rozdział 2

41
2. Wzory i formuły obliczeniowe 2.1. Zapotrzebowanie na moc cieplną ze względu na potrzeby c.o. 5 czerwca 2006 została zatwierdzona norma PN-EN 12831:2006, będąca tłumaczeniem normy euro- pejskiej EN 12831:2003. Nowa norma wprowadza wiele zmian w stosunku do dotychczasowych metod obliczania zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków (PN-B-03406 z 1994 r.). 2.1.1. Metoda obliczeń zapotrzebowania na moc cieplną według PN-EN 12831:2006 [36] Norma PN-EN 12831:2006 podaje sposób obliczania obciążenia cieplnego: poszczególnych pomieszczeń (przestrzeni ogrzewanych) w celu doboru grzejników, całego budynku lub jego części w celu doboru źródła ciepła. Metoda zawarta w normie może być stosowana do budynków o wysokości pomieszczeń ograni- czonej do 5 m, po założeniu, że są one ogrzewane w warunkach projektowych do osiągnięcia stanu ustalonego. W załączniku informacyjnym (nienormatywnym) zamieszczono instrukcje obliczania projektowych strat ciepła w przypadkach szczególnych: pomieszczenia o dużej wysokości (powyżej 5 m), budynki o znacznej różnicy między temperaturą powietrza i średnią temperaturą promieniowania. Norma podaje metodę uproszczoną, która może być stosowana do budynków mieszkalnych, w których krotność wymiany powietrza, o różnicy ciśnienia między wnętrzem a otoczeniem budynku równej 50 Pa, n 50 jest niższa od 3 h –1 . Całkowita projektowa strata ciepła przestrzeni ogrzewanej Jest to ilość ciepła przenikająca z budynku do środowiska zewnętrznego w jednostce czasu, w okre- ślonych warunkach projektowych. W normie PN-EN 12831 podano wzór do obliczania całkowitej projektowej straty ciepła przestrzeni ogrzewanej w podstawowych przypadkach: , , ,W i Ti Vi Φ Φ Φ = + (2.1) gdzie: Φ T,i projektowa strata ciepła ogrzewanej przestrzeni i przez przenikanie, W, Φ V, i projektowa wentylacyjna strata ciepła ogrzewanej przestrzeni i, W. żnica polega na tym, że w nowym wzorze nie występują dodatki do strat ciepła przez przenikanie. W nowej normie nie uwzględnia się wpływu przegród chłodzących po założeniu, że budynek jest do- brze zaizolowany. Natomiast jeśli tak nie jest, należy zastosować metodę dla budynków o znacznej żnicy między temperaturą powietrza i średnią temperaturą promieniowania (przypadek szczególny). Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni ogrzewanej Jest to wymagany strumień ciepła umożliwiający osiągniecie określonych warunków projektowych. W projektowym obciążeniu cieplnym przestrzeni ogrzewanej uwzględnia się dodatkowo nadwyżkę mocy cieplnej, wymaganą do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania:

Upload: rafalkuchta

Post on 24-Sep-2015

21 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Rozdział 2

TRANSCRIPT

  • 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