkalnych strumie objtoci powietrza
doprowadzanego w odniesieniu do caegobudynku jest czsto przyjmowany
jako rwny zeru.
Warto nadmiaru strumienia powietrza usuwanego dla caego budynku,
otrzyman wedug rwna-nia (2.32) rozdziela si nastpnie na poszczeglne
przestrzenie budynku na podstawie ich przepuszczal-noci. Jeli
przepuszczalnoci nie zostay okrelone, rozdzia strumienia powietrza
zewntrznego moeby przeprowadzony w sposb uproszczony,
proporcjonalnie do kubatury kadej przestrzeni:
3mech,inf , mech,inf , m /hii
i
VV VV
= (2.33)
gdzie: Vi kubatura przestrzeni i, m3.W analogiczny sposb mona
rozdziela strumie powietrza dostarczonego do caego budynku.
-
332.1. Zapotrzebowanie na moc ciepln ze wzgldu na potrzeby
c.o.
Projektowe obcienie cieplne budynku lub jego czciStrumie
powietrza infiltrujcego dla caego budynku norma okrela w nastpujcy
sposb:
3inf, , mech,inf,0,5 (1 ) , m /hi i V su i iV V V V= + +
(2.34)
Wspczynnik 0,5 przed sum strumieni powietrza infiltrujcego
wynika z tego, e do obliczaniastrumienia powietrza infiltrujcego do
poszczeglnych przestrzeni ogrzewanych stosuje si wspczyn-nik 2,
uwzgldniajcy najbardziej niekorzystny przypadek, w ktrym cae
infiltrujce powietrze wpy-wa do budynku z jednej strony. Natomiast
w przypadku obliczania obcienia cieplnego caego budyn-ku, taka
konieczno nie zachodzi, poniewa taka sytuacja nie wystpi
jednoczenie w pomieszcze-niach z obu stron budynku.
Dodatkowo norma mwi, e jeli dostarczane powietrze jest ogrzewane
przez ssiedni instalacj(instalacj wentylacyjn), naley uwzgldni to w
obliczeniach wymaganego obcienia cieplnego dozwymiarowania rda
ciepa.
PrzykadObliczy warto projektowej wentylacyjnej straty ciepa dla
pokoju mieszkalnego dla nastpuj-
cych zaoe: kubatura: 35 m3, rodzaj budynku: wielorodzinny,
stopie szczelnoci obudowy budynku: redni, klasa osonicia: rednie
osonicie, liczba odsonitych otworw w przestrzeni ogrzewanej: 1,
wysoko rodka pomieszczenia ponad poziomem terenu: 14,5 m, strumie
objtoci powietrza doprowadzonego do przestrzeni ogrzewanej: 25
m3/h, nadmiar strumienia objtoci powietrza usuwanego z przestrzeni
ogrzewanej: 0 m3/h, zastosowano wymiennik pytowy do odzysku ciepa z
powietrza usuwanego o efektywnoci 60%
(strumie powietrza usuwanego jest rwny strumieniowi powietrza
dostarczanego), brak recyrkula-cji powietrza,
lokalizacja Pozna.Obliczenia wedug PN-EN 12831:2006Kolejno
oblicze przedstawiono na rysunku 14.Warto n50 przyjto 3,5 h1 (na
podstawie tabeli 17), e = 0,02 (tabela 18), = 1,2 (tabela
19).Strumie powietrza infiltrujcego do przestrzeni ogrzewanej
i:
3inf 502 2 35 3,5 0,02 1,2 5,88 m /hV Vn e= = =
Temperatura powietrza dostarczanego do przestrzeni ogrzewanej z
uwzgldnieniem odzysku ciepaz powietrza usuwanego:
, int,( ) 18 0,6[20 ( 18)] 4,8 Csu i e V i e = + = + =
Wspczynnik redukcji temperatury wedug rwnania
int, ,,
int,
20 4,8 0,420 ( 18)
i su iV i
i ef
= = =
Wspczynnik redukcji temperatury mona rwnie obliczy wedug
rwnania
,1 1 0,6 0,4V i Vf = = =
-
! "
#$%&''()*$+&%,)*-
./0"
,&''()&//-12
3!!/3$%&'')-4!/&
"&0&/0&"2
-
40//0
5/0
6&356276$8'$8,,9
/
&0//0
:-$-;!/0056276$8'$
-
35
,0,34 0,34 17,5 5,95 W/KV i iH V= = =
Projektowa wentylacyjna strata ciepa wynosi wic w tym
przypadku:
int,( ) 5,95 [20 ( 18)] 226 WV V i eH = = =Otrzymana w ten sposb
warto jest wiksza, poniewa nie w peni uwzgldnia korzyci
wynikajce
z zastosowania systemu odzysku ciepa z powietrza usuwanego.
2.2. Sprawno systemu grzewczego2.2.1. Centralne ogrzewanie i
wentylacja
Zgodnie z Rozporzdzeniem [39] roczne zapotrzebowanie na energi
(kocow) na potrzeby ogrze-wania i wentylacji oblicza si z
zalenoci
,
,
,tot
, kWh/rokH ndK HH
QQ
= (2.35)
gdzie QK,H zapotrzebowanie na energi uytkow (ciepo uytkowe)
przez budynek (lokal mieszkal-ny), obliczany z bilansw i aktualnych
norm,
H,tot rednia sezonowa sprawno cakowita systemu grzewczego
budynku od wytwarzania(konwersji) ciepa do przekazania w
pomieszczeniu okrela si zgodnie z nastpujczalenoci (2.36):
, tot , , , ,H H g H s H d H e = (2.36)
gdzie: H,g rednia sezonowa sprawno wytworzenia nonika ciepa z
energii dostarczanej do granicybilansowej budynku (energii
kocowej),
H,s rednia sezonowa sprawno akumulacji ciepa w elementach
pojemnociowych systemugrzewczego budynku(w obrbie osony brednie:
konwektorowe, bilansowej lub poza ni)
H,d rednia sezonowa sprawno transportu (dystrybucji nonika ciepa
w obrbie budynku(osony bilansowej lub poza ni)),
H,e rednia sezonowa sprawno regulacji i wykorzystania ciepa w
budynku (w obrbie osonybilansowej).
2.2.2. Sprawno instalacji ciepej wody uytkowejZgodnie z
Rozporzdzeniem [39] roczne zapotrzebowanie na energi (kocow) na
potrzeby ogrze-
wania i wentylacji oblicza si z zalenoci
,
,
, tot
, kWh/rokW ndK WW
QQ
= (2.37)
gdzie QK,W zapotrzebowanie ciep uytkowego na przygotowanie
ciepej wody uytkowej, kWh/rok,W,tot rednia sezonowa sprawno
cakowita systemu przygotowania ciepej wody uytkowej:
, tot , , , ,W W g W d W s W e = (2.38)gdzie: W,g rednia
sezonowa sprawno wytworzenia (na potrzeby c.w.u) nonika ciepa z
energii
dostarczanej do granicy bilansowej budynku (energii kocowej),
(tab. 25)
2.2. Sprawno systemu grzewczego
-
36 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Tabela 22. Sprawnoci wytwarzania ciepa (dla ogrzewania) w rdach
ciepa H,g [39]
W,d rednia sezonowa sprawno transportu (dystrybucji) nonika
ciepa w obrbie budynku(osony bilansowej lub poza ni),
W,s rednia sezonowa sprawno akumulacji ciepej wody w elementach
pojemnociowychsystemu ciepej wody (w obrbie budynku lub poza
ni),
W,e rednia sezonowa sprawno regulacji i wykorzystania ciepa w
budynku (w obrbie osonybilansowej) przyjmuje si 1,0.
-
37
Tabela 23. Sprawno ukadu akumulacji ciepa w systemie grzewczym
H,s [39]
Tabela 24. Sprawno przesyu (dystrybucji ) ciepa (wartoci rednie)
H,d [39]
Tabela 25. Sprawno regulacji i wykorzystania ciepa H,e [39]
2.2. Sprawno systemu grzewczego
-
38 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Tabela 26. Sprawno wytwarzania ciepa (do przygotowania ciepej
wody) w rdach ciepa W,g [39]
Tabela 27. Sprawno przesyu w instalacjach c.w.u [39]
-
39
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej2.3.1. Podstawy prawne
projektowania ukadw przygotowania c.w.u.
Z projektowaniem ukadw zarwno ciepej, jak i zimnej wody jest
zwizane kilka aktw prawnych.Podstawowymi dokumentami, ktrych
znajomo jest niezbdna s: norma PN 92/B-01706 Instalacje wodocigowe
wymagania w projektowaniu [19], rozporzdzenie Ministra
Infrastruktury w sprawie Warunkw technicznych, jakim powinny
odpowia-
da budynki i ich usytuowanie [12].Norma PN 92/B-01706 podaje
oglne i szczegowe wymagania dotyczce instalacji wody zimnej
i ciepej oraz zasady wymiarowania przewodw. Czci normy jest
zacznik A dotyczcy ochronyprzed wtrnym zanieczyszczeniem wody.
Postanowienia normy naley stosowa w projektowaniu in-stalacji
zaopatrujcych w wod, o jakoci odpowiadajcej jakoci wody do picia i
potrzeby gospodar-cze, obiekty budowlane i ich bezporednie
otoczenie. Wymagania normy dotycz instalacji wodocigo-wych nowych,
rozbudowywanych i przybudowywanych, jeeli nie istniej inne
szczegowe przepisydotyczce urzdze wbudowywanych do instalacji. Z
waniejszych zapisw [12] dotyczcych instalacjiciepej wody uytkowej w
aktualnym rozporzdzeniu mona wymieni konieczno projektowania uka-dw
energooszczdnych. Instalacja ciepej wody powinna by zaprojektowana
i wykonana w taki spo-sb, aby ilo energii cieplnej potrzebna do
przygotowania tej wody bya utrzymywana na racjonalnieniskim
poziomie [wedug 118.1]. Konieczno projektowania instalacji
cyrkulacyjnej: w budynkach,z wyjtkiem jednorodzinnych, zagrodowych
i rekreacji indywidualnej, w instalacji ciepej wody powi-nien by
zapewniony stay obieg wody, take na odcinkach przewodw o objtoci
wewntrz przewodupowyej 3 dm3 prowadzcych do punktw czerpalnych
[wedug 120.1]. Naley zwrci uwag nawymagania temperaturowe dotyczce
c.w.u. Instalacja ciepej wody powinna zapewnia uzyskaniew punktach
czerpalnych temperatur wody nie nisz ni 55 C i nie wysz ni 60 C,
przy czyminstalacja ta powinna umoliwia przeprowadzanie jej
okresowej dezynfekcji termicznej w temperatu-rze wody nie niszej ni
70 C [wedug 120.2] (nie dotyczy instalacji w domach
jednorodzinnych).Konieczne jest rwnie zabezpieczenia ukadu:
instalacja ciepej wody powinna mie zabezpieczenieprzed
przekroczeniem dopuszczalnych dla danych instalacji cinienia i
temperatury, zgodnie z wymaga-niami Polskiej Normy dotyczcej
zabezpiecze instalacji ciepej wody [wedug 120.4]. Zabezpieczeukadu
ciepej wody uytkowej dotyczy norma PN-76/B-02440 Zabezpieczenie
urzdze ciepej wodyuytkowej [21].
2. .2. Rozbir ciepej wody uytkowej. Wyznaczanie
zapotrzebowaniana moc do przygotowania ciepej wody uytkowej
Obliczenia ukadu przygotowania ciepej wody uytkowej naley
rozpocz od wyznaczenia rozbio-rw c.w.u. w obiekcie, dla ktrego
instalacja jest obliczana. Podstawowymi wielkociami, ktrych
zna-jomo charakteryzuje instalacj budynku s [19]:
Tabela 28. rednia sezonowa sprawno akumulacji ciepej wody
[39]
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej
3
-
40 2. Wzory i formuy obliczeniowe
przepyw redni dobowyqd,r = nqj (2.39)
przepyw redni godzinowy
r
r,d,
hq
q = (2.40)
przepyw godzinowy maksymalny
qh,max = qh,r Nh, (2.41)
gdzie: qj dobowe, jednostkowe zapotrzebowanie na wod na jednego
mieszkaca; wedug PN 92/B-01706 dla budynkw mieszkalnych wynosi ono
110130 l/d,
n liczba odbiorcw, czas eksploatacji instalacji w czasie doby;
norma PN 92/B-01706 podaje dla budynkw
mieszkalnych = 18,Nh godzinowy wspczynnik nierwnomiernoci
rozbioru c.w.u., ktry wedug PN 92/B-01706
wyraa si zalenoci:0,2449,32 = nNh (2.42)
przepyw sekundowy, qs chwilowy przepyw w ukadzie, wedug ktrego
obliczane s rednice prze-wodw; wielko tego przepywu mona wyznaczy
wedug zalenoci podanych w normie wodoci-gowej PN-92/B-01706; jego
warto zaley od rodzaju zainstalowanych w budynku punktw
czerpal-nych oraz zwizanych z nimi tzw. wypyww normatywnych, rwnie
podawanych przez PN-92/B-01706.Na rysunku 15 przedstawiono
przykadowy wykres rozbioru c.w.u. dla budynku mieszkalnego. Za-
znaczono na nim przepyw redni i sekundowy dla
obiektu.Zapotrzebowania na moc do przygotowania ciepej wody
uytkowej oblicza si odpowiednio do
typu projektowanego ukadu przygotowania c.w.u. z nastpujcych
wzorw:
Rys. 15. Przykadowy wykres dobowego rozbioru c.w.u. dla budynku
mieszkalnego
-
41
maksymalne zapotrzebowanie na moc ciepln:)( wzcwumaxmax ttcqQ
ph,h,cwu = , kW (2.43)
rednie zapotrzebowanie na moc ciepln:
)( wzcwurrcwu ttcqQ phh = , kW (2.44)gdzie: qh max przepyw
godzinowy, maksymalny, kg/s,
qh r przepyw redni, godzinowy, kg/s,cp ciepo waciwe wody,
kJ/(kgK),tcwu obliczeniowa temperatura wody ciepej, C,twz
obliczeniowa temperatura wody zimnej, C.
Zapotrzebowanie maksymalne charakteryzuje moc urzdze do
przygotowania c.w.u. w ukadachbaz akumulacji ciepa. Ukady z pen
akumulacj dobiera si ze wzgldu na rednie zapotrzebowaniemocy. W
ukadach z akumulacj czciow oblicza si zredukowan moc ciepln
potrzebn do przygo-towania c.w.u. Szerzej zagadnienia te omwiono w
kolejnych punktach opracowania.
2.3.3. Ukady przygotowania ciepej wody uytkowejUkady
przygotowania ciepej wody uytkowej mona dzieli pod ktem wielu
czynnikw. Ze wzgldu
na zakres niniejszego opracowania najistotniejszy jest podzia na
ukady: bez zasobnikw (ukady przepywowe), z zasobnikami ciepej wody
uytkowej, z podgrzewaczami pojemnociowymi ciepej wody uytkowej.
Ukady bez zasobnikw s to ukady pracujce w dynamicznych
warunkach, tzn. nie ma w ukadzieelementw wpywajcych na zagodzenie
szczytw poboru c.w.u. Konieczny jest dobr wymiennikwciepa oraz
caego ukadu zasilania w ciepo na maksymalne wielkoci przewidywanego
rozbioru c.w.u.Byoby niewygodne, gdyby automatyka w kotowni nie
miaa moliwoci realizowania zasady prioryte-tu c.w.u. Naleaoby wtedy
zapewni moc rda ciepa na poziomie Qco + Qhcwumax. Jednak naley
pami-ta, e pobr maksymalny ciepa na potrzeby c.w.u. wystpuje w
krtkim czasie, w ktrym mona zasi-la instalacj c.w.u. kosztem
instalacji c.o. Naley zwrci uwag na to, i wartoci normowe
jednost-kowego zuycia c.w.u. s wiksze ni rzeczywiste. Przecitne
zuycie rednie c.w.u. na 1 mieszkacai dob ksztatuje si na poziomie
6080 litrw, a miarodajne wartoci do okrelania zapotrzebowania namoc
ciepln wynosz zgodnie z PN 92/B-01706 od 110 do 130 litrw.
Due wahania w poborze ciepa nie su rwnie optymalizacji pracy
ukadu i osiganiu najwik-szych sprawnoci kotw. Dotyczy to zwaszcza
wikszych jednostek, dla ktrych nage zmiany mocycieplnej
(charakterystyczne dla ukadw c.w.u.) s trudne do osignicia ze
wzgldu na bezwadnociepln i dugi czas rozruchu.
2.3.3.1. Ukady z zasobnikami ciepej wody uytkowejWahania w
poborze ciepa wynikajce z charakteru instalacji, jak jest
instalacja ciepej wody uyt-
kowej mona zagodzi, stosujc zasobniki ciepa. Ukady z akumulacj s
praktycznym rozwizaniemzwaszcza dla instalacji w obiektach o duym
zapotrzebowaniu na ciep wod uytkow, a ponadtocharakteryzujcych si
du nierwnomiernoci poboru c.w.u. Zastosowanie w ukadzie
zasobnikwciepa pozwala na gromadzenie energii w czasie
zmniejszonego jej poboru i oddawanie jej w czasiezapotrzebowania
szczytowego (wikszego ni aktualna dostawa ciepa).
Istotnymi parametrami w obliczaniu ukadw z zasobnikami s:
Wspczynnik akumulacji:
= 0 oznacza brak akumulacji w ukadzie, = 1 oznacza pen akumulacj
w ukadzie.
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej
-
42 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Wspczynnik nierwnomiernoci rozbioru wody. Godzinowy wspczynnik
nierwnomiernocirozbioru wody charakteryzuje wielko zmian
zachodzcych w rozbiorze ciepej wody uytkowejw danym obiekcie.
Wspczynnik ten przedstawia wzr:
max
srh
hh
GKG
= (2.45)
Warto wspczynnika Kh zaley od przeznaczenia i wielkoci obiektu,
dla ktrego obliczana jestinstalacja. Dla budynkw mieszkalnych zaley
on bezporednio od liczby mieszkacw. Dla innychobiektw wielko
rozbioru zarwno redniego, jak i maksymalnego naley opracowa na
podsta-wie analizy sposobu korzystania z instalacji
c.w.u.Przedstawiono dwie moliwoci wyznaczenia wartoci wspczynnika
nierwnomiernoci rozbioru
wody dla budynkw mieszkalnych: wedug normy PN-92/B-01706 wielko
wspczynnika nierwnomiernoci rozbioru c.w.u. nale-
y oblicza z zalenoci:Kh = 9,32n0,244 (2.46)
gdzie n liczba mieszkacw. wedug danych z literatury, np. [23],
zaleno pomidzy liczb mieszkacw a wielkoci wsp-
czynnika Kh przedstawiono w tabeli 29.
Wspczynnik redukcji okrelajcy wpyw zasobnikw na prac ukadu
przygotowania c.w.u. Po-zwala okreli zmniejszenie maksymalnej mocy
potrzebnej do przygotowania c.w.u. ze wzgldu naakumulacj ciepa w
ukadzie. Wspczynnik zaley od wielkoci wspczynnika akumulacji
oraznierwnomiernoci rozbioru wody i wyraa si wzorem:
1( 1) 1hK
=
+ (2.47)
Zredukowana moc ukadu przygotowania c.w.u.:
maxcwucwu hzr QQ = (2.48)
Liczba mieszkacw Wspczynnik Kh50 4,5
100 3,5150 3,0200 2,9300 2,7500 2,5
1000 2,33000 2,16000 2,0
Tabela 29. Wspczynnik nierwnomiernocirozbioru c.w..u. w funkcji
liczby mieszkacw
-
43
Ukady ciepej wody uytkowej z pen akumulacjUkad przygotowania
ciepej wody uytkowej, w ktrym zastosowano pen akumulacj, jest to
ukad
pozwalajcy zachowa sta dostaw ciepa niezalenie od wielkoci
aktualnego poboru ciepej wodyuytkowej. Wspczynnik akumulacji w
takim ukadzie wynosi = 1. Ukady z pen akumulacj cha-rakteryzuj si
duymi objtociami zasobnikw, co stanowi ich gwn wad. Korzyci ze
stosowaniapenej akumulacji jest wyrwnanie poboru ciepa przez ukad
przygotowania c.w.u. W kotowniach opar-tych na kotach De Dietrich,
wyposaonych w automatyk, nie stanowi to ju problemu i dlatego
niestosuje si ukadw z pen akumulacj, dla ktrych objtoci zasobnikw
byyby niepotrzebnie przewy-miarowane.
Poniewa cech ukadu jest staa dostawa ciepa, konieczne jest
dokadne obliczenie takiego syste-mu, aby bez wzgldu na wielko
poboru c.w.u. zachowana bya jej wymagana temperatura. Aby
prawi-dowo obliczy ukad z pen akumulacj, konieczne jest sporzdzenie
cakowego wykresu rozbioruc.w.u. Wykres taki przygotowuje si na
podstawie dobowego rozbioru ciepej wody uytkowej, sumu-jc kolejne
wielkoci zuycia. Dla dobowego rozbioru c.w.u. przedstawionego na
rysunku 15 wykrescakowy pokazano na rysunku 16, na ktrym przez
porwnanie wielkoci poboru i dostawy ciepa okre-la si objto
zasobnika.
Objto uytkowa zasobnika:
)(max
dgp
du ttc
QCV
=
, m3, (2.49)
gdzie: Cmax maksymalna odlego midzy krzyw rozbioru a krzyw
dostawy ciepa (lub prost po-mocnicz, gdy krzywa dostawy przecina si
z krzyw rozbioru ukad taki pokazano narysunku 16), [%],
Qd dobowe zapotrzebowanie na ciepo do przygotowania c.w.u., kJ,
gsto wody w temperaturze panujcej w zasobniku, kg/m3,cp ciepo
waciwe wody w temperaturze w zasobniku, kJ/(kgK),tg maksymalna
temperatura w zasobniku, C,td minimalna temperatura w zasobniku,
C.
Rys. 16. Cakowy wykres dostawy i rozbioru ciepa
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej
-
44 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Wyznaczanie objtoci zasobnika c.w.u. przy penej akumulacjiNa
rysunku 17 przedstawiono sposb wyznaczenia wartoci Cmax, gdy
zsumowana wielko dosta-
wy ciepa jest w pewnym okresie mniejsza ni suma rozbiorw c.w.u.
Naley wtedy objto zasobnikawyznaczy na podstawie prostej
pomocniczej, ktra powstaje przez rwnolege przesunicie
prostejdostawy ciepa do punktu stycznoci z krzyw rozbioru
c.w.u.
Wyznaczanie objtoci zasobnika c.w.u. przy penej akumulacjiNa
rysunku 18 przedstawiono schemat ukadu przygotowania ciepej wody
uytkowej z pen aku-
mulacj. Obieg wymiennika ciepa obliczany jest na Gh,r przepyw
redni godzinowy. Dotyczy toobiegu po stronie dostawy ciepa oraz
obiegu adowania zasobnika AWB. Pozostaa cz instalacji
Rys. 17. Zmodyfikowany wykres dostawy i rozbioru c.w.u.
Rys. 18. Ukad przygotowania c.w.u. z zasobnikiem (pena
akumulacja): 1 zasobnik, 2 wymiennik ciepa,3 wymiennik ciepa dla
cyrkulacji, 4 pompa obiegu pierwotnego, 5 pompa adujca, 6 pompa
cyrkulacji
cyrkulacja
6
5
woda zimna
cwu
zasilanie
powrt
3
1
2
A
B
W
powrt
zasilanie3
-
45
c.w.u. obliczana jest na qs (przepyw sekundowy). Cinienie
wytwarzane w hydroforni zapewnia prze-pyw wody przez zasobnik do
punktw czerpalnych. Pompa adujca pracuje w obiegu AWB ze
stawydajnoci Ghr. Zasada dziaania ukadu moe by przedstawiona w
uproszczeniu (qch chwilowyprzepyw w instalacji ciepej wody
uytkowej): gdy qch > Gh r nastpuje rozadowanie zasobnika (od dou
wypenia go zimna woda wodocigowa), gdy qch < Gh r nastpuje
adowanie zasobnika (woda zimna jest wypychana przez napywajc od
gry wod ciep).W przypadku ukadw z pen akumulacj wane jest, aby
nie zakci obiegu staoprzepywowego
adowania zasobnika. Dlatego obieg cyrkulacji wcza si za
zasobnikiem. Z tego powodu koniecznejest zastosowanie
indywidualnego wymiennika ciepa obliczonego na potrzeby ukadu
cyrkulacji.
Ukady ciepej wody uytkowej z niepen akumulacjRozwizaniem, duo
czciej stosowanym ni ukady z pen akumulacj, s ukady z akumulacj
czciow. W znacznym stopniu wyrwnuj one wahania rozbioru ciepej
wody uytkowej, ich zasa-dnicz zalet w stosunku do ukadw z pen
akumulacj s mniejsze objtoci zasobnikw, a wicmniejsze powierzchnie
(przestrzenie) konieczne do ich zainstalowania.
Obliczeniow objto zasobnika mona wyznaczy z zalenoci:obl
obl90 logz hV n K= , dm3 (2.50)
gdzie: obl zaoony wspczynnik akumulacji pozwalajcy uzyska
zmniejszenie objtoci zasobnika(w stosunku do penej akumulacji) i w
wyranym stopniu wyrwna dostaw ciepa zalecasi przyjmowa =
0,150,35,
n liczba mieszkacw,Kh godzinowy wspczynnik nierwnomiernoci
rozbioru c.w.u.
Po wyznaczeniu obliczeniowej objtoci zasobnika naley dokona jego
doboru, nastpnie, gdy zna-my jego objto rzeczywist, wyznaczamy
rzeczywisty wspczynnik akumulacji:
rz
rz obloblz
z
VV
= (2.51)
5
woda zimna
cyrkulacja
cwu
4
1
2
3zasilanie
powrt
B
A
Z
W
Rys. 19. Ukad przygotowania c.w.u. z zasobnikiem (niepena
akumulacja): 1 zasobnik, 2 wymiennik ciepa,3 pompa obiegu
pierwotnego, 4 pompa adujca, 5 pompa cyrkulacji
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej
-
46 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Gdy znamy wspczynnik akumulacji, wwczas moemy wyznaczy
wspczynnik redukcji, umoli-wia on prawidowe obliczenie ukadu
przygotowania c.w.u. z uwzgldnieniem wpywu zasobnika na
jegoprac:
1( 1) 1hK
=
+ (2.52)
Na rysunku 19 przedstawiono schemat ukadu przygotowania c.w.u. z
niepen akumulacj. Dla pra-widowego dziaania ukad wymaga zrwnowaenia
hydraulicznego. Obieg AWB, w ktrym pracujepompa adujca zasobnik,
powinien by obliczony zgodnie z wynikajcym ze wspczynnika
redukcjizmniejszeniem, czyli na przepyw Gh max (moc wymiennika
zaleca si dobra jednak na przepyw Gh -max). Odcinek AZB naley tak
zdawi (rczny zawr regulacyjny na odcinku AZ), aby przepywutrzymany
by na poziomie (1 )Gh max podczas przepywu na odcinku AWB wynoszcym
Gh max.Zrwnowaenie takie zapobiegnie niedogrzewaniu wody w
wymienniku podczas zbyt duego przepywu.Cinienie potrzebne do pracy
ukadu i instalacji zapewnia hydrofor. W przypadku gdy rozbir c.w.u.
jestmay, a woda w zbiorniku ma wystarczajc temperatur, pompa adujca
nie dziaa. W przypadku obni-enia temperatury w zbiorniku poniej
zadanej uruchamiana jest pompa adujca. Proces adowania prze-biega
tak jak w ukadzie z pen akumulacj, tzn. w czasie adowania woda
zimna jest wypierana zzasobnika, a w czasie rozadowania (pod wpywem
cinienia wytwarzanego przez hydrofor) woda zimnawypenia zasobnik od
dou. Ukad cyrkulacji mona wczy do ukadu przygotowania c.w.u. Zaleca
sizastosowanie osobnej pompy cyrkulacyjnej (w niektrych
opracowaniach pompa adujca jest rwniecyrkulacyjn) ze wzgldu na rne
parametry pracy w obu obiegach.
2.3.3.2. Ukady pocze zasobnikw c.w.u.W ukadach przeznaczonych
dla obiektw o duym zuyciu ciepej wody uytkowej lub w przypadku
koniecznoci zastosowania penej akumulacji moe zaistnie konieczno
poczenia ze sob kilku za-sobnikw. Stosowanie pocze kilku zbiornikw
jest konieczne, gdy pomimo moliwoci wykonaniazasobnika na
zamwienie, istniej pewne ograniczenia dotyczce jego wielkoci,
zwizane np. z szerokocilub wysokoci pomieszczenia, opacalnoci
wykonania, parametrami wytrzymaociowymi lub ograni-czeniami
zwizanymi chociaby z kosztami transportu.
Ukady rwnolege zasobnikwRwnolege czenie zasobnikw jest
korzystne, gdy umoliwia rwnomierne adowanie i rozado-
wywanie zasobnikw. Aby jednak byo to moliwe, konieczne jest
zrwnowaenie hydrauliczne uka-du. W przypadku gdy opory hydrauliczne
poszczeglnych obiegw nie s wyrwnane, powstaje sytua-cja, w ktrej
zasobniki s nierwnomiernie adowane i rozadowywane, co wpynie na
destabilizacjpracy caego ukadu. Ukad z trzema zasobnikami (niepena
akumulacja) poczonymi rwnolegle orazukadem dwch wymiennikw do
przygotowania c.w.u pokazano na rysunku 20. W obiegu
adowaniazasobnikw zastosowano ukad Tichelmanna. Wyrwnanie dugoci
wszystkich obwodw powoduje,i spadki cinienia s rwnie wyrwnane. Ukad
oblicza si w sposb analogiczny do ukadu z jed-nym zasobnikiem, tzn.
obieg adowania obliczany jest zgodnie z wielkoci wspczynnika
redukcjina przepyw Gh max, przepyw na odcinku od punktu A przez
zasobniki naley zdawi do poziomu(1 ) Gh max, pozostaa cz ukadu
liczona jest na przepywy sekundowe.
Ukady szeregowe zasobnikwPoczenie szeregowe zasobnikw jest
atwiejsze do zrealizowania pod wzgldem hydraulicznym.
Nie ma problemu zwizanego z tak dokadnym rwnowaeniem ukadu dla
rwnomiernego przepywuprzez zasobniki. Jednak ukad ten ma inn wad
brak komfortu odbiorcw c.w.u. zwizanego ze zbytnisk temperatur
wody. Zasobniki czone szeregowo maj bowiem moliwo gromadzenia
cho-dniejszej wody (woda jest gromadzona w zasobniku, ktry zaczyna
peni rol bufora). Tworzenie sistosunkowo grubej warstwy wychodzonej
wody (w stosunku do zasobnikw czonych rwnolegle)
-
472. Wzory i formuy obliczeniowe
ZZ
5cyrkulacja
3zasilanie
powrt
2
W
4
cwu
1
Z
B
Awoda zimna
Rys. 20. Ukad przygotowania c.w.u. z zasobnikami poczonymi
rwnolegle (niepena akumulacja): 1 zasobnik,2 wymiennik ciepa, 3
pompa obiegu pierwotnego, 4 pompa adujca, 5 pompa cyrkulacji
moe zwikszy ryzyko rozwoju bakterii typu Legionella. Problem
mona wyeliminowa, stosujc doczst dezynfekcj zbiornikw przez
podwyszanie temperatury wody do poziomu okoo 70 C. Ukadz dwoma
zasobnikami (niepena akumulacja) poczonymi szeregowo przedstawiono
na rysunku 21.Ukad oblicza si w sposb analogiczny do ukadu z jednym
zasobnikiem.
B
woda zimna A
cwu
Z
1
cyrkulacja 5
4
ZW
2 zasilanie
powrt
3
Rys. 21. Ukad przygotowania c.w.u. z zasobnikami poczonymi
szeregowo (niepena akumulacja): 1 zasobnik,2 wymiennik ciepa, 3
pompa obiegu pierwotnego, 4 pompa adujca, 5 pompa cyrkulacji
-
48 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Rys. 23. Zaleno midzy moc instalacji c.w.u. a pojemnoci
zasobnikw
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Qhr 1,5* Qhr 2* Qhr QhmaksMoc cieplna, kW
obje
toc
zas
obni
kw
c.
w.u
(100
% u
kad
z pe
n a
kum
ulac
j)
Ukady z podgrzewaczami pojemnociowymiPodgrzewacz pojemnociowy
czy funkcje zasobnika oraz wymiennika ciepa. Ukady z tymi urz-
dzeniami s typowym rozwizaniem stosowanym w kotowniach. Ukady
przygotowania c.w.u. na ba-zie wymiennikw pojemnociowych projektuje
si zwykle jako instalacje z niepen akumulacj. Sche-mat ukadu
przedstawiono na rysunku 22. Poczenia zasobnika i wymiennika w
jedno urzdzenie znacz-nie upraszcza ukad. Proces adowania
podgrzewacza realizowany jest przez prac pompy, ktra wymuszaprzepyw
czynnika grzewczego w obiegu kociowownica podgrzewacza. Ciepa woda
gromadzonajest w zasobniku podgrzewacza. Jej pobr powoduje po
pewnym czasie wychodzenie wody w podgrze-waczu (przez napyw wody
zimnej z wodocigu). W konsekwencji uruchomiona zostaje pompa
aduj-ca. Pompa ta sterowana jest czujnikiem temperatury ciepej
wody, zlokalizowanym w grnej czcizasobnika. Podgrzew wody nastpuje
a do osignicia wymaganej temperatury c.w.u. Wtedy pompazostaje
wyczona.
Szczegy dotyczce oblicze oraz doboru tych urzdze przedstawiono w
punkcie dobr podgrze-waczy c.w.u. niniejszego opracowania.
3
woda zimna
cwu
cyrkulacja
1
zasilanie
powrt
2
Rys. 22. Ukad przygotowania c.w.u. z podgrzewaczem
pojemnociowym: 1 podgrzewacz pojemnociowy,2 pompa obiegu
pierwotnego, 3 pompa cyrkulacji
2.3.4. Objto podgrzewaczy pojemnociowych c.w.u. a moc rda
ciepaZuycie cieplej wody uytkowej charakteryzuje si du
nierwnomiernoci rozbioru, a maksy-
malne zapotrzebowanie na ciep wod wystpuje w okresach
krtkotrwaych. Aby zapewni komfortdostawy ciepej wody uytkowej,
podczas wymiarowania mocy cieplnej rde, dochodzioby
niejed-nokrotnie do koniecznoci doboru zbyt duych jednostek
kotowych.
-
49
W celu zmniejszenia zapotrzebowania na moc ciepln na potrzeby
przygotowania ciepej wody uyt-kowej stosuje si podgrzewacze
pojemnociowe. Wielko podgrzewacza, jak rwnie moc rda cie-pa zaley
od iloci zuywanej ciepej wody uytkowej .
Teoretyczn zaleno midzy objtoci zasobnika c.w.u. a moc ciepln
instalacji przygotowaniac.w.u. przedstawiono na wykresie
opracowanym po zaoeniu, e w przykadowym rozbiorze c.w.u.i
zapewnieniu jej parametrw (temperatury) na wymaganym poziomie
naleaoby zastosowa okre-lon moc rda ciepa dla okrelonej objtoci
zasobnika. Mona stwierdzi, e im wiksza pojem-no zasobnikw, tym
mniejsza moc cieplna potrzebna na przygotowanie c.w.u. Uoglnion
zalenopokazano na rysunku 23. Pokazuje ona, e w ukadzie z pen
akumulacj, czyli dostaw ciepa napotrzeby c.w.u. w sposb cigy na
poziomie Qh r, pojemno zasobnika wyniosaby 100% (okrelanawedug
metody podanej w rozdziale dotyczcym zasobnikw c.w.u.), a przy
dostawie ciepa na pozio-mie Qh max, pojemno zasobnikw wynosi zero,
tzn. nie ma wwczas potrzeby stosowania zasobnikw.Jednak naley
pamita, e moc cieplna na potrzeby c.w.u. jest wwczas
maksymalna.
Wspomniana zasada priorytetu c.w.u. sprawia, i kotownia tak
powinna by skonstruowana, abymoc ukadu zasilania c.w.u. (moc
wymiennikw) bya odpowiednia, ale nie ma koniecznoci wliczaniatej
mocy do mocy kotw, w razie duego udziau mocy ukadu przygotowania
c.w.u. w mocy na potrze-by grzewcze konieczne jest uwzgldnienie
jedynie redniego zapotrzebowania na moc dla c.w.u.w oglnym bilansie
kotowni.
Szczegy dotyczce oblicze oraz doboru tych urzdze przedstawiono w
punkcie dobr podgrze-waczy c.w.u.
Przykad obliczenia objtoci zasobnika oraz zapotrzebowania na moc
do przygotowania c.w.u.Dla instalacji c.w.u. o rozbiorze dobowym,
zgodnym z rysunkiem 15, dla dobowego zuycia ciepej
wody na poziomie 20 m3/d, obliczy objto zasobnika oraz moc ukadu
przygotowania ciepej wodyuytkowej dla zaoonej penej akumulacji oraz
dla akumulacji czciowej. Wymagana temperaturac.w.u. wynosi 60 C.
Temperatura wody zimnej wynosi 10 C.
Ukad z pen akumulacj: pojemno zasobnika dla penej akumulacji
okrela si w zalenoci odmaksymalnej rnicy rzdnych midzy wykresem
dostawy ciepa i rozbioru c.w.u. Dla ukadu z penaakumulacj dostawa
ciepa jest staa, rwna redniemu zapotrzebowaniu na moc do
przygotowaniac.w.u. Dla rozbioru zgodnego z wykresem 2 Cmax wynosi
34,3%.
Objto zasobnika dla penej akumulacji:Vmax = Cmax Qd = 0,34320
000 = 6860 l
rednie godzinowe zapotrzebowanie na c.w.u. wynosi:r 20 000 l
l833 0 23h s24h
G ,= = =
rednie zapotrzebowanie na moc wynosi:( )r rcwu cwu wz 0 23 4 19
50 48 kWh, h, pQ q c t t , ,= = =
Ukad z pen akumulacj wymaga mocy wymiennika wynoszcej 48 kW oraz
zasobnika o pojemnoci6860 litrw.
Poniewa ukady z pen akumulacj charakteryzuj si duymi
pojemnociami, nie stosuje si ich,projektujc w zamian ukady z
akumulacj czciow.
Ukad z akumulacj czciowZaoono wspczynnik akumulacji: 25,0=
.Objto podgrzewacza powinna wynie:
VZrz = 0,256860 = 1715 litrw
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej
-
50 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Do wyznaczenia zredukowanej mocy cieplnej konieczne jest
obliczenie wspczynnika nierwno-miernoci rozbioru i wspczynnika
redukcji.
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na c.w.u., zgodnie z
wykresem 2, wynosi (maksymalnyprocent zuycia to 12% QD dla godziny
midzy 19 a 20):
sl67,0h
l24000002012,0max ===hG
Maksymalne zapotrzebowanie na moc wynosi:
( )max maxcwu cwu wz 0 67 4 19 50 140 kWh, h, pQ q c t t , ,= =
=Wspczynnik nierwnomiernoci rozbioru:
9,223,067,0
rmax
===
h
hh G
GK
Wspczynnik redukcji:
68,0125,0)19,2(
11)1(
1=
+=
+=
hKZredukowane zapotrzebowanie na moc ciepln:
maxcwu cwu 0 68 140 95 kWzr hQ Q ,= = =
Ukad z akumulacj czciow wymaga doboru podgrzewacza
pojemnociowego o mocy 95 kWoraz pojemnoci 1715 litrw.
2.3.5. Ukady przygotowania c.w.u. na bazie urzdze De DietrichNa
podstawie rysunku 23 mona stwierdzi, e w projektowaniu ukadw c.w.u.
na bazie urzadze
De Dietrich naley wykorzystywa zarwno moliwo zwikszenia mocy
cieplnej instalacji c.w.u., jaki zasad priorytetu c.w.u., bez
koniecznoci zwikszania mocy kotw. Konstrukcje wymiennikw cie-pa w
wymiennikach pojemnociowych zapewniaj stosunkowo du moc, a take
pojemno wymien-nikw. Zaleca si, aby w przypadkach nietypowych
instalacji przygotowania c.w.u., charakteryzujcychsi duym i
nierwnomiernym rozbiorem c.w.u, przeprowadzi analiz rozbioru i
dostawy c.w.u. (wy-kres rozbioru i dostawy) z zaoeniem, e w kadej
chwili ukad jest w stanie zapewni okrelon mocciepln na potrzeby
przygotowania c.w.u. rwn mocy wymiennika ciepa i dostosowania mocy
do-starczanej do tej wielkoci. Osobnym problemem jest fakt, czy do
zapotrzebowania na moc cieplnkotowni dolicza moc ciepln ukadu
przygotowania c.w.u. Naley pamita o tym, e rozbiory c.w.u.pojawiaj
si w okrelonych przedziaach czasu i trwaj relatywnie krtko. W tym
czasie ograniczeniedostawy na c.o. nie stanowi problemu i nie
wpynie na zauwaalne niedogrzanie ogrzewanych pomie-szcze.
Koty De Dietrich mog pracowa w zmiennych warunkach obcie i
dlatego dobr objtoci za-sobnikw dla ukadw przygotowania c.w.u.
powinien by poprzedzony starann analiz, aby niepo-trzebnie nie
stosowa zasobnikw o zbyt duych objtociach. Zasobniki powoduj rwnie
odgazowa-nie wody ciepej, ktra jest w nich gromadzona, co wpywa na
znaczne zmniejszenie korozji w ukadzie.
2.3.6. Wymagania sanitarneInstalacje ciepej wody uytkowej mog
sta si miejscem rozwoju bakterii Legionella. Wywouj one
zapalenie puc (czsto koczce si mierci) lub w agodnej formie
objawy podobne do grypy. Bakteriete rozmnaaj si w ciepej wodzie.
Warunkami sprzyjajcymi rozwojowi bakterii s zbiorniki wody
-
51
o temperaturze w przedziale od 32 C do 42 C. Jak z tego wynika,
zasobniki ciepej wody stanowi dueniebezpieczestwo rozwoju tych
bakterii (szczeglnie zasobniki czone szeregowo, ze wzgldu na
mo-liwo tworzenia si do grubych warstw chodniejszej wody). Jak
wynika z bada, bakterie Legionellagin w temperaturze wynoszcej okoo
65 C. Rozwizaniem pozwalajcym unikn ich rozmnaania sijest okresowe
podwyszanie temperatury w ukadzie oraz prawidowa cyrkulacja w caej
instalacji cie-pej wody uytkowej. Zgodnie z aktualnymi wymaganiami
przedstawionymi w Warunkach technicznychjakim powinny odpowiada
budynki i ich usytuowanie wedug 120.2 niezbdne jest
przeprowadzanieokresowej dezynfekcji termicznej caej instalacji
ciepej wody. Wymagana temperatura procesu nie niszani 70 C.
2.3.7. Metody obliczania instalacji c.w.u. wedug DIN 4708Norma
niemiecka DIN 4708 [4] podaje metod obliczania zapotrzebowania na
ciepo dla podgrzewa-
czy c.w.u. w budynkach mieszkalnych na podstawie mocy
znamionowej. Wedug tej metody naley usta-li liczb znamionow mocy N
dla obiektu mieszkalnego, a nastpnie z tabel katalogowych dla
zasobni-kw ciepa odszuka wymagany podgrzewacz pojemnociowy w danej
temperaturze na zasilaniu wodgrzewcz. Naley dobra taki podgrzewacz,
dla ktrego liczba Nl bdzie wiksza lub rwna wspczyn-nikowi N.
Liczba znamionowa mocy N wyraona jest wzorem:
20370)(
52805,3)(
=
= wpnwvpnN v (2.53)
gdzie: n liczba mieszka w budynku, jest to liczba mieszka o tej
samej liczbie pomieszcze, liczbiezamieszkaych osb i wyposaeniu w
punkty poboru,
Tabela 31. Zapotrzebowanie dla punktw poboru wody wv
Lp. Miejsce poboru wody Oznaczenie Pobr wody Zapotrzebowanie
ciepal kWh
1 Wanna kpielowa 1600 NB 1 140 5,822 Wanna maa KB 120 4,983
Wanna dua (1800750) GB 200 8,724 Kabina natryskowa normalna BRN 40
1,625 Kabina natryskowa z jednym natryskiem
grnym i dwoma natryskami bocznymi BRK 100 4,076 Kabina
natryskowa z bateri mieszajc
i luksusowym natryskiem BRL 75 3,027 Umywalka WT 17 0,708 Bidet
BD 20 0,819 Zlewozmywak kuchenny SP 33 1,16
Tabela 30. Minimalna liczba osb
Liczba pomieszcze 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
7,0Liczba osb p 2,0* 2,0* 2,0* 2,3 2,7 3,1 3,5 3,9 4,3 4,6 5,0 5,6*
Jeeli w rozpatrywanym budynku przewaaj mieszkania jedno- i /lub
dwupokojowe, naley dla tych mieszka podwy-szy liczb p o 0,5.
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej
-
52 2. Wzory i formuy obliczeniowe
Tabela 32. Mieszkania z wyposaeniem normalnym Istniejce
wyposaenie mieszka Naley uwzgldni w obliczaniu
mocy znamionowej
Typ pomieszczenia Wyposaenieazienka 1 wanna lub 1 kabina
natryskowa Wanna 1600 l wedug poz. 1 tab. 2
1 umywalka Nie uwzgldnia siKuchnia 1 zlew kuchenny Nie uwzgldnia
si
Tabela 33. Mieszkania z wyposaeniem komfortowym Istniejce
wyposaenie w kadym mieszkaniu Naley uwzgldni w obliczaniu
mocy znamionowej
Typ pomieszczenia Wyposaenie1 wanna kpielowa* 1 wanna kpielowa
1600 l
(wedug tabeli 2 poz. 13)1 kabina natryskowa Jeeli istnieje
moliwo jednoczesnego
uywania (odpowiednio wedugtab. 2 poz. 58)
azienka 1 umywalka Nie uwzgldnia1 bidet Nie uwzgldnia
Kuchnia 1 zlew kuchenny Nie uwzgldnia1 wanna kpielowa 1 wanna
kpielowa 1600 l (wedug tab. 2
poz. 13, ale 50% zapotrzebowania wv)Pokj gocinny 1 kabina
natryskowa (uwzgldni 100% odpowiednio
wedug tab. 2 poz. 45)1 umywalka Uwzgldni 100%
1 bidet Uwzgldni 100%* Wielko rnica si od wyposaenia
normalnego.
p liczba osb, rzeczywista liczba osb, lecz nie mniejsza ni
podaje tabela 30,v liczba punktw poboru w kadym mieszkaniu, ktre
uwzgldnia si w obliczeniach,wv zapotrzebowanie dla punktu poboru,w
zapotrzebowanie ciepa, w Wh, do przygotowania ciepej wody uytkowej
w przypadku
uwzgldnionych punktw poboru (tab. 31).Wyposaenie sanitarne
mieszka i jego wpyw na obliczenie liczby znamionowej mocy NDo
oblicze zdefiniowano pojcie tzw. mieszkania znormalizowanego
zmodernizowanego. Dla
takiego mieszkania ustalono: liczba pomieszcze r = 1, liczba
zamieszkaych osb p = 3,5, pobr wody w = 5820 Wh/pobr na jedn kpiel
w wannie (tabela 32).
Zapotrzebowanie na ciepo dla c.w.u. mieszkania znormalizowanego
wynosi 3,5 osoby 5820 Wh =20370 Wh, a to odpowiada liczbie
znamionowej mocy rwnej N = 1.
Dla wanien kpielowych spoza tabeli 31, o wyranie rnicych si
pojemnociach uytkowych odpodanych w tabeli, naley obliczy
zapotrzebowanie wedug wzoru
3600TVc
wp
v
= (2.54)
-
53
gdzie: cp ciepo waciwe wody 4200 J/(kgK),V pojemno wanny, l,T
rnica temperatury (przyjmuje si 35 K).
Punkty poboru uwzgldniane podczas obliczania zapotrzebowania
naley odczyta z tabeli 32 i 33w zalenoci od wyposaenia mieszkania
(normalne lub komfortowe). Po obliczeniu wspczynnikazapotrzebowania
N naley wyszuka w tabeli zasobnikw wymagany podgrzewacz
pojemnociowyw danej temperaturze wody na zasilaniu wod grzewcz tv i
temperaturze wody zmagazynowanej tsp,dobierajc taki podgrzewacz,
ktrego liczba Nl jest co najmniej rwna N.
2.3. Przygotowanie ciepej wody uytkowej