Od źródła do Odbiorcy Produkujemy energię cieplną

Od źródła do Odbiorcy
Mgr inŜ. Andrzej Jurkiewicz
Produkujemy energię cieplną
c.o./cwu
komin
Spaliny
paliwo
Przesył (rurociągi)
kocioł
węzeł
odŜuŜlanie
Popiół/
kondensat
Kotły
• śeliwne, stalowe, aluminiowe, nierdzewne
• Gazowe, olejowe, węglowe, biopaliwowe,
elektryczne, odzysknicowe,
• Kocioł kondensacyjny, rekuperator
dodatkowy
Węzły cieplne
•
•
•
•
•
•
Bezpośrednie
Pośrednie
Zmieszania pompowego
Jednofunkcyjne
Dwufunkcyjne
Wielofunkcyjne
Schemat technologiczny dwufunkcyjnego węzła cieplnego
energia
chemiczna
w paliwie
źródło
ciepła
sieć
przesyłowa
grzejnik
układ
regulacji
energia
dostarczona
do pomieszczenia i
straty przez przegrody
I wentylacje
Słońce ciepło nieuzyt.
Rekuperacja
4
ludzie
Qm
1
Qs
QVr
Qg
Qoa
En. z innych urz.
Zys.wewn.Qi
Qh
Q
ηQg
Zys.cał+uŜyt.
ZuŜycie ciepła
c.o.
QV Wentylacja
QL
QT Przegrody
En. do ogrzewania
Ciepła woda
En. odzysku
Qr
3
Qhs
spraw. instalacji
Qhw
2
Sezonowe zapotrzebowanie na
ciepło Qh
Qh=Qz+Qo+Qd+Qp+Qpg+Qsg+Qsp+Qv
– η(Qs + Qi)
Qz – straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez
przenikanie przez ściany zewnętrzne
Qo – j.w. lecz okna
Qd – j.w lecz stropodach
Qp – j.w lecz stropu nad piwnicą nieogrzewaną i
ścianami między pom. ogrzew. i nieogrzew.)
Qpg – j.w. lecz podłogę w pom. ogrzew. na
gruncie
Sezonowe zapotrzebowanie na
ciepło Qh
Qh=Qz+Qo+Qd+Qp+Qpg+Qsg+Qsp+Qv
– η*(Qs + Qi)
Qsg – j.w. lecz ścian piwnic ogrzewanych i grunt
Qsp – j.w. lecz stropu pom ogrzewanego nad przejazdem
Qv – potrzeby wentylacji (straty?)
Qs – zyski w sezonie ogrzewczym od promieniowania
słonecznego przez okna
Qi – wewnętrzne zyski ciepła (ludzie, urz. elektryczne,
oświetlenie, gotowanie, cwu)
Normy cieplne
Wskaźnik na 1m2
Rok
budowy
Do 1985
Wskaźnik Wskaźnik
kWh/m2/a GJ/m2/a
240-380
0,87-1,37
Sprawność
instalacji
0,75
1985-92
160-200
0,58-0,72
0,80
1993-97
120-160
0,43-0,58
0,85
Od 1998
90-120
0,32-0,43
0,90
Niemcy
50-100
0,18-0,36
0,95
Szwecja
30-60
0,11-0,22
0,98
Pasywny
10-20
0,04-0,07(*) (*)>1,3
Wskaźnik na 1m2
Rok
budowy
Do 1985
Wskaźnik Sprawność
kWh/m2/a instalacji
240-380
0,75
Wskaźnik
GJ/m2/a
1,15-1,83
1985-92
160-200
0,80
0,72-0,90
1993-97
120-160
0,85
0,51-0,68
Od 1998
90-120
0,90
0,36-0,48
Niemcy
50-100
0,95
0,19-0,38
Szwecja
30-60
0,98
0,11-0,22
Pasywny
10-20 (3-5l) (*)>1
0,05-0,1(*)
ZuŜycie energii dziś i jutro
rodzaj
Dziś
(2010)
Jutro
(2030)
Ogrzewanie+
wentylacja
70%
30%
Cwu + posiłki
23%
46%
Ośw. + urz. El.
7%
24%
nośnik energii
Dania
Francja
Niemcy
Holandia
Wielka
Brytania
Polska
(82%)
węgiel
kamienny
0
2
5
0
9
62
drewno
opałowe
7
25
2
3
1
2
Gaz + olej
43
56
82
80
83
13
energia
elektryczna
6
11
5
16
7
1
ciepło
sieciowe
38
5
7
2
0
22
inne
5
0
0
0
0
0
Sprawność w certyfikatach
Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania energii końcowej do ogrzewania i wentylacji
QK,H = Q H,nd/ηΗ,tot
ηHtot = ηH,g*ηH,d*ηH,s*ηH,e
ηHtot – średnia sezonowa sprawność całkowita systemu grzewczego budynku – od
wytwarzania (konwersji) ciepła do przekazania w pomieszczeniu
ηH,g średnia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii dostarczanej
do
granicy bilansowej budynku (energii końcowej),
ηH,d średnia sezonowa sprawność transportu (dystrybucji) ciepłej wody w obrębie
budynku (osłony bilansowej lub poza nią),
ηH,s średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepłej wody w elementach
pojemnościowych systemu grzewczego budynku (w obrębie osłony bilansowej lub
poza nią),
ηH,e średnia sezonowa sprawność regulacji i wytworzenia ciepła w budynku (w obrębie
osłony bilansowej)
Tab.1 Sprawności źródeł ciepła
ηg
Lp. Rodzaj źródła ciepła
1.
Kotły na paliwo płynne z otwartą komorą spalania
i palnikiem 2-stopniowym
0,86
2.
j.w. lecz z zamkniętą komorą spalania i palnikiem
modulowanym
0,88
3.
Kotły gazowe kondensacyjne
0,95
4
Kotły węglowe wyprodukowane po 2000 roku
0,82
5.
j.w. lecz w latach 1980-2000
0,65-0,75
6.
j.w. lecz przed 1980
0,5-0,65
7.
Kotły na biomasę (drewno: brykiet, pelet, polana,
zrębki) wrzutowe z obsługą ręczna do 100 kW
0,72
8.
Kotły na biomasę (słoma) wrzutowe z obsługą
ręczna do 100 kW
0,63
9.
Kotły na biomasę (słoma) z obsługą ręczną
powyŜej 100 kW
0,70
10.
Kotły na biomasę (słoma) automat. 100-600 kW
0,75
Tab.2 Sprawność przesyłu ciepła ŋd
Lp Rodzaj instalacji grzewczej
ŋd
1.
Źródło ciepła w pomieszczeniu (ogrzewanie
elektryczne, kaflowe)
1,00
2.
Ogrzewanie mieszkaniowe
1,00
3.
Centralne wodne, ze źródła ciepła w budynku, z
zaizolowanymi przewodami, armatura i urządzenia w
pomieszczeniu nieogrzewanym
0,92-0,95
4.
J.w. lecz przewody bez izolacji
0,87-0,90
5.
Ogrzewanie powietrzne
0,95
6.
Instalacja ogrzewcza zasilana z lokalnego źródła ciepła
usytuowanego poza ogrzewanym budynkiem
0,80-0,84
Tab.3 Sprawność wykorzystania ciepła ηe
ηe
Lp.
Rodzaj grzejników
1.
Grzejniki z ogniw i płytowe
0,97
2.
Konwektory
0,94
3.
Ogrzewanie podłogowe
0,98
4.
Ogrzewanie sufitowe
0,95
5.
Ogrzewanie konwektorami
wentylatorowymi
Ogrzewanie powietrzne
0,93
6.
0,92
Tab.4 Sprawność regulacji dostawy ciepła ηr
ηr
Lp. Rodzaj instalacji
1.
El. grzejniki bezpośrednie: konwektorowe,
płaszczyznowe, promiennikowe
0,98
2.
Podłogowe: kablowe, elektryczno-wodne
0,95
3.
El.grz. akumulacyjne: konwektorowe i podłogowe
kablowe
0,9
4.
Elektryczne zdecentralizowane
0,8
5.
El. Ogrzewanie akumulacyjno-bezpośrednie
0,91-0,97
6.
c.o. z grzejnikami członowymi lub płytowymi dla
regulacji miejscowej
0,96-0,98
7.
J.w. lecz regulacji centralnej i miejscowej
0,98-0,99
8.
j.w. lecz regulacji strefowej
0,95-0,97
9.
j.w. lecz regulacji strefowej i centralnej
0,97-0,98
Sprawność w audytach
Ocena dotyczy takŜe innych elementów
instalacji i metodyka podana w
Rozporządzeniu o zasadach i formie
audytu energetycznego pod potrzeby
ustawy termomodernizacyjnej
Sprawność instalacji
ηcał = (ηw * ηp * ηr * ηe)/ (wd*wt)= Qr/Qd
•Sprawność wytwarzania ŋw
•Sprawność przesyłania ŋp
•Sprawność regulacji ŋr
•Sprawność wykorzystania ŋe
• osłabienie weekendowe wt
• osłabienie nocne wd (podzielniki kosztów wd=0,95)
•Qr – wynik obliczeń OZC (straty + zyski)
•Qd – energia dostarczona do budynku
Sprawność regulacji ŋr
ŋr
=1-(1- ŋco)*2*GLR^0,5
GLR= stosunek sumy zysków do sumy strat ciepła
budynku
Uwaga: przy braku OZC przyjąć ηco
Sprawność instalacji c.o. - ηco
Lp
.
1
2
Współczynnik regulacji dla
Wartość
dla systemów grzewczych z centralnym systemem
regulacji, bez automatyki pogodowej i bez zaworów
termostatycznych
co najmniej
0,75
dla systemów grzewczych z centralnym systemem
regulacji, z automatyką pogodową lecz bez zaworów co najmniej
0,85
termostatycznych
3
dla systemów z elementami grzejnymi z termostatami, o nie więcej niŜ
duŜej bezwładności cieplnej
0,95
4
dla systemów z elementami grzejnymi z termostatami, o nie więcej niŜ
znikomej bezwładności cieplnej
0,99
Sprawność wykorzystania ŋe
Rodzaj ogrzewania
Sprawność
wykorzystania ciepła
Ogrzewanie podłogowe
1,0
Ogrzewanie tradycyjne, grzejniki
prawidłowo usytuowane w
pomieszczeniu
0,95
Ogrzewanie tradycyjne, grzejniki
z osłoną
0,90
Ogrzewanie tradycyjne, obudowa
grzejników nie uwzględniona w
0,80÷0,90
ich projektowaniu
Przerwy w ogrzewaniu w okresie doby wd
Czas przerw w ogrzewaniu Typ budynku
lekki
cięŜki
1
2
3
Bez przerw
1,00
1,00
4 godziny
0,96
0,98
8 godzin
0,93
0,95
12 godzin
0,85
0,91
16 godzin
0,79
0,88
Przerwy w ogrzewaniu w okresie tygodnia
Czas ogrzewania
Typ budynku
Lekki*)
CięŜki
1
2
3
7 dni
1,00
1,00
5 dni
0,75
0,85
*) - Budynek lekki, którego masa części
ogrzewanej odniesiona do kubatury
ogrzewanej nie przekracza 150 kg/m3.