Fűtéstechnika
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 21 + 4
Mo. téli átlaghőmérsékletének eloszlása
Mo. téli átlaghőmérsékletei
Hőfokgyakorisági görbe, hőfokhíd
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
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
Forrás:Büki
Hőfokhíd tipikus értékei
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
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
Mo. téli szélviszonyai
HŐSZÜKSÉGLET SZÁMITÁS
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 )
300 kg/m2 300-600 kg/m2 600 kg/m2
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.
t im helyiség méretezési hőmérséklete
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
Q filt n ( t t ) = V c hely l l im k 3600 ρ n= 1/ó légcsereszám n=v l /V hely
Q filt nf ( t t ) = ρ c l l im k 3600 n =fő f =m 3 /hfő fejadag
Q filt ρ ( t t ) = V c l l l im k V l = m 3 /h szellőző levegő
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.
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
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 10,27-15 36 0,86 318,0 17,3 0,5 4 117,3 külső ablak 0,9 1,5 1,35-15 36 3 145,8 külső ajtó 0,9 2,4 2,16-15 36 3,5 272,2 padlás födém 3,1 2,1 6,51-8 29 0,6 113,3 pince födém 3,1 2,1 6,51 3 18 0,8 93,7 942,9 117,3 1060 Qfiltr=n*V*ró*c*delta t=(0,5/3600)*17,25*1,36*1000*36=117,3 W
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 10,27-15 36 0,45 166,4 17,3 0,5 0,0024 117,3 külső ablak 0,9 1,5 1,35-15 36 1,6 77,8 külső ajtó 0,9 2,4 2,16-15 36 1,8 140,0 padlás födém 3,1 2,1 6,51-8 29 0,3 56,6 pince födém 3,1 2,1 6,51 3 18 0,5 58,6 499,3 117,3 617
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 10,27-15 36 0,2 73,9 17,3 0,5 0,0024 117,3 külső ablak 0,9 1,5 1,35-15 36 1,6 77,8 külső ajtó 0,9 2,4 2,16-15 36 1,8 140,0 padlás födém 3,1 2,1 6,51-8 29 0,3 56,6 pince födém 3,1 2,1 6,51 3 18 0,5 58,6 406,9 117,3 524
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 10,27-15 35 0,2 71,9 17,3 0,5 0,0024 114 külső ablak 0,9 1,5 1,35-15 35 1,6 75,6 külső ajtó 0,9 2,4 2,16-15 35 1,8 136,1 padlás födém 3,1 2,1 6,51-8 28 0,3 54,7 pince födém 3,1 2,1 6,51 3 17 0,5 55,3 393,6 114 508
Folyamatábra Simon Tamás PhD. Hallgató Magyar Épületgépészet 2008.
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 )
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