Zapotrzebowanie na moc cieplną i energię użytkową do podgrzania ciepłej wody użytkowej – metody obliczeń

Thermal power demand and consumption (in DHW systems) – calculation methods
Zapotrzebowanie na moc cieplną i energię użytkową do podgrzania ciepłej wody użytkowej – metody obliczeń
Zapotrzebowanie na moc cieplną i energię użytkową do podgrzania ciepłej wody użytkowej – metody obliczeń
arch. redakcji

Wyznaczenie rzeczywistego zapotrzebowania na ciepło do podgrzania ciepłej wody w instalacjach centralnych i indywidualnych, zarówno w budownictwie mieszkaniowym, użyteczności publicznej, jak i w budownictwie przemysłowym, jest sprawą złożoną. Decydują o tym przede wszystkim takie czynniki, jak nierównomierność poboru ciepłej wody w ciągu doby, trudna do określenia na etapie projektowania późniejszej eksploatacji rzeczywista liczba mieszkańców, rodzaj i jakość armatury zastosowanej w punktach poboru wody. Czynniki te stanowią dane wyjściowe do wyznaczania mocy cieplnej źródeł ciepła i elementów instalacji c.w.u. (koszty inwestycyjne), a później wpływają na wielkość kosztów eksploatacyjnych.

Całkowite roczne zużycie ciepła na podgrzanie ciepłej wody użytkowej szacuje się w starszych budynkach na ok. 15–20% zużycia ciepła na ogrzewanie – proporcja ta ulega zmianie z uwagi na coraz lepszą izolacyjność cieplną budynków. Dzieje się tak na skutek znacznego obniżania zapotrzebowania na cele ogrzewania (budynki energooszczędne i pasywne) przy stałym lub nieznacznie zmniejszającym się zapotrzebowaniu na ciepło do podgrzewania ciepłej wody dla danego obiektu.

Czytaj też: Dostawa ciepłej wody zasilanej gazowym kotłem kondensacyjnym >>>

Jednym z parametrów istotnie decydujących o ilości zużytego ciepła jest temperatura ciepłej wody. Według norm niemieckich [2] do obliczeń przyjmuje się następujące temperatury ciepłej wody:

  • 35–45ºC – umywalnie, natryski, łazienki,
  • 55–60ºC – kuchnie
  • i 100ºC – cele przemysłowe.

Celem artykułu jest omówienie i porównanie najczęściej stosowanych metod obliczeń zapotrzebowania na moc cieplną i energię użytkową do podgrzania ciepłej wody wymagających różnych danych wyjściowych, takich jak: ilość i rodzaj armatury w punktach poboru, liczba mieszkańców czy normatywne ilości wody dla różnych punktów poboru.

Metody obliczeń zapotrzebowania na moc cieplną do podgrzania c.w.u.

Metoda Sandera (M1)

Procedurę obliczeń zapotrzebowania na ciepło wg metody Sandera [4], opartą na współczynniku jednoczesności, przedstawiono na przykładzie instalacji c.w.u. w systemie pojemnościowym. Wielkościami wynikowymi są średnie roczne zapotrzebowanie na moc cieplną na cele c.w.u. oraz pojemność zasobnika ciepłej wody Vz. Maksymalne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową dla budynków mieszkalnych jest wyznaczane w oparciu o liczbę wanien i/lub natrysków z pominięciem takich punktów poboru, jak zlewozmywaki, umywalki itp.

Maksymalne zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla mieszkań w budynku wyznacza się z zależności:

  • mieszkania z wannami

  (1)

  • mieszkania z natryskami

  (2)

gdzie:

  • mieszkania z wannami:
    - zużycie wody = 140 dm3/h,
    - nw – liczba wanien w mieszkaniach,
    - φw – współczynnik jednoczesności rozbioru w mieszkaniach z wannami;
  • mieszkania z natryskami:
    - zużycie wody = 40 dm3/h,
    - nn – liczba natrysków w mieszkaniach,
    - φn – współczynnik jednoczesności rozbioru w mieszkaniach z natryskami.

Maksymalne zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla wszystkich mieszkań w budynku:

  dm3/h   (3)

Dobowe zużycie wody przy założonym czasie użytkowania :

  (4)

Maksymalne zapotrzebowanie na moc cieplną:

   (5)

gdzie:

ρw – gęstość wody, ρw = 1 kg/dm3;
cw – ciepło właściwe wody, cw = 4,18 kJ/(kg K);
1,2 – współczynnik uwzględniający straty ciepła 20%;
tcwp, tcwu – temperatura ciepłej wody – początkowa i końcowa, ºC.

Moc źródła ciepła dla instalacji podgrzewania c.w.u.:

  (6)

gdzie:

– liczba godzin koniecznych do całkowitego podgrzania wody w zasobniku; przyjęto ;
– liczba godzin pracy (użytkowania); przyjęto .

Przy

  (7)

Pojemność cieplna zasobnika:

  (8)

Średnie zapotrzebowanie na moc cieplną do podgrzania c.w.u.:

   (9)

gdzie:

nd – liczba szczytów poboru ciepłej wody w ciągu doby; nd = 1,5–2,0.

Objętość zasobnika w systemie pojemnościowym:

  (10)

gdzie:

b – współczynnik uwzględniający martwą przestrzeń w zasobniku; b = 1,15÷1,20;
cw – ciepło właściwe wody; cw = 1,16 · 10–3 kWh/(dm3 K);
tcwu – średnia temperatura górnej warstwy wody w zasobniku, ºC;
tu – dopuszczalna temperatura dolnej warstwy wody w zasobniku, ºC.

Dla pionowych zbiorników ciepłej wody przy dobrym uwarstwieniu wody:

∆t = 60 – 10 = 50 K

Dla pionowych zbiorników ciepłej wody przy częściowym zmieszaniu:

∆t = 60 – 25 = 35 K

Suma zapotrzebowania na moc cieplną do podgrzania c.w.u. oraz strat ciepła w instalacji c.w.u. jest podstawą do doboru źródła ciepła.

 

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

 

   22.03.2016
prof. dr hab.  Halina  Koczyk
prof. dr hab.  Halina  Koczyk
Zakład Ogrzewnictwa, Klimatyzacji i Ochrony Powietrza, Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska więcej »
dr inż.  Grzegorz  Krzyżaniak
dr inż.  Grzegorz  Krzyżaniak
Zakład Ogrzewnictwa, Klimatyzacji i Ochrony Powietrza, Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska więcej »

Komentarze

(1)
Toma90 | 19.04.2016, 10:15
Faktyczne dobre wyliczenie zapotrzebowania na ciepłą wodę w ciągu doby jest kwestią niezwykle złożoną jak również kluczową jeżeli chcemy dokonać jakichś oszczędności w poborze energii. W fazie projektowania należy zwrócić uwagę na to jakiego typu będzie to budynek - jest to element kluczowy, gdyż inne zapotrzebowanie na wodę będzie miał budynek mieszkalny jednorodzinny, inne blok mieszkaniowy a jeszcze inne mały zakład produkcyjny. Co do zakładu produkcyjnego dobrze jest przeanalizować plan prac takiego przedsiębiorstwa. W jakich godzinach prowadzone są jakie czynności i czy dana czynność wymaga dużej ilości ciepłej wody czy też nie. Inaczej za to działa budynek mieszkalny. Zapotrzebowanie na ciepłą wodę w tym przypadku będzie spore w godzinach porannych, w środkowej części dnia zdecydowanie mniejsze a w godzinach popołudniowo-wieczornych ponownie duże, nawet większe niż w godzinach porannych.

Usługi eksperckie z zakresu bezpieczeństwa ppoż - zapraszam na profil.
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowe kotły gazowe
  • - Retencja wód opadowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl