Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Zapotrzebowanie na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach istniejących

The energy demand for the domestic hot water preparation in existing buildings
Zapotrzebowanie na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach istniejących
Zapotrzebowanie na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach istniejących
Rys. redakcja RI

W analizach energetycznych budynków istniejących warto wykorzystywać rzeczywiste dane pomiarowe. Analizy należy przeprowadzać w częstszym niż rok kroku czasowym. Uwzględnienie profilu zmian zużycia ciepłej wody użytkowej i temperatury wody zimnej znacząco zwiększa dokładność wyników. Założenie stałej temperatury wody wodociągowej i stałego zużycia c.w.u. w poszczególnych miesiącach może bowiem prowadzić do błędnego oszacowania zapotrzebowania na energię użytkową i końcową do przygotowania ciepłej wody.

Wzrost zużycia energii jest niechcianym następstwem rozwoju gospodarczego. Warto przy tym zwrócić uwagę, że sektor budowlany należy do wysoce energochłonnych obszarów gospodarki. Zużycie energii końcowej przez budynki stanowi ok. 40% całkowitego zużycia energii końcowej w krajach Unii Europejskiej. Aby zredukować ilość energii kierowanej do sektora budowlanego, konieczne jest prowadzenie prac, które zmierzają do zmniejszenia zapotrzebowania na energię w budynkach istniejących.

Przed przeprowadzeniem termomodernizacji budynku wykonuje się audyt energetyczny. Ma on na celu wskazanie usprawnień, które pozwolą na zwiększenie efektywności energetycznej budynku, czyli zmniejszenie ilości zużywanej energii, a tym samym zmniejszenie kosztów ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Poprawnie wykonany audyt powinien opierać się m.in. na inwentaryzacji techniczno-budowlanej budynku oraz danych opisujących rzeczywiste zużycie energii w obiekcie.

Uzyskanie informacji o rzeczywistym zużyciu energii lub paliwa jest relatywnie proste. Większym problemem w przypadku braku odpowiednich danych pomiarowych jest podział kosztów na cele ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. Tego zagadnienia dotyczy artykuł.

Analizy przeprowadzono dla następujących danych: miesięczne zużycie energii końcowej dostarczonej do budynku (sumaryczne do ogrzewania i przygotowania c.w.u.) i roczne zużycie c.w.u. Jest to typowy pakiet danych pomiarowych dostarczany na potrzeby analizy rzeczywistego zużycia energii w istniejącym budynku.

Obliczanie zapotrzebowania na energię do przygotowania c.w.u. w budynku istniejącym powinno być oparte na rocznym zużyciu tego medium w budynku. W Polsce do obliczeń tego zapotrzebowania powszechnie stosowana jest zależność opisana w rozporządzeniu w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku oraz sposobu sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej [1]. Pozwala ona wykonać obliczenia w kroku rocznym, choć powszechnie, prawdopodobnie w związku z wytycznymi obowiązującymi w Niemczech, stosowana jest również do szacowania miesięcznego zapotrzebowania na energię do tego celu.

Takie podejście obarczone jest dużym błędem, gdyż zużycie energii na potrzeby przygotowania c.w.u. jest różne w poszczególnych miesiącach roku i, jak wykazano w pracy [2], związane ze zmianami temperatury wody wodociągowej w ciągu roku i zmianami zużycia ciepłej wody, na które wpływ mają np. przypadający lub nie w danym miesiącu okres urlopowy czy temperatura zewnętrzna zmieniająca preferencje użytkowników dotyczące temperatury kąpieli.

Oznaczenia:

Af – powierzchnia ogrzewana pomieszczeń w budynku, m2;
AM1 – powierzchnia mieszkań jednopokojowych, m2;
AM2 – powierzchnia mieszkań dwupokojowych, m2;
AM3 – powierzchnia mieszkań trzypokojowych, m2;
AM4 – powierzchnia mieszkań czteropokojowych, m2;
cw – ciepło właściwe wody, kJ/(kg K);
EKc.o. – rzeczywisty wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania budynku, kWh/(m2 rok);
kR – współczynnik korekcyjny ze względu na przerwy w użytkowaniu ciepłej wody użytkowej, –;
Ldm – liczba dni w danym miesiącu, –;
nm – współczynnik korekcyjny miesięcznego zużycia c.w.u. [2], –;
QW,nd – roczne zapotrzebowanie na energię użytkową do przygotowania c.w.u., kWh;
QW,nd,m – miesięczne zapotrzebowanie na energię użytkową do przygotowania c.w.u., kWh;
QK,c.w.u. – zapotrzebowanie na energię końcową do przygotowania c.w.u., kWh;
QK,c.o. – zapotrzebowanie na energię końcową do c.o., kWh;
QK – zapotrzebowanie na energię końcową, kWh;
tC.W.U. – temperatura ciepłej wody użytkowej, °C;
tW.Z. – temperatura wody zimnej, °C;
tR – liczba dni w roku (jest równa 365), doba;
Vm – miesięczne zapotrzebowanie na c.w.u., l/miesiąc;
Vsr,d – średnie dobowe zapotrzebowanie na c.w.u., l/doba;
Vwi – jednostkowe zapotrzebowanie na c.w.u., l/(doba m2);
ρw – gęstość wody, kg/m³.

Stosunkowo powszechnym podejściem przy określaniu rzeczywistej wartości zapotrzebowania na energię końcową do przygotowania c.w.u. w budynkach istniejących jest wykorzystanie do tego celu pomiarów zużycia energii z okresu letniego. Obliczenia te opierają się zazwyczaj na założeniu równomiernego rozkładu zużycia energii na ten cel w ciągu roku. W artykule jako alternatywę do założenia równomiernego zużycia energii na przygotowanie c.w.u. przedstawiono model opisany w pracy [2].

Opis analizowanego systemu

Do analizy wykorzystane zostały dane pomiarowe dotyczące miesięcznego zużycia energii cieplnej do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody oraz kwartalnego zużycia ciepłej wody użytkowej dotyczące trzech budynków wielorodzinnych. Źródłem ciepła dla wszystkich budynków są węzły ciepłownicze zasilane z miejskiej sieci ciepłowniczej, a źródłem wody wodociągowej – system wodociągów zasilanych z ujęcia powierzchniowego. Dostępne dane dotyczące analizowanych budynków podano w tab. 1 oraz na rys. 1 i rys. 2.

Tabela 1. Podstawowe dane dotyczące analizowanych obiektów
Tabela 1. Podstawowe dane dotyczące analizowanych obiektów
Rys. 1. Miesięczne zużycie energii końcowej (na c.o. i c.w.u.) w analizowanych budynkach
Rys. 1. Miesięczne zużycie energii końcowej (na c.o. i c.w.u.) w analizowanych budynkach

Czytaj też: Wyznaczanie przepływu obliczeniowego wody w halach produkcyjnych >>>

Na rys. 1 przedstawiono zużycie energii w rozbiciu na poszczególne miesiące. Dane zarejestrowane zostały przez ciepłomierz główny zamontowany w węźle ciepłowniczym, służący do rejestracji zużycia energii na potrzeby centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Na wykresie zauważyć można, że źródło ciepła w okresie od czerwca do września pracowało prawdopodobnie wyłącznie na potrzeby przygotowania c.w.u.

Rys. 2. Roczne zużycie ciepłej wody użytkowej w analizowanych budynkach
Rys. 2. Roczne zużycie ciepłej wody użytkowej w analizowanych budynkach

Na rys. 2 przedstawiono rzeczywiste roczne zużycie ciepłej wody użytkowej w budynkach dla tego samego okresu, z którego pochodzą pomiary zużycia energii. Największe zużycie występuje w budynku III, w którym znajduje się największa liczba mieszkań, co jest oczywiście związane z liczbą użytkowników korzystających z instalacji c.w.u.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiiącego samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej (DzU 2015, poz. 376).
2. Chmielewska A., Modelowanie zapotrzebowania na energię użytkową do przygotowania ciepłej wody w budynkach wielorodzinnych, praca doktorska.
3. Chmielewska A., Szulgowska-Zgrzywa M., Danielewicz J., Domestic hot water consumption in multi-apartment buildings, E3S Web Conf., Volume 17, 2017, 9th Conference on Interdisciplinary Problems in Environmental Protection and Engineering EKO-DOK 2017.
4. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw charakterystyki energetycznej (DzU 2008, nr 201, poz. 1240).

streszczenie

W artykule podjęto dyskusję dotyczącą metod obliczania zapotrzebowania na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach istniejących, w szczególności na potrzeby audytów energetycznych. W tym celu wykorzystano rzeczywiste pomiary zużycia ciepłej wody i energii cieplnej kierowanej na potrzeby grzewcze trzech budynków wielorodzinnych. Na podstawie kilku metod obliczeniowych wyznaczono zapotrzebowanie na c.w.u. w tych budynkach. Wyniki obliczeń odniesiono do rzeczywistych pomiarów. Na podstawie tych samych metod obliczeniowych wyznaczono roczne zapotrzebowanie na energię użytkową i końcową do przygotowania ciepłej wody oraz rzeczywiste (wynikające z pomiarów) zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania budynku. Uzyskane wyniki poddano dyskusji.



abstract

The article discusses the methods of calculating the energy demand for preparing domestic hot water in existing buildings, in particular for the needs of energy audits. For this purpose, actual measurements of the domestic hot water consumption and heat energy demand of three multi-family buildings were used. On the basis of several calculation methods, the demand for domestic hot water in these buildings was determined. The results were referred to the actual measurements. On the basis of the same calculation methods, the annual demand for usable and final energy for the domestic hot water preparation and the actual (measured) demand for final energy for heating of the building were determined. The results obtained were discussed.

W artykule:

• Opis analizowanego systemu
• Metody wyznaczania zapotrzebowania na energię użytkową do przygotowania c.w.u.
• Analiza zużycia energii cieplnej do przygotowania c.w.u. na przestrzeni roku

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[energia, ciepła woda użytkowa, metody obliczania zapotrzebowania na energię, audyty energetyczne]

   27.09.2018
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.
dr inż.  Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa
dr inż.  Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska więcej »
inż.  Krzysztof  Piechurski
inż.  Krzysztof  Piechurski
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »
mgr inż.  Agnieszka  Chmielewska
mgr inż.  Agnieszka  Chmielewska
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Czy już znasz, idealne narzędzie dla projektantów sieci wod - kan » Co sprawi, że rozwiążesz problemy pomiarowe wentylacji »
aplkacja wod-kan pomiar termowizyjny
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Klimatyzacja bez przeciągów - jak to możliwe »

 klimatyzator

 



Na czym polega renowacja kanalizacji bez kucia ścian » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
renowacja kanalizacji
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


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
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
Zobacz szczegóły
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