Fűtési energiaigényt befolyásoló időjárási tényezők: Léghőmérséklet mérése, napi átlaghőmérséklet

Átírás

1 Fűtéstechnika

2 Fűtési energiaigényt befolyásoló időjárási tényezők: külső levegő hőmérséklet, napsugárzás, széljárás Léghőmérséklet mérése, napi átlaghőmérséklet A hőmérséklet mérésnél törekedni kell, hogy valóban a levegő hőmérsékletét mérjük, ezért: Hőmérőt védeni kell a sugárzástól Szellős helyen kell mérni Kerülni kell, hogy valamilyen más anyaggal érintkezzen a hőmérő A meteorológiai gyakorlatban ezért erre a feladata a Stevenson-féle házikót használják. A hőmérséklet fontos jellemzői a középértéke, maximuma és minimuma. A középérték számítása a Meteorológiai Világszervezet előírása alapján az alábbi módon történik: t m = t 7 + t 14 2 t

3 Mo. téli átlaghőmérsékletének eloszlása

4 Mo. téli átlaghőmérsékletei

5 Hőfokgyakorisági görbe, hőfokhíd

6 A hőfokgyakorisági görbe a következő összefüggéssel írható le: t e = -15+3,55*x 0,3835 t e -átlagos külső hőmérséklet, x -napok száma, az adott hőfoknál kisebb átlag hőmérsékletűeké Hőfokgyakoriság: az évenként előforduló azonos átlaghőmérsékletű napok száma. (pl Bp-en 0 oc-nál alacsonyabb átlaghőmérséklet 50 nap fordult elő.) Napi hőfokhíd (napfok): G N = t b -t kköz Évi hőfokhíd: G évi z τ = tb tki = i= 1 z τ 0 ( t b t k ) dτ a fűtési napok száma a fűtés időtartama

7 A hőfokhíd a külső hőmérséklet időbeli változását mutató ábrából is leolvasható. A fűtési napok száma, a fűtési hőfokhíd függ a fűtési határhőmérsékletttől. A fűtési határhőmérséklet: Az a külső hőmérséklet, amelynél a helyiség hőnyeresége és hővesztesége megegyezik egymással. t h = t i Q sug + K Q bhő Épület veszteségtényezője: K AütrU ütr + AttrU ttr + lkl + = nv ρ c hely l l W/oC

8 Forrás:Büki

9 Hőfokhíd tipikus értékei

10 Napsugárzás A legfontosabb időjárási tényező, amely az összes többit jelentős mértékben befolyásolja. A sugárzás energiahozamát a sugárzás intenzitásával fejezzük ki. W/m2 Hogy mennyi energia jut a földünkre az függ: -beesési szögtől (naptári évtől, napi időtől, tájolástól, dőlési szögtől) -tengerszint feletti magasságtól -légkör szennyezettségétől Sugárzás lehet: -direkt -diffúz N naptényező(0 1) Q = A tr N I SRG (W ) I SRG etalon szerkezeten átjutó hőáramsűrűség

11

12 Széljárás -A szél vízszintes irányú légmozgás. Keletkezésének oka a hőmérséklet különbség hatására fellépő légnyomás különbség. -A szél sebessége vektor mennyiség, nagyságával és irányával jellemzett. -A külső térben a levegő sebessége változik a magasság függvényében. Szél hatása a fűtési hőigényre. Szél hatása a fűtési hőigényre. -növeli a külső oldali hőátadási tényezőt α k = 5,8+4,1*v sz -növeli a filtrációt, ezáltal a filtrációs energiaáramot

13

14 Mo. téli szélviszonyai

15 HŐSZÜKSÉGLET SZÁMITÁS

16 Helyiség energiamérlege stacioner állapotban Q R + Q bhő + Q sug = P T Q transzmkül + Q transzmbel + Q filtr Q transzmkül n p = AiU i im k i= 1 j= 1 ( t t ) + l U ( t t ) j lj im k Q filt ρ ( t t ) = V c l l l im k Q transzmbel n = j= 1 A jb U jb ( t im t jsz )

17 300 kg/m kg/m2 600 kg/m2

18 A hőtárolóképesség a tömeg és a fajhő szorzata. Egy összetett határoló szerkezetnél a tárolt hőmennyiség a rétegrendnek is függvénye. Mindennek akkor van jelentősége, ha valamilyen időbeli változás történik.

19 t im helyiség méretezési hőmérséklete

20

21

22

23 Légáteresztés A határoló szerkezeteken keresztül légnyomás különbség hatására létrejövő levegő áramlás. A levegő bejuthat illesztési, csatlakozási hézagokon, és a porózus szerkezeten. Légnyomás különbség létre jöhet: - szél hatására -sűrűség különbség hatására -szellőző rendszerek működése következtében A réseken átáramló levegő térfogatárama: V = l a p n m 3 l réshossz m a légáteresztési tényező m 3 /ómpa 2/3 a l légáteresztő képesség Légcsereszám: n= V szellőző lev / V helyiség térfogat / ó

24 Q filt n ( t t ) = V c hely l l im k 3600 ρ n= 1/ó légcsereszám n=v l /V hely

25 Q filt nf ( t t ) = ρ c l l im k 3600 n =fő f =m 3 /hfő fejadag

26 Q filt ρ ( t t ) = V c l l l im k V l = m 3 /h szellőző levegő

27 Szél és felhajtóerő által okozott filtrációs energiaáram Q filtr [ = r E ( ) ( ) ]( ) t al + E n al tim tk tj nj E WsPa 2/3 /m 3 K épület jellemző E t szél által támadott E n szélárnyékos oldalon al m 3 /spa 2/3 légáteresztő képesség r épület alaprajzi jellemző Az egész épület eredő filtrációs hőszükséglete: -szellőző berendezés működése következtében létrejövő légcsere alapján számított összes hőáram és -szél és felhajtóerő által okozott összegzett filtrációs energiáram 0,7-szerese.

28 Hőszükséglet számítás menete: 1. t i 2. t im 3. U, U erdő számítása, kiválasztása 4. t k 5. Lehűlő felületek meghatározása 6. Hőáramok meghatározása 7. Hőáramok szummázása 8. Ellenőrző számítás

29

30 Hőszükséglet számítás Helyiség megnevezés /szerkezetek méretek méretek levonandó felület, felület hossz tkülső delta t U U vonalm. Q külső Q belső transzm transzm.. V n V szellő ző Q filtr. Q fűtés m m m2 m2, m oc oc W/ m2,oc W/ m,oc W W m3 1/h m3/h W W 01 jelű szoba tbelső=21 o C 0,002 külső fal 5,2 2,65 3,51 10, ,86 318,0 17,3 0, ,3 külső ablak 0,9 1,5 1, ,8 külső ajtó 0,9 2,4 2, ,5 272,2 padlás födém 3,1 2,1 6, ,6 113,3 pince födém 3,1 2,1 6, ,8 93,7 942,9 117, Qfiltr=n*V*ró*c*delta t=(0,5/3600)*17,25*1,36*1000*36=117,3 W

31 Hőszükséglet számítás Helyiség megnevezé se/szerkezet ek méretek méretek levonandó felület felület, hossz tkülső delta t U U vonalm Q külső transzm. Q belső transzm. V n V szellőző Q filtr. Q fűtés 01 jelű szoba tbelső=21 o C m m m2 m2, m oc oc W/ m2,oc W/ m,oc W W m3 1/h m3/h W W külső fal 5,2 2,65 3,51 10, ,45 166,4 17,3 0,5 0, ,3 külső ablak 0,9 1,5 1, ,6 77,8 külső ajtó 0,9 2,4 2, ,8 140,0 padlás födém 3,1 2,1 6, ,3 56,6 pince födém 3,1 2,1 6, ,5 58,6 499,3 117,3 617

32 Hőszükséglet számítás Helyiség megnevezé se/szerkezet ek méretek méretek levonandó felület felület, hossz tkülső delta t U U vonalm Q külső transzm. Q belső transzm. V n V szellőző Q filtr. Q fűtés 01 jelű szoba tbelső=21 o C m m m2 m2, m oc oc W/m2,o C W/ m,oc W W m3 1/h m3/h W W külső fal 5,2 2,65 3,51 10, ,2 73,9 17,3 0,5 0, ,3 külső ablak 0,9 1,5 1, ,6 77,8 külső ajtó 0,9 2,4 2, ,8 140,0 padlás födém 3,1 2,1 6, ,3 56,6 pince födém 3,1 2,1 6, ,5 58,6 406,9 117,3 524

33 Hőszükséglet számítás Helyiség megnevezé se/szerkezet ek méretek méretek levonandó felület felület, hossz tkülső delta t U U vonalm Q külső transzm. Q belső transzm. V n V szellőző Q filtr. Q fűtés 01 jelű szoba tbelső=20 o C m m m2 m2, m oc oc W/m2,o C W/ m,oc W W m3 1/h m3/h W W külső fal 5,2 2,65 3,51 10, ,2 71,9 17,3 0,5 0, külső ablak 0,9 1,5 1, ,6 75,6 külső ajtó 0,9 2,4 2, ,8 136,1 padlás födém 3,1 2,1 6, ,3 54,7 pince födém 3,1 2,1 6, ,5 55,3 393,

34 Folyamatábra Simon Tamás PhD. Hallgató Magyar Épületgépészet 2008.

35 A fajlagos hőveszteségtényező számítása EGYSZERŰSÍTETT SZÁMÍTÁS TNM RENDELET SZERINT 1 Q sd q = (ΣΑU R + Σ Ψ l - ) W/m 3 K, ahol: V 72 A - felület (m 2 ) U R - U (1 + χ) a csatlakozási élek hőhid-hatásával korrigált rétegtervi hőátbocsátási tényező (W/m 2 K) Ψ - lábazatok, talajjal érintkező padlók, pincefalak vonalmenti hőátbocsátási tényezője (W/mK) l - lábazatok, talajjal érintkező padlók, pincefalak hossza (m) Q sd - direkt sugárzási hőnyereség (W) V - fűtött épülettérfogat (m 3 )

36 A fűtés fajlagos primer energiaigénye: éves nettó fűtési energiaigény teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága miatti veszteségek E F hőelosztás fajlagos vesztesége fütési hőtárolás veszteségei ( q ) ( ) f + q f, h + q f, v + q f, t Ck k e f + ( E FSz + E FT + q k, v ) e v = α teljesítménytényező lefedési tényező hőelosztás segéd villamos energia igénye fütési hőtárolás segédenergia igénye hőtermelés villamos seg.energia igénye fütés primer energia átalakítási tényezője a villamos segédenergia átalakítási tényezője