+ All Categories
Home > Documents > Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam...

Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam...

Date post: 21-Nov-2020
Category:
Upload: others
View: 0 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
130
Podklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 1 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov 125ESB Energetické systémy budov Část 1. Praha 2014 Evropský sociální fond Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti 1 prof. Ing. Karel Kabele, CSc. 125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele Obsah Energetické výpočty Návrh a konstrukce otopných ploch Teplovodní otopné soustavy Měření a regulace vytápění Příprava teplé vody 125ESB1 2014/2015 2 prof.Karel Kabele
Transcript
Page 1: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 1

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

125ESB Energetické systémy budovČást 1.

Praha 2014

Evropský sociální fond

Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti1

prof. Ing. Karel Kabele, CSc.

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele

Obsah

• Energetické výpočty

• Návrh a konstrukce otopných ploch

• Teplovodní otopné soustavy

• Měření a regulace vytápění

• Příprava teplé vody

125ESB1 2014/2015 2prof.Karel Kabele

Page 2: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2

ENERGETICKÉ VÝPOČTY

125ESB1 2014/2015

Zpět na obsah9prof.Karel Kabele

Podklady pro navrhování OS- energetické výpočty

• Stanovení potřebného výkonu – tepelné ztráty [kW]– Předběžný výpočet

– ČSN O60210 Výpočet tepelných ztrát při ústředním vytápění

– ČSN EN 12831 Tepelné soustavy. Stanovení tepelného příkonu

• Stanovení roční potřeby energie [kWh, GJ]– Denostupňová metoda

– ČSN EN 832

– ČSN EN13790

– Vyhláška MPO č.78/2013 o energetické náročnosti budov

• Matematické modelování– Porovnání variant řešení

– Nestandardní řešení

125ESB1 2014/2015 10prof.Karel Kabele

Page 3: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 3

Vnitřní výpočtové parametry

• Co je to ti ?

– Výpočtová vnitřní teplota = průměr mezi teplotou vzduchu a teplotou stěn ohraničujících místnost

– výsledná teplota kulového teploměru (naměřená hodnota)

– Výsledná teplota odpovídá operativní teplotě pro rychlost proudění < 0,2 m.s-1

(vypočtená hodnota dle vyhl.253/2002)

125ESB1 2014/2015 11prof.Karel Kabele

Vnější výpočtové parametry

• Co je to te ?

– Venkovní výpočtová teplota

– Průměrná teplota pěti za sebou následujících nejchladnějších dnů podle dlouhodobých pozorování

– -12°C, -15°C,-18°C

– Nad 400 m n.v. –3K

– Jsou-li pro lokalitu konkrétní údaje za 30 let, je možné je použít.

125ESB1 2014/2015 12prof.Karel Kabele

Page 4: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 4

Přívod

Vratná

Soustava 75/60 °C

External temperatur ev[°C]

Hea

tin

g e

nerg

y [

%]

Ma

in o

per

ati

ng

are

a

Heati

ng s

yst

em

tem

p. [0

C]

Rozložení

otopného

výkonu v

průběhu roku

Největší podíl 0°C !

125ESB1 2014/2015

Rozložení otopného výkonu

15prof.Karel Kabele

Heat days [days]

Rela

tive b

oil

er

uti

lisa

tio

n [%

]

Ex

tern

al te

mp

era

ture

[0C

]

5 0% vý kon kot l e p osta ču j ena pokrytí cca.80-90% ročníp r o d u k c e t e p l a

125ESB1 2014/2015

Četnost výskytu venkovních teplot

16prof.Karel Kabele

Page 5: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 5

Předběžný výpočet tepelné ztráty

– Obálková metoda

– Výpočet dle tepelné charakteristiky

– 291/2001 – neplatná vyhláška, nicméně fyzika platí

125ESB1 2014/2015

)(0 ei ttqVQc

17prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 - Použití

• Norma popisuje výpočet návrhového tepelného výkonu pro:

– vytápěný prostor pro dimenzování otopných ploch

– budovu nebo část budovy pro dimenzování tepelného výkonu

Výpočet pro standardní případy -výška místností do 5 m, vytápění do ustáleného stavu.

x zvláštní případy: budovy s vysokou výškou stropu nebo rozdílnou teplotou

125ESB1 2014/2015 22prof.Karel Kabele

Page 6: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 6

a) Stanovení základních údajů:

– výpočtové venkovní teploty

– průměrné roční venkovní teploty

b) Určení každého prostoru budovy: vytápěný ( teplota), nevytápěný

c) Stanovení:

rozměrových vlastností a tepelných vlastností

• všech stavebních částí pro každý vytápěný a nevytápěný prostor.

d) Výpočet návrhových tepelných ztrát prostupem:

• (návrhový součinitel tepelné ztráty prostupem x návrhový rozdíl

teplot)

e) Výpočet návrhových tepelných ztrát větráním:

• (návrhový součinitel tepelné ztráty větráním x návrhový rozdíl teplot)

f) Výpočet celkové tepelné ztráty:

(návrhová tepelná ztráta prostupem + návrhová tepelná ztráta větráním)

g) Výpočet zátopového výkonu:

(dodatečný výkon potřebný pro vyrovnání účinků přerušovaného

vytápění)

h) Výpočet návrhového celkového tepelného výkonu:

(celkové návrhové tepelné ztráty + zátopový výkon)

125ESB1 2014/2015

ČSN EN 12831 – Postup výpočtu

23prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 – Veličiny

• Značení veličin:

θ .…teplota (°C) [théta]

Φ…tepelná ztráta, výkon (W) [velké fí]

H…součinitel tepelné ztráty (W/K)

ψ…lineární součinitel prostupu tepla

(W/m.K)

Q…množství tepla (J)

125ESB1 2014/2015 24prof.Karel Kabele

Page 7: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 7

ČSN EN 12831 - Veličiny

Výsledná teplota Θo = aritmetický průměr teploty vnitřního vzduchu a průměrné teploty sálání.

Výpočtová vnitřní teplota Θint = výsledná teplota ve středu vytápěného prostoru

Předpokládá se, že za běžných podmínek jsou obě teploty sobě rovné.

125ESB1 2014/2015 25prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 - Klimatické údaje (NA)

125ESB1 2014/2015

Začátek a konec otopné sezóny

NA = národní příloha

26prof.Karel Kabele

Page 8: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 8

ČSN EN 12831 - Výpočtová vnitřní teplota (NA)

125ESB1 2014/2015

Výpočtová vnitřní teplota θ int,i = výsledná teplota ve středu prostoru ve výšce 0,6 -1,6m

Vyplývá z požadavku na zajištění tepelné pohody..

27prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát

• Celková návrhová tepelná ztráta (W)

i = T,i + V,i

T,i ….. návrhová tepelná ztráta prostupem tepla

V,i …..návrhová tepelná ztráta větráním

125ESB1,ESBB 2014/2015 28prof.Karel Kabele

Page 9: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 9

ČSN EN 12831 Prostup tepla

, , , , , int,( ) ( )T i T ie T iue T ig T ij i eH H H H

125ESB1 2014/2015

H…součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K)

Indexy:

int…..vnitřní prostor

i……..vytápěný prostor

e…….vnější, venkovní

u…….nevytápěný prostor

g…….zemina, půda

j……...vytápěný prostor

(na výrazně jinou teplotu)

29prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do exteriéru

,T ie K K K i i i

K I

H A U e I e

125ESB1 2014/2015

A… plocha (m2)

U… součinitel prostupu tepla (W/m2.K)

e…korekční činitel vystavení povětrnosti (Pokud vlivy nebyly uvažovány při výpočtu U(W/m2.K) EN ISO 6946)

stavební část lineární tepelný most

30prof.Karel Kabele

Page 10: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 10

ČSN EN 12831 Prostup do exteriéru

,T ie K K K i i i

K I

H A U e I e

125ESB1 2014/2015

ψ…součinitel lineárního tepelného mostu (W/m.K)→ ČSN EN ISO 14683

(zjednodušeně)

→ ČSN EN ISO 10211-2

(podrobný výpočet)

I…délka lineárního mostu (m)

e…korekční činitel vystavení povětrnosti

lineární tepelný moststavební část

31prof.Karel Kabele

Tepelné mosty ?

125ESB1 2014/2015

ČSN EN ISO 1468332prof.Karel Kabele

Page 11: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 11

Příklad tepelného mostu

• Nároží C1

125ESB1 2014/2015

ČSN EN ISO 14683

i...interní, oi…celkové vnitřní, e…externí

• Nároží C2

33prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do nevytápěného prostoru

H A U b Ψ l bk k u l l uT,iue

k l

125ESB1 2014/2015

bu…redukční činitel (-)

při známé θ :

e,iint

u,iint

ub

ueiu

ueu

HH

Hb

jinak:

34prof.Karel Kabele

Page 12: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 12

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

125ESB1 2014/2015

Korekční činitele:

fg1…vliv ročních změn teploty

fg2…vliv průměrné a venkovní výpočtové teploty

Gw…vliv spodní vody (při vzdálenosti < 1m)

w

k

equiv,kkggT,ig )( GUAffH 21

Uequiv,k…ekvivalentní součinitel prostupu tepla –stanovený dle typu podlahy.

35prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

• Uequiv,k- určí se v závislosti na U stavební části a charakteristickém parametru B´. (ČSN EN ISO

13370)

125ESB1 2014/2015

P

AB

5,0

g

Ag…plocha podlahové konstrukce (m2)

P….obvod podlahové konstrukce (m)

36prof.Karel Kabele

Page 13: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 13

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

125ESB1 2014/2015

Uequiv, bf

a betonová podlaha (tepelně neizolovaná)

b B´ hodnota (m)

37prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

125ESB1 2014/2015

Uequiv, bf

a betonová podlaha (tepelně neizolovaná)

b B´ hodnota (m)

38prof.Karel Kabele

Page 14: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 14

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

125ESB1 2014/2015

Uequiv, bw

U (W/m2.K)

a U hodnota stěn (W/m2K)

39prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do/z vytápěného prostoru

125ESB1 2014/2015

A…(m2)

U…(W/m2.K)

fij…redukční teplotní činitel

k

kki,jT,ij UAfH

e,iint

uho prostor sousednívytápěného,iintif

j

40prof.Karel Kabele

Page 15: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 15

ČSN EN 12831 Prostup tepla celkem

, , , , , int,( ) ( )T i T ie T iue T ig T ij i eH H H H

125ESB1 2014/2015

H…součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K)

Indexy:int…..vnitřní prostor

i……..vytápěný prostor

e…….vnější, venkovní

u…….nevytápěný prostor

g…….zemina, půda

j……...vytápěný prostor

(na výrazně jinou teplotu)

41prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Ztráta větráním

, , int,( )V i V i i eH

125ESB1 2014/2015

H…součinitel návrhové tepelné ztráty větráním (W/K)

Vi…výměna vzduchu (m3/s)

p ,V i iH V c

42prof.Karel Kabele

Page 16: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 16

Vinf

Vmin

Vinf

Vmin

VinfVsuVex

Vmech,inf

125ESB1 2014/2015 43prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Ztráta větráním

Přirozené větrání

inf, min,max , i i iV V V

125ESB1 2014/2015

Nucené větrání

iinf,mech,vi isu,iinf,i . VfVVV

inf…infiltrace

min … hygienické minimum

su…přiváděný vzduch

mech,inf…nuceně odváděný - přiváděný vzduch

fvi…teplotní redukční součinitel44prof.Karel Kabele

Page 17: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 17

ČSN EN 12831 Infiltrace obvodovým pláštěm

inf,i 502 . . . . i i iV V n e

n50…intenzita výměny vzduchu za hodinu při rozdílu tlaků 50 Pa

2…n50 je pro celou budovu tzn. nejhorší případ je vstup vzduchu pouze z jedné strany

ei…stínící činitel (stínění prostoru zástavbou)

εi…výškový korekční činitel (vliv výškového umístění středu prostoru)

125ESB1,ESBB 2014/2015 45prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Infiltrace obvodovým pláštěm

Výška vytápěného prostoru nad úrovní země

0 – 10 m 1,0

> 10 – 30 m 1,2

> 30 m 1,5

Stavba

n50

Stupeň těsnosti obvodového pláště budovy(kvalita těsnění oken)

vysoká střední nízká

Rodinný dům s jedním bytem

< 4 4 až 10 > 10

Jiné bytové domy nebo budovy

< 2 2 až 5 > 5

125ESB1 2014/2015 46prof.Karel Kabele

Page 18: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 18

ČSN EN 12831 Větrací vzduch

Druh místnosti nmin (h-1)

Obytná místnost (základní) 0,5

Kuchyně nebo koupelna s oknem 1,5

Kancelář 1,0

Zasedací místnost, školní třída 2,0

125ESB1 2014/2015

i minimin, .VnV

Vmin…hygienické množství

47prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Větrací vzduch

Vsui…množství přiváděného vzduchu (m3/h) (stanoví projektant VZD)

fvi…teplotní redukční činitel

125ESB1 2014/2015

eint,i

su,iint,iv,i

f

θsu,i…teplota přiváděného vzduchu (např. předehřátého, nebo ze ZZT)

48prof.Karel Kabele

Page 19: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 19

ČSN EN 12831 Větrací vzduch

Vmech,inf…bilance množství vzduchu pro celou budovu

(odváděný – přiváděný vzduch)

0 , max su exinfmech, VVV

125ESB1 2014/2015

Pro místnosti rozdělení dle průvzdušnostinebo dle objemů:

i

imech,infmech,inf,i

ΣV

VVV

49prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Přerušované vytápění

• Podrobný výpočet

• Zjednodušený výpočet

125ESB1 2014/2015

RHiiRH, fAΦ

ΦRH…zátopový tepelný výkon (W)

A…podlahová plocha (m2)

fRH…zátopový korekční činitel (W/m2)

NE pro akumulační vytápění.

50prof.Karel Kabele

Page 20: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 20

ČSN EN 12831 Přerušované vytápění

125ESB1 2014/2015

Obytné budovy - útlum < 8h

Zátopový čas(h)

fRH

W/m2

Pokles teploty (K)

1 K 2 K 3 K

Hm. vysoká Hm. vysoká Hm. vysoká

1 11 22 45

2 6 11 22

3 4 9 16

4 2 7 13

51prof.Karel Kabele

Pro vytápěný prostor:

HL,i = T,i + V,i + RH,i (W)

Pro budovu nebo část budovy:

HL = T,i + V,i + RH,i (W)

T,i …návrhová tepelná ztráta prostupem tepla V,i …návrhová tepelná ztráta větráním

(* pro budovu redukováno maximum)RH,i …zátopový tepelný výkon při přerušovaném vytápění

ČSN EN 12831 Návrhový tepelný výkon

125ESB1 2014/2015 52prof.Karel Kabele

Page 21: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 21

• pro přirozené větrání:

• pro nucené větrání s větrací soustavou:

ČSN EN 12831 Ztráta větráním pro celou budovu

125ESB1 2014/2015

imin, iinf,i ,.5,0 max VVV

,iinfmech,su,iv,iinfi 1.5,0 VV . ηVV

ηv …účinnost zařízení ZZT

Pro návrh zdroje 24h průměr.

53prof.Karel Kabele

, , ,.i T i V i if

ČSN EN 12831 Zjednodušený výpočet

Předpoklady:

Obytné budovy n50 < 3 h-1

Použití vnějších rozměrů

Celková tepelná ztráta:

125ESB1 2014/2015

fΔθ …teplotní korekční činitel zohledňující dodatečné vyšší ztráty (24°C)

54prof.Karel Kabele

Page 22: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 22

• Ztráta prostupem tepla

• Ztráta větráním

ČSN EN 12831 Zjednodušený výpočet

125ESB1 2014/2015

eint,ikkkkT,i UAfΦ

V,i min,i int,i e0,34 V

iminimin, VnV

Celkový tepelný výkon

HL = T,i + V,i + RH,i (W)

55prof.Karel Kabele

• Vysoké a rozlehlé prostory

Prostory s výškou >5m…uvažuje se teplotní vertikální

gradient → zvýšení tepelných ztrát střechou.

Budovy ≤ 60 W/m2 →

Celková tepelná ztráta upravena výškovým korekčním činitelem fh,i závisí na způsobu vytápění (sálavé, konvekční) a výšce vytápěných prostor.

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech

125ESB1 2014/2015

h,iV,iT,ii fΦΦΦ

56prof.Karel Kabele

Page 23: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 23

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech

fh,i …výškový korekční činitel

125ESB1 2014/2015 57prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech

• Budovy s výrazně odlišnou teplotou vzduchu a střední teplotou sálání

Pokud chyba tep.ztráty větráním > 5%

→ztráta prostupem z výsledné teploty θo

→ztráta větráním z teploty vnitřního vzduchu θint

125ESB1 2014/2015 58prof.Karel Kabele

Page 24: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 24

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech

Střední teplota sálání θr a vnitřní výpočtová teplota θint se odchylují > 1,5K → ztráta větráním pro teplotu vzduchu θa

2. -a o r Průmysl -proudění vzduchu > 0,2 m/s

rBaBo 1 FF

θo…výsledná teplota

125ESB1,ESBB 2014/2015 59prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Výpočet tepelného výkonu

125ESB1 2014/2015 64prof.Karel Kabele

Page 25: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 25

Výpočet roční potřeby tepla

kWh, GJ, MJ

125ESB1 2014/2015 67prof.Karel Kabele

Roční průběh potřebného výkonu

125ESB1 2014/2015 68prof.Karel Kabele

Page 26: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 26

Roční potřeba tepla na vytápění

• Denostupňová metoda

125ESB1 2014/2015

24 cr

i e

Q DQ

t t

dttD EI )(ei -nesoučasnost infiltrace a prostupu (0,8 -0,9)et -snížení teploty během dne (0,8 - 0,7)ed -zkrácení doby s vyt. přestávkami (0,8 - 1)nr -účinnost rozvodů (0,95 - 0,98)no -účinnost obsluhy (0,9 - 1)

69prof.Karel Kabele

ČSN EN ISO 13790

Tepelné chování budov - výpočet potřeby tepla na vytápění

125ESB1 2014/2015 70prof.Karel Kabele

Page 27: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 27

Energetická bilance budovy

125ESB1 2014/2015 71prof.Karel Kabele

Roční potřeba energie

a potřeba tepla

125ESB1 2014/2015

•Proměnné klimatické podmínky•Prostup a větrání•Vnitřní a vnější zisky•Účinnost výroby a distribuce energie

•ČSN EN 13790

•Předpokládaná spotřeba paliva •Certifikace budov

GJ, kWh

72prof.Karel Kabele

Page 28: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 28

Potřeba tepla na vytápění

Qh potřeba tepla na vytápění budovy

Qr teplo zpětně získané, včetně obnovitelných zdrojů, pokud není přímo zohledněno v redukci tepelné ztráty

Qth celková tepelná ztráta vytápěcího systému,včetně zpětně získané tepelné ztráty soustavy. Také vliv nerovnoměrné teploty místností a nedokonalé regulace

125ESB1 2014/2015

thrh QQQQ

73prof.Karel Kabele

Potřeba tepla

125ESB1 2014/2015

Tepelné ztráty QL a tepelné zisky Qg se vypočítávají pro každý časový úsek výpočtu.

gLh QQQ

n

QQ nhh

Potřeba tepla Qh je součtem potřeb tepla za kratší časové období (měsíce).

74prof.Karel Kabele

Page 29: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 29

Celková tepelná ztráta QL jednozónové budovy s konstantní

vnitřní teplotou θi během daného časového úseku t při průměrné venkovní teplotě θe

125ESB1 2014/2015

L i eQ H t

aa

.

V cVH

H = HT + HV

Potřeba energie na vytápění

75prof.Karel Kabele

Tepelné zisky Qg

• Vnitřní tepelné zisky – využitelné

Vytápěné a nevtápěné místnosti.

125ESB1 2014/2015

ttbQ iiuihi 1

j j n

u snj,sj

n

snjsjs AIbAIQ 1

sig QQQ

• Solární zisky

76prof.Karel Kabele

Page 30: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 30

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

Návrh a konstrukce otopných ploch

125ESB1 2014/2015Zpět na obsah

77prof.Karel Kabele

Základní typy prvků pro sdílení tepla

• Otopná tělesa – Desková – Článková ocelová,litinová, hliníková– Trubková– Konvektory – Sálavé panely a pasy– Zářiče tmavé– Zářiče světlé

• Otopné plochy– Podlahové vytápění– Stěnové vytápění– Stropní vytápění

125ESB1 2014/2015 78prof.Karel Kabele

Page 31: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 31

Typy otopných těles

• Desková

• Trubková

125ESB1 2014/2015 79prof.Karel Kabele

Typy otopných těles

• Litinová článková

125ESB1 2014/2015 80prof.Karel Kabele

Page 32: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 32

Typy otopných těles

• Konvektory

– podlahové (ventilátor)

– soklové

– stěnové

125ESB1 2014/2015 81prof.Karel Kabele

Sálavé panely a pasy

• Vodní, parní, elektrické• max 110 °C

125ESB1 2014/2015 82prof.Karel Kabele

Page 33: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 33

Zářiče

• tmavé – cca 350°C

• světlé - cca 800 °C

• Plyn, elektřina

• Intenzita osálání hlavy

125ESB1 2014/2015 84prof.Karel Kabele

Volba typu těles

• Účel místnosti

• Prostor

• Tepelná ztráta

• Materiál těles

• Napojení

• Kotvení

125ESB1 2014/2015 85prof.Karel Kabele

Page 34: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 34

Proudění vzduchu v místnosti

125ESB1 2014/2015 86prof.Karel Kabele

Klasický návrh Návrh zohledňující v plné

míře tepelnou pohodu uživatele

Určení teplotního spádu na tělese tw1/tw2

Navržení tělesa pod okno v jeho plné délce (kompenzace chladných padajících proudů) LOT ≥ LOK

Přednostní umístění tělesa pod okno v jeho 80% délce LOT = 0,8.LOK

Kompenzace "chladného" sálání okna a chladných padajících proudů určením střední teploty tělesa HOT.(tOT - tI) ≥ HOK.(tI - tOK) => tOT

Pokrytí tepelné ztráty QOT ≥ Q

Volba teplotního spádu na tělese s respektováním vypočtené střední teploty tělesa tOT tw1/tw2

Pokrytí tepelné ztráty volbou výšky a hloubky tělesa QOT ≥ Q

125ESB1 2014/2015

Návrh otopných těles

(Bašta, www.tzbinfo.cz)87prof.Karel Kabele

Page 35: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 35

Přepočet výkonu tělesa

• Při změně teploty otopné vody se mění výkon

125ESB1 2014/2015

podlahová otopná plocha n = 1,10

desková otopná tělesa n = 1,26 až 1,33

trubková koupelnová otopná tělesa n = 1,20 až 1,30

tělesa podle DIN 4703 n = 1,30

konvektory n = 1,30 až 1,50

je aritmeticky určený rozdíl teplot

n je teplotní exponent tělesa [-]

88prof.Karel Kabele

Faktory ovlivňující výkon tělesa

• Zakrytí

125ESB1 2014/2015

Napojení na OS

100%100% 87%87%110%110%95%95%

100% 100% 90% 85%100% 100% 90% 85%

89prof.Karel Kabele

Page 36: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 36

PLOŠNÉ VYTÁPĚNÍ

125ESB1 2014/2015 90prof.Karel Kabele

Plošné vytápěníVyužita obvykle konstrukce ohraničující vytápěný

prostor.

Povrchová teplota je omezena hygienicky:Strop 40-45°C (80%)

Podlaha 25-30°C (55%)Stěny 55-60°C (65%)

Nízkoteplotní systémy vhodné pro spojení s nízkopotenciálními energetickými zdroji (solární systémy, tepelná čerpadla, ..)

Konstrukční uspořádání otopné plochy: • zabudovaná do stavební konstrukce• samostatná

125ESB1 2014/2015 91prof.Karel Kabele

Page 37: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 37

• S nebo bez materiálů s fázovou přeměnou• Chladicí výkon omezen povrchovou teplotou• Regulace?

Teplotně aktivované stavební konstrukce (TABS)

125ESB1 2014/2015 92prof.Karel Kabele

PODLAHOVÉ VYTÁPĚNÍ

125ESB1 2014/2015 93prof.Karel Kabele

Page 38: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 38

Podlahové vytápění

• Historie

125ESB1 2014/2015

Hypokausta

94prof.Karel Kabele

Vhodné pro objekty s tepelnou ztrátou < 20 W/m3

Nutné uvažovat se setrvačností podlahy 4-8h

Teplota vzduchu proti konvekčnímu nižší o 2-4°C

Povrchová teplota:

24-26°C prostory, kde se stojí

28-29°C obytné a administrativní budovy

32-35°C koupelny, chodby, bazény

Optimální závisí na podlahovém materiálu:

Textil, korek, dřevo (21-28°C)

125ESB1 2014/2015

Podlahové vytápění

95prof.Karel Kabele

Page 39: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 39

Teplotní spád systému 5-6°C (max. 10°C)

Průměrná teplota topné vody běžně 50°C.

125ESB1 2014/2015

Podlahové vytápění

96prof.Karel Kabele

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.140.10 Únor 2002

Podlahové vytápění – Soustavy

a komponenty -

Část 4: Montáž

ČSN EN 1264-4

06 0315

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.140.10 1998

Podlahové vytápění - Soustavy

a komponenty -

Část 3: Projektování

ČSN EN 1264-3

06 0315

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.140.10 1998

Podlahové vytápění - Soustavy

a komponenty - Část 2: Výpočet

tepelného výkonu

ČSN EN 1264-2

06 0315

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 01.075 1998

Podlahové vytápění - Soustavy

a komponenty -

Část 1: Definice a značky

ČSN EN 1264-1

06 0315

125ESB1 2014/2015 97prof.Karel Kabele

Page 40: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 40

• Skladba podlahy

125ESB1 2014/2015

Podlahové vytápění

98prof.Karel Kabele

Varianty řešení podlahy

125ESB1 2014/2015

TYP BTYP A

TYP C

99prof.Karel Kabele

Page 41: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 41

Podlahové vytápění

• Uložení potrubí

125ESB1 2014/2015 100prof.Karel Kabele

• Výkon

– Omezená povrchová teplota omezený výkon cca 100 W.m-2

• Úspory energie?

– Nižší teplota vzduchunižší tepelné ztráty

• Regulace

– Malý teplotní rozdíl mezi podlahou a vzduchemsamoregulační jev

125ESB1 2014/2015

Podlahové vytápění

101prof.Karel Kabele

Page 42: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 42

Příklady

125ESB1 2014/2015 102prof.Karel Kabele

PODLAHA

125ESB1 2014/2015 103prof.Karel Kabele

Page 43: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 43

PODLAHA

125ESB1 2014/2015 104prof.Karel Kabele

Vytápění venkovních ploch

Zařízení na odtávání sněhu

Rozteč potrubí 15-50cm

Teplota 50-80°C

Použití nemrznoucích směsí

Tepelný výkon dle množství sněhu a venkovní teploty

Velká tepelná setrvačnost

Mechanická odolnost

125ESB1 2014/2015 105prof.Karel Kabele

Page 44: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 44

STĚNOVÉ VYTÁPĚNÍ

125ESB1 2014/2015 106prof.Karel Kabele

Princip• Vytápění s otopnou plochou integrovanou do

stavební konstrukce. V konstrukci stěny, většinou při jejím vnitřním líci, jsou zabudovány trubky, kterými proudí teplonosná látka.

• Obdobně jako v podlahovém vytápění se tepelný tok přiváděný teplonosnou látkou rozdělí v poměru tepelného odporu stěny směrem ven a do vytápěné místnosti, což se projeví zvýšením povrchové teploty stěny na obou stranách.

• Při navrhování stěnového vytápění je bezpodmínečně nutné znát budoucí rozložení nábytku v místnosti což je velmi omezující pro použití tohoto systému v běžné výstavbě.

• Stěnové vytápění se proto používá především tam, kde je předem dáno využití prostoru jako jsou bazény, vstupní prostory, chodby a kde není možné nebo žádoucí použít běžných otopných ploch, např. ve věznicích, v léčebnách a v sociální výstavbě.

• Zajímavou možností je využití tohoto systému i pro účely chlazení.

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 107prof.Karel Kabele

Page 45: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 45

Zásady navrhování

• České normy, ani platná ČSN EN 1264, tento systém vytápění neřeší a v Evropské normalizaci je v projednávání norma prEN 15377 - Heating systems in buildings - Design of embedded water based surface heating and cooling systems (2005), která řeší podlahové, stěnové i stropní vodní systémy.

• Kromě firemních a normových postupů je vhodné pro analýzu a popis chování těchto systémů využít některou z metod pro matematické modelování dvou nebo třírozměrného vedení tepla, metody konečných prvků anebo metody konečných diferencí. PrEN 15377 se zabývá i specifikací a verifikací těchto výpočtů

• Analogie s podlahovým vytápěním ( x jiný součinitel přestupu tepla)

• Empirické vztahy a tabulky

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 108prof.Karel Kabele

Postup návrhu • určení ploch, použitelných pro tento typ vytápění;

• stanovení požadované maximální povrchové teploty;

• výpočet tepelné ztráty místnosti, analogicky k podlahovému vytápění bez ztráty stěnou se stěnovým vytápěním;

• ověření dosažitelného výkonu, z plochy a teploty

• v porovnání s tepelnou ztrátou; případně návrh doplňkových otopných ploch.

• výběr typu stěnového vytápění, mokrý nebo suchý systém, trubky nebo kapiláry;

• návrh rozteče a teplotních parametrů teplonosné látky;

• hydraulický výpočet.

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 109prof.Karel Kabele

Page 46: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 46

Teplotní poměry

• Z hlediska zajištění tepelné pohody je stěnové vytápění v principu analogií k vytápění deskovými otopnými tělesy –zdroj tepla je zboku a nedochází většinou k přímému kontaktu mezi osobou a otopnou plochou.

• Doporučená maximální povrchová teplota je v rozmezí 35 až 50 °C. Při její volbě je nutno zvážit konkrétní podmínky použití, zvláště pak to, zda se mohou uživatelé dostat snadno do přímého kontaktu se stěnou a zda se nejedná o citlivější jedince jako jsou děti a starší osoby. Při povrchových teplotách nad 42 °C může být dotyk vnímán již bolestivě.

• Druhým faktorem při volbě povrchové teploty je i velikost ztráty do venkovního prostředí resp. vliv na sousední místnost. Někteří výrobci tak doporučují navrhovat systém na povrchovou teplotu 35 °C

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 110prof.Karel Kabele

Konstrukční řešení

A – systém s trubkami o průměru 10-14 mm• Mokrá varianta

– Trubky se ukládají do omítky. Rozteč trubek je 50 až 300 mm, trubky se ukládají ve tvaru jednoduchého nebo dvojitého meandru s připojením ze spodu

• Suchá varianta – Trubky ukládají do vyfrézovaných profilů

v systémových sádrokartonových obkladových deskách, případně se používá prefabrikovaných desek s již zalitými trubkami a těmi se nosná stavební konstrukce obloží.

B - systémy s kapilárními rohožemi• Mokrá varianta

– plastové trubičky o průměru 6 mm s roztečí 30-50 mm. Tyto systémy umožňují použití menší tloušťky omítky.

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 111prof.Karel Kabele

Page 47: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 47

STĚNA OMÍTNUTÁ

125ESB1 2014/2015 112prof.Karel Kabele

STĚNA OMÍTNUTÁ

125ESB1 2014/2015 113prof.Karel Kabele

Page 48: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 48

STROPNÍ VYTÁPĚNÍ A CHLAZENÍ

125ESB1 2014/2015 114prof.Karel Kabele

Pramen: Foto Karel Kabele, Bytový dům Praha 7]

125ESB1 2014/2015 115prof.Karel Kabele

Page 49: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 49

[Source: Photo Marie-Claude Dubois, bâtiment Tyréns, Malmö, Suède]

125ESB1 2014/2015prof.Karel Kabele

STROPNÍ DESKA

125ESB1 2014/2015 117prof.Karel Kabele

Page 50: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 50

125ESB1 2014/2015

STROPNÍ DESKA

118prof.Karel Kabele

SDK PODHLED OMÍTNUTÝ

125ESB1 2014/2015 119prof.Karel Kabele

Page 51: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 51

125ESB1 2014/2015

SDK PODHLED OMÍTNUTÝ

120prof.Karel Kabele

SDK PODHLED SHORA

125ESB1 2014/2015 121prof.Karel Kabele

Page 52: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 52

125ESB1 2014/2015

SDK PODHLED SHORA

122prof.Karel Kabele

125ESB1 2014/2015

SDK PODHLED PODKROVÍ

123prof.Karel Kabele

Page 53: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 53

125ESB1 2014/2015

SDK PODHLED PODKROVÍ

124prof.Karel Kabele

125ESB1 2014/2015 125prof.Karel Kabele

Page 54: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 54

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

VYTÁPĚNÍ PODLOŽÍ LEDOVÉ PLOCHY

125ESB1 2014/2015 126prof.Karel Kabele

Skladba „podlahy“

Led 50 mm

Beton 240 mm

Chlazení -16/-12°C; 160 W/m2

EPS 250 mm

Beton 250 mm

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 127prof.Karel Kabele

Page 55: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 55

Skladba „podlahy“ s vytápěním

Led 50 mm

Beton 240 mm

Chlazení -16/-12°C160 W/m2

EPS 250 mm

Beton 250 mm

Vytápění 10/8; cca 10 W/m2

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 128prof.Karel Kabele

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 129prof.Karel Kabele

Page 56: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 56

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 130prof.Karel Kabele

Realizace

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 131prof.Karel Kabele

Page 57: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 57

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

Teplovodní otopné soustavy

125ESB1 2014/2015

Zpět na obsah132prof.Karel Kabele

Teplovodní otopné soustavy

• Princip

– Otopná soustava• zdroj

• potrubní síť

• spotřebiče tepla

– Teplonosná látka• voda (nemrznoucí směs)

• pára

Expanzní

nádoba

Otopnétěleso

Kotel

H

T1,1

T2,2Přívodní

potrubí

Vratné

potrubí

125ESB1 2014/2015 133prof.Karel Kabele

Page 58: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 58

Navrhování OSVstupní informace

Umístění stavby

Účel objektu (obytná budova, občanská vybavenost,průmysl, sportovní stavby)

Provoz objektu (přerušovaný, nepřetržitý, početprovozních jednotek)

Konstrukce budovy z hlediska tepelně technickýchvlastností

Konstrukce budovy z hlediska uložení potrubí

Rozmístění a typ otopných ploch

125ESB1 2014/2015 134prof.Karel Kabele

Navrhování OSFunkční požadavky

• Propojení otopných těles se zdrojem

• Odvzdušnění

• Možnost vypouštění

• Integrace do stavby

• ...?

125ESB1 2014/2015 135prof.Karel Kabele

Page 59: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 59

Navrhování OSKritéria optimalizace

délka rozvodů

umístění otopných ploch ve vytápěné místnosti

způsob regulace

hydraulická stabilita

míra zásahu do stavebních konstrukcí

investiční náklady

provozní náklady

možnost opravy

125ESB1 2014/2015 136prof.Karel Kabele

Návrhové parametry teplovodních OS

• geometrické, teplotní, tlakové a materiálové parametry

– (1) Způsob oběhu otopné vody

– (2) Prostorové uspořádání otopné soustavy

– (3) Nejvyšší pracovní teplota otopné vody

– (4) Materiál na potrubní síť

– (5) Konstrukce expanzní nádoby

125ESB1 2014/2015 137prof.Karel Kabele

Page 60: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 60

Návrhové parametry teplovodních otopných soustav

Průtočná

S obtokem

Jednotrubkové

Protiproud

Souproud

Dvoutrubkové

Vzájemné

propojení

těles

Spodní

Horní

Kombinovaná

Umístění

ležatého

rozvodu

Vertikální

Horizontální

Hvězdicová

Vedení

přípojek

k tělesům

Prostorové

uspořádání

soustavy

Nízkoteplotní

do 65°C

Teplovodní

od 65°c do 115°C

Horkovodní

nad 115°C

Nejvyšší

pracovní

teplota

Otevřená

Uzavřená

Konstrukce

expanzní

nádoby

Přirozený

Nucený

Oběh otopné

vody

Ocel

Měď

Plasty

Materiál

rozvodu

Návrhové parametry

vodních otopných soustav

125ESB1 2014/2015 138prof.Karel Kabele

1. Oběh otopné vody• Přirozený

Expanzní

nádoba

Otopné

těleso

Kotel

H

θ 1 , 1

θ 2 , 2 Přívodní

potrubí

Vratné

potrubí

p1=h.ρ1 .g

p2=h.ρ2.g

Δpc=Δpč + Δpρ

Vztlak

Δpc =Δpρ=p2-p1=H.(ρ2- ρ1 ).g

P1 P2

• Nucený

125ESB1,ESBB 2014/2015 139prof.Karel Kabele

Page 61: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 61

2. Prostorové uspořádání soustavy

• 2.1 Vzájemné propojení těles– jednotrubková, dvoutrubková soustava

• 2.2 Umístění ležatého rozvodu– spodní, horní, kombinované

• 2.3 Vedení přípojek k tělesům– horizontální, vertikální, hvězdicové

125ESB1 2014/2015 141prof.Karel Kabele

2. Prostorové uspořádání OS2.1 Vzájemné propojení těles

– 2.1.1 Dvoutrubkové soustavy

– 2.1.2 Jednotrubkové soustavy

125ESB1 2014/2015 142prof.Karel Kabele

Page 62: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 62

2.1.1 Dvoutrubkové soustavy

Protiproudé zapojení

125ESB1 2014/2015

Tichelmann

Souproudé zapojení

143prof.Karel Kabele

• Horizontální

• Průtočné

• S obtokem• „Jezdecké“ zapojení

• Regulovaný obtok• Ventilem,• Clonou,• Zúžením kmenové trubky,• Zasunutím přípojek do kmenové trubky,• Fitinkem v místě napojení zpětné přípojky

• Se směšovací armaturou• Dvoubodovou• jednobodovou

2.1.2 Jednotrubkové soustavyZákladní schémata zapojení

125ESB1 2014/2015 144prof.Karel Kabele

Page 63: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 63

2.1.2 Jednotrubkové soustavyNapojení těles směšovacími armaturami

Vysokodporové -směšovací dvoubodové

směšovací jednobodové

ventil kompakt

125ESB1 2014/2015 145prof.Karel Kabele

2.1.2 Jednotrubkové soustavyNapojení těles nízkoodporovými armaturami

125ESB1 2014/2015

Nízkoodporové přímé nebo rohové radiátorové ventily

146prof.Karel Kabele

Page 64: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 64

2.1.2 Jednotrubkové soustavyvarianty

• Podle uživatelů

– Okruhy bytové a zonové

• Podle umístění stoupaček

– Okruhy uzavřené a rozvinuté

• Jednotrubková soustava s reverzním provozem

125ESB1 2014/2015 147prof.Karel Kabele

2.1 Vzájemné propojení tělesZávěr

• Srovnání dvoutrubky a jednotrubky– Délka rozvodů

– Oběh otopné vody

– Měření a regulace

– Stavební úpravy

– Tlakové poměry

125ESB1 2014/2015 148prof.Karel Kabele

Page 65: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 65

2.2 Umístění ležatého rozvodu

125ESB1 2014/2015

Spodní rozvod

Horní rozvod

Kombinovaný rozvod149prof.Karel Kabele

2.3 Vedení přípojek k tělesům

Vertikální

Horizontální

Hvězdicová

125ESB1 2014/2015 150prof.Karel Kabele

Page 66: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 66

125ESB1 2014/2015 151prof.Karel Kabele

3. Teplotní parametryPracovní teploty v OS

• Výpočtová teplota otopné vody– na vstupu do otopné soustavy t1

– na výstupu z otopné soustavy t2

– na vstupu do otopného tělesa tw1

– na výstupu z otopného tělesa tw2

• Střední teplota otopného tělesa tw

• Nejvyšší teplota povrchuotopných těles tTp max

125ESB1 2014/2015

Expanzní

nádoba

Otopnétěleso

Kotel

Přívodní

potrubí

Vratné

potrubí

t2

t1

tw1

tw2

tTp,max

tw

Teplotní spád otopného tělesa = tw1 - tw2

Teplotní spád soustavy = t1 - t2

154prof.Karel Kabele

Page 67: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 67

3. Teplotní parametry OS

• Výkon přenášený soustavou

• Výkon přenášený tělesem

125ESB1 2014/2015

Expanzní

nádoba

Otopnétěleso

Kotel

Přívodní

potrubí

Vratné

potrubí

t2

t1

tw1

tw2

tp1,max

tw

Q = M . c. (t1 – t2)

Qt = h . A. (tw – ti)

.

.

155prof.Karel Kabele

3. Teplotní parametry OSKritéria pro volbu parametrů

Ekonomické faktory (minimalizace nákladů na realizaci i provozsoustavy);

Fyzikální vlastnosti pracovní látky ( pro teplovodní soustavymaximální teplota 115°C);

Hygienické požadavky na otopnou soustavu resp. na tělesa;

Technické možnosti zdroje tepla ( např. nízkoteplotní zdrojeurčují maximální teplotu otopné vody v soustavě)

Legislativní požadavky – vyhláška 193/2007 Sb. omezujeteplotu otopné vody na 75°C

125ESB1 2014/2015 156prof.Karel Kabele

Page 68: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 68

3. Teplotní parametry OSVolba parametrů

• Teplota otopné vody u soustavy Teplovodní nízkoteplotní t1 ≤ 65°C

Teplovodní otevřené 65°C < t1 ≤ 95°C

Teplovodní uzavřené 65°C < t1 ≤ 115°C

Horkovodní t1 > 115°C

• Teplotní spád OS

– 10K až 25K, u horkovodních soustav 40K až 50K.

– 90/70 °C, 85/75°C, 80/60°C, 75/65°C,70/50°C, 70/60°C.

125ESB1 2014/2015 157prof.Karel Kabele

3. Teplotní parametry OSVolba parametrů

• Teploty otopných těles

– maximální povrchová teplota (85 až 90°C)

– Teplotní spád

• dvoutrubka = teplotní spád OS (15 až 25 K)

• jednotrubka < teplotní spád OS (5 až 10 K)

125ESB1 2014/2015

tTpmax = tw1 – 2,5

158prof.Karel Kabele

Page 69: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 69

4. Materiál rozvodu

– O materiálu nutno rozhodnout na počátku projektu - různé mechanické vlastnosti mají vliv na koncepci řešení

– Používané materiály

• ocel

• měď

• plasty

125ESB1 2014/2015 159prof.Karel Kabele

4.Materiál rozvodu4.1 Ocel

• Tradiční materiál, dobré mechanické vlastnosti

• ocel třídy 11.353.0.

• do DN 50 se používá trubek ocelových závitových běžných, pro větší průměry se používá hladkých bezešvých trubek

• Svařování

125ESB1 2014/2015 160prof.Karel Kabele

Page 70: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 70

4. Materiál rozvodu4.2 Měď

125ESB1 2014/2015

• Menší spotřeba materiálu

• Citlivá na chem. složení vody pH min7

• Nebezpečí vzniku elektrochemické koroze (Al)

• pájení měkké a tvrdé

161prof.Karel Kabele

4. Materiál rozvodu4.3 Plasty

• Materiály síťovaný polyetylén (PEX, VPE),

polybuten (polybutylen, polybuten-1,PB),

statistický polypropylen (PP-R, PP-RC,PP-3),

chlorované PVC (C-PVC, PVC-C)

vrstvená potrubí s kovovou vložkou.

• Uložení potrubí

• Životnost !!!

• Kyslíková bariéra ?

125ESB1 2014/2015 162prof.Karel Kabele

Page 71: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 71

TEPELNÉ SOUSTAVY V BUDOVÁCH –NAVRHOVÁNÍ TEPLOVODNÍCH TEPELNÝCH SOUSTAV

ČSN EN 12828

125ESB1 2014/2015 163prof.Karel Kabele

ČSN EN 12828 - březen 2005Tepelné soustavy v budovách – Navrhování teplovodních

tepelných soustavpřeklad EN 12828:2003

stručný výtah, i :• norma obecně popisuje návrhová kritéria pro teplovodní sítě do 105 °C, nad

105°C jiné bezpečnostní prvky

• návrhový tepelný výkon soustavy musí být vypočten podle

ČSN EN 12 831 - použití jiné metody (např. ČSN 06 0210) se souhlasem zákazníka

• výkon zařízení pro výrobu a rozvod tepla

obecně: SU=fHL. HL+ fDHW. DHW+ fAS. AS [kW]

ČSN 06 0310: PRIP= 0,7. TOP+ 0,7. VET+ TV [kW]

PRIP= TOP+ VET [kW]

125ESB1 2014/2015 164prof.Karel Kabele

Page 72: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 72

• zákazník může požadovat zpracování projektu tepelné pohody EN ISO 7730

(rovnoměrnost rozložení teplot, rychlost proudění vzduchu …)

- odchylka výsledné teploty v prostoru < 4 K

- nesouměrnost teploty sálání < 10 K splněno, pokud

- rychlost proudění vzduchu < 0,18 m/s

• tepelné izolace – zavádí izolační třídy (1 až 6) a poměrně „složitě“ definuje

podle použité izolace (l a průměru potrubí tloušťku izolace

• pokyny pro návrh membránových tlakových nádob v uzavřených soustavách –

základní požadavky, výchozí parametry, výpočet velikosti, - tabulkové

zpracování objemu exp. nádoby pro soustavy do 110°C -

ČSN EN 12828 - březen 2005Tepelné soustavy v budovách – Navrhování teplovodních

tepelných soustavpřeklad EN 12828:2003

edid

W

konstU

,,

.

125ESB1,ESBB 2014/2015 165prof.Karel Kabele

5. Konstrukce expanzní nádoby

– Otevřená

• jistota provozu

• zamrzání

• zavzdušňování

– Uzavřená

• vyšší pracovní teploty

125ESB1 2014/2015 166prof.Karel Kabele

Page 73: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 73

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

Měření a regulace vytápění

125ESB1 2014/2015

Zpět na obsah167prof.Karel Kabele

Co je to regulace?

• Zařízení, na jehož impuls se mění jeden nebo více provozních parametrů otopné soustavy

– teplota

– průtok

– tlak

125ESB1 2014/2015 168prof.Karel Kabele

Page 74: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 74

Proč se reguluje vytápěcí zařízení?

• Regulace výkonu podle okamžité potřeby

• Bezpečnost provozu

• Omezení provozními parametry zdroje nebo prvku OS

• Vyrovnání nepřesností návrhu

125ESB1 2014/2015 169prof.Karel Kabele

Základní princip regulace

• Regulovaná veličina x

• Akční veličina y

• Poruchová veličina z

• Řídící veličina w

125ESB1 2014/2015

Regulovaná

soustava X

Z

Regulátor

Y

Akční

člen

Zpětná vazba

W

170prof.Karel Kabele

Page 75: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 75

Monitorování

• Měření regulované veličiny

• Bez akčního členu

• Nepřímá

125ESB1 2014/2015

Regulovaná

soustava X

Z

Zpětná vazba

171prof.Karel Kabele

Ovládání

• Pomocí akčního členu se mění regulovaná veličina

• bez zpětné vazby, bez regulátoru

Regulovaná

soustava X

Z

Akční

člen

?

125ESB1,ESBB 2014/2015 172prof.Karel Kabele

Page 76: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 76

Ruční regulace

• Na místě regulátoru je člověk. Ví jaký je dopad jeho regulačních zásahů a podle toho reguluje soustavu

125ESB1 2014/2015

Regulovaná

soustava X

ZY

Akční

člen

Zpětná vazba

W

173prof.Karel Kabele

Automatická regulace

• Podle W a/nebo X dává automaticky impuls akčnímu členu ve snaze dosáhnout žádané hodnoty x

125ESB1 2014/2015

Regulovaná

soustava X

Z

Regulátor

Y

Akční

člen

Zpětná vazba

W

174prof.Karel Kabele

Page 77: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 77

Inteligentní budovy• Vzájemné propojení více

systémů budov– Energetické a ekologické

– Bezpečnostní

– Dopravní

– Zábavní

– …

125ESB1 2014/2015

Osvětlení

Regulovaná

soustava X

Z

Regulátor

Y

Akční

člen

Zpětná vazba

W

VytápěníRegulovaná

soustava X

Z

Regulátor

Y

Akční

člen

Zpětná vazba

W

Vzduchotechnika

Regulovaná

soustava X

Z

Regulátor

Y

Akční

člen

Zpětná vazba

W

Zabezpečení

Regulovaná

soustava X

Z

Regulátor

Y

Akční

člen

Zpětná vazba

W

175prof.Karel Kabele

Regulační obvodTechnické provedení

• Měření regulované veličiny, resp. řídící veličiny– elektrický teploměr, tlakoměr, průtokoměr

apod.

• Regulátor – porovnává naměřené hodnoty se

žádanými a podle toho aktivuje akční člen

• Akční člen – fyzicky mění akční veličinu - např uzavírací

nebo směšovací ventil se servopohonem, elektromagnetický uzávěr na přívodu plynu do kotle

125ESB1 2014/2015 176prof.Karel Kabele

Page 78: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 78

Regulátory nespojité

• akční veličina má omezený počet hodnot - dvě a více regulovaná veličina kolísá kolem žádané hodnoty v rozmezí regulační odchylky– příklad - prostorový

termostat

125ESB1 2014/2015 177prof.Karel Kabele

Regulátory spojité

akční veličina se mění spojitě v závislosti na regulované veličině podle tzv. přechodové charakteristiky– P - proporcionální (akční veličina je přímo

úměrná regulované veličině)

– I - integrační (akční veličina je úměrná regulační odchylce)

– D - derivační (akční veličina je úměrná derivaci regulované veličiny podle času)

– T - zpožďující (akční veličina se začne měnit až po určité časové prodlevě)

• Poznámka - je možná i kombinace charakteristik např. PI regulátor

– Fuzzy

125ESB1 2014/2015 178prof.Karel Kabele

Page 79: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 79

Regulátory podle pohonu

• Rozdělení podle používané energie pro chod regulátoru

– přímočinné regulátory

– nepřímé regulátory

• elektřina,

• stlačený vzduch

125ESB1 2014/2015 179prof.Karel Kabele

Akční členy

• Elektromagnetické ventily

• Regulační ventily

• Směšovací (rozdělovací) ventily trojcestné a čtyřcestné

125ESB1 2014/2015 180prof.Karel Kabele

Page 80: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 80

• Konec 31.10.2013

125ESB1 2014/2015 181prof.Karel Kabele

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

Regulace – II.část

125ESB1 2014/2015 182prof.Karel Kabele

Page 81: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 81

Proč se reguluje vytápěcí zařízení?

• Zaregulování otopné soustavy

• Regulace výkonu podle okamžité potřeby

• Bezpečnost provozu

• Omezení provozními parametry zdroje nebo prvku OS

125ESB1 2014/2015 183prof.Karel Kabele

ZAREGULOVÁNÍ OTOPNÉ SOUSTAVY

125ESB1 2014/2015 184prof.Karel Kabele

Page 82: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 82

A. Návrh dimenzí potrubí Souhrn

• Přirozený oběh– metoda daného tlaku

• Účinný tlak + přídavný vztlak• Etážová soustava?

• Nucený oběh– metoda ekonomického tlakového spádu

• 60 až 200 Pa.m-1

– metoda optimálních rychlostí• 0,05 až 1,0 m.s-1 (!!! Hluk)

– metoda daného tlaku• čerpadlo + přídavný vztlak, 10-70 kPa

125ESB1 2014/2015 185prof.Karel Kabele

• Výpočet tlakové ztráty pro navržené dimenze potrubí

– třením

– místními odpory

• Tlakové ztráty okruhu porovnáme s dispozičním tlakem (přirozený oběh x nucený oběh)

125ESB1 2014/2015

Přebytek tlaku regulujeme nastavením regulačních armatur

Nedostatek tlaku buď zvýšením tlaku nebo snížením tlakových ztrát

B. Nastavení regulačních armatur pro ustálený stav

186prof.Karel Kabele

Page 83: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 83

B. Nastavení regulačních armatur pro ustálený stav

• Regulační ventily u těles

– ve většině případů

• Regulační ventily v okruhu

– při rozsáhlých soustavách, kde je nutné vyvážit více objektů nebo částí

• Clonky v potrubí

– nedoporučuje se (zarůstání, koroze)

125ESB1 2014/2015 187prof.Karel Kabele

• kv, kvs hodnota

• průtok V v m3.h-1 regulační armaturou při jednotkovém rozdílu tlakup=1bar=100kPa

• slouží k volbě přednastavení regulační armatury

– z daného průtoku V a požadované tlakové ztráty p určím potřebnou kv

hodnotu armatury

125ESB1 2014/2015

B. Nastavení regulačních armatur pro ustálený stav

p

Vkv

188prof.Karel Kabele

Page 84: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 84

Příklad: Hledáme nastavení ventilu u tělesa s výkonem

1580W a přetlakem 0,1 bar = 10 kPa

125ESB1 2014/2015

13

13

22,010,0

070,0

070,0970204196

360015803600

hmp

Vk

hmtc

QV

v

B. Nastavení regulačních armatur pro ustálený stav

189prof.Karel Kabele

• Hmotnostní průtok + dopravní tlak

• Stanovení příkonu čerpadla P (W)p V

P

125ESB1 2014/2015

V - Dopravní množství (m3/s)

!!! dopravní tlak (Pa)

x dovolený přetlak !!!

1m v.s.=10kPa

Účinnost čerpadla (-)

B. Nastavení regulačních armatur pro ustálený stav

190prof.Karel Kabele

Page 85: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 85

REGULACE VÝKONU OTOPNÉ SOUSTAVY

125ESB1 2014/2015 191prof.Karel Kabele

Regulace výkonu otopné soustavy– Přímá regulace – regulace výkonu zdroje– Nepřímá regulace – regulace výkonu soustavy; zdroj

je regulován na základě požadavků soustavy

– Místní regulace –regulace jednotlivých místností– Zónová regulace – regulace po zónách– Centrální regulace – regulace celé budovy

– Regulace dle vnitřní teploty– Regulace dle venkovní teploty (ekvitermní)

– Ruční regulace– Automatická regulace

125ESB1 2014/2015 192prof.Karel Kabele

Page 86: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 86

Příklady regulace teplovodních otopných soustav

– Přímá centrální regulace podle vnitřní teploty

– regulace zdroje podle vnitřní teploty (prostorový termostat, který zapíná a vypíná kotel)

125ESB1 2014/2015

PV

Č1

193prof.Karel Kabele

Příklady regulace teplovodních otopných soustav

– Přímá centrální regulace podle venkovní teploty (ekvitermní regulace přímá)

– regulace výstupní teploty vody na zdroji žádaná hodnota je nastavena dle venkovní teploty – ekvitermní křivka

125ESB1 2014/2015

PV

Č1

T

194prof.Karel Kabele

Page 87: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 87

Příklady regulace teplovodních otopných soustav

– Nepřímá centrální regulace podle venkovní teploty (ekvitermní regulace nepřímá)

– kotlový termostat + centrální regulace teploty otopné vody směšováním nebo rozdělováním trojcestným nebo čtyřcestným ventilem podle vnější teploty (ekvitermní regulace)

– +

– -

125ESB1 2014/2015

T

R

T

195prof.Karel Kabele

Příklady regulace teplovodních otopných soustav

– Nepřímá místní regulace podle vnitřní teploty ruční/automatická

– regulace jednotlivých těles regulačními ventily (1) ručními nebo s termostatickou hlavicí

125ESB1 2014/2015 196prof.Karel Kabele

Page 88: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 88

Termostatická hlavice + ventil

125ESB1 2014/2015

Běžná

S dálkovým nastavením

S odděleným čidlem

Regulační ventil

197prof.Karel Kabele

Dvoustupňová regulace místní a centrální nepřímá podle vnitřní a venkovní teploty

Legenda:1 Ventil s termostatickou hlavicí2 Otopné těleso3 Přívodní potrubí4 Zpětné potrubí5 Směšovací ventil (trojcestný)6 Oběhové čerpadlo7 Ústřední jednotka automatickéregulace9 Čidlo venkovní teploty

Příklady regulace teplovodních otopných soustav

125ESB1 2014/2015 198prof.Karel Kabele

Page 89: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 89

Legenda:1 Ručně ovládaný ventil2 Otopné těleso3 Přívodní potrubí4 Zpětné potrubí

5 Směšovací ventil (trojcestný)6 Oběhové čerpadlo7 Jednotka automatické regulace8 Čidlo vnitřní teploty

Příklady regulace teplovodních otopných soustav

Dvoustupňová regulace zónová a centrální nepřímá podle vnitřní teploty

125ESB1 2014/2015 199prof.Karel Kabele

REGULACE – III. ČÁST

125ESB1 2014/2015 204prof.Karel Kabele

Page 90: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 90

Hydraulická stabilita DVs

• Proč ?

• Ve výpočtu uvažujeme ustálený stav x proměnná realita způsobená především: – proměnlivými hodnotami přídavného vztlaku vlivem

měnící se teploty otopné vody

– proměnlivými tlakovými poměry v OS vlivem funkce termostatických ventilů

• Řešení:– pasivní vyregulování přesným výpočtem

– aplikace automatických regulačních prvků

125ESB1 2014/2015 205prof.Karel Kabele

• Pasivní regulace výpočtem

– pravidla pro navrhování jednotlivých částí OS

• nejvíce tlaku spotřebovat na tělesech

• tlaková ztráta ve stoupačce = účinnému tlaku vzniklému ve stoupačce

• tlaková ztráta v ležatých rozvodech = účinnému tlaku vzniklému v ležatých rozvodech

125ESB1 2014/2015

Hydraulická stabilita DVs

206prof.Karel Kabele

Page 91: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 91

• Aplikace automatických regulačních prvků

– přepouštěcí ventily• otvírá se podle odchylky diferenčního

tlaku, umisťuje se do obtoku čerpadla nebo mezi přívodní a vratné potrubí OS

– regulátory diferenčního tlaku• škrtící (!) ventil v potrubí řízený

diferenčním tlakem

– čerpadla s řízenými otáčkami• konstantní tlak čerpadla při proměnném

průtoku

125ESB1 2014/2015

Hydraulická stabilita DVs

207prof.Karel Kabele

Regulace tlakové diference

125ESB1 2014/2015 208prof.Karel Kabele

Page 92: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 92

Termohydraulický rozdělovač

– Oddělení kotlového okruhu od otopné soustavy– Kdy použít?

125ESB1 2014/2015 209prof.Karel Kabele

Ochrana proti nízkoteplotní korozi

125ESB1 2014/2015

– Řešení problému náběhu kotle na pevná paliva– Kdy použít?

210prof.Karel Kabele

Page 93: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 93

Příklady zapojení zdrojů

125ESB1 2014/2015

Příklad 1: Klasický kotel s výkonem > než 4 násobek tepelné ztráty budovy, pouze vytápění. Zdroj s minimální požadovanou teplotou vratné vody.

Zapojení umožňuje práci zdroje v optimálních podmínkách a přerušovanýchod zdroje s přestávkami v řádu dnů.

211prof.Karel Kabele

Zdroje - příklady řešení 2

125ESB1 2014/2015

Příklad 2: Klasický kotel s výkonem > než 4 násobek tepelné ztráty budovy,vytápění a průtočný ohřev TUV.Zdroj s minimální požadovanou teplotou vratné vody.

Zapojení umožňuje práci zdroje v optimálních podmínkách a přerušovanýchod zdroje s přestávkami v řádu dnů.Průtočný ohřev TUV je ve srovnání se zásobníkovým příznivý z hlediska stagnace TUV (legionella).

212prof.Karel Kabele

Page 94: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 94

Zdroje - příklady řešení 3

Č4

Č1PV

E

N

TRB

Č5

PV

3xZV

Č2

2xTRV

RS

Č3

Č4Č4

Č1PV

E

N

Č1PV

E

N

TRB

Č5

PV

3xZV

TRB

Č5

PV

3xZV

Č5

PV

3xZV

Č2

2xTRV

RS

Č3 Č2

2xTRV

RS

Č3 Č2

2xTRV

RS

Č3

125ESB1 2014/2015

Příklad 3: Bivalentní zdroj - např. kondenzační kotel v kombinaci s vysokoteplotními kolektory.Teplovzdušné větrání a nízkoteplotní vytápění,průtočný ohřev TUV.

213prof.Karel Kabele

Zdroje - příklady řešení 4

125ESB1 2014/2015

Příklad 4: Bivalentní zdroj - klasický kotel v kombinaci s nízkoteplotnímikolektory.Teplovodní vytápění,průtočný ohřev TUV. Použití teplotněstratifikovaného zásobníku umožňuje využití nízkopotenciálního teplakolektorů k předehřevu teplé vody.

214prof.Karel Kabele

Page 95: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 95

125ESB1 2014/2015 215prof.Karel Kabele

Měření ve vytápění

• Měření provozních parametrů pro regulaci– Tlak, teplota, průtok

• Měření tepla na patě objektu– Teplo vyrobené ve vlastním

zdroji – měření spotřeby paliva

– Teplo dodané do objektu (dálkové vytápění) Kalorimetrické měření -průtok+rozdíl teplot

125ESB1 2014/2015 216prof.Karel Kabele

Page 96: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 96

„Měření tepla“ – pro rozdělení nákladů na uživatele

• Kapalinové indikátory– odpařování speciálně obarvené kapaliny v závislosti na

teplotě otopného tělesa

– Přiložená stupnice umožňuje odečítání množstvíodpařené kapaliny.

– Po provedení odečtu je trubička s kapalinou nahrazenanovou ampulí s roztokem jiné barvy

• Elektronické indikátory– Jeden ze snímačů měří povrchovou teplotu otopného

tělesa.

– další snímač měří okamžitou teplotu okolního prostoru.

– Naměřené hodnoty jsou předávány ke zpracováníintegrovanému mikroprocesoru

Nejedná se o „Měření tepla“ !!!

Vyhláška 372/2001 Sb.125ESB1 2014/2015 217prof.Karel Kabele

ČVUT v PrazeFakulta stavební

Katedra technických zařízení budov

Příprava teplé vody

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele

Zpět na obsah218prof.Karel Kabele

Page 97: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 97

Osnova

• 1. TV a její vlastnosti

• 2. Způsoby přípravy TV

• 3. Prvky a zařízení pro ohřev TV

• 4. Navrhování ohřevu TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 219prof.Karel Kabele

1. TV a její vlastnosti

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 220prof.Karel Kabele

Page 98: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 98

TEPLÁ VODA

125ESB1 2014/2015

• TV, PHW (potable hot water)

• ohřátá pitná voda vhodná pro trvalé používání člověkem a domácími zvířaty;

• je v souladu s předpisy vycházejícími ze Směrnice ECC;

• je určena k mytí, koupání, praní, umývání a k úklidu; při poruše dodávky studené vody se může použít pro vaření, mytí a pro hygienické účely

• musí splňovat bakteriologická, biologická a chemická kritéria pro pitnou vodu daná vyhláškou č. 252/2004 Sb. ve znění pozdějších předpisů, např. vyhlášky č. 187/2005 Sb.

• s rostoucí teplotou vody roste reaktivita, >> koroze a vznik inkrustací

prof.Karel Kabele 221prof.Karel Kabele

Ukazatelé jakosti vody pro ohřev TV

125ESB1 2014/2015

• Minimální KNK4,5

• Hmotnostní koncentrace fosforečnanů

• Hodnota pH při teplotě 20°C

• Hmotnostní koncentrace chloridů

• Látková koncentrace vápníku a hořčíku a hmotnostní koncentrace volného CO2.

prof.Karel Kabele 222prof.Karel Kabele

Page 99: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 99

Úprava TV

125ESB1 2014/2015

Odkyselovací

filtr

MUV

Inhibitor koroze

• odkyselovací filtr

• dávkovač inhibitoru koroze

• magnetická úprava vody

prof.Karel Kabele 223prof.Karel Kabele

Legionella pneumophila a TV

• Tyčinková bakterie, průměr 0,2 až 0,7 μm a délku 1 až 4 μ m

• v přírodě se vyskytují zcela běžně ve všech vodách a vlhké půdě

• jsou přítomny v rozvodech vody, vzduchovodech, zařízeních pro solární ohřev TV

• jsou citlivé na teplotu

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 224prof.Karel Kabele

Page 100: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 100

Vliv teploty na život bakterií Legionella pneumophila

125ESB1 2014/2015

100°CParní zvlhčování

90°C

80°CTeplovodní vytápění

ÚHYN BĚHEM NĚKOLIKA MINUT AŽ

SEKUND

70°C

60°C

50°CTeplá voda ÚHYN BĚHEM NĚKOLIKA HODIN

40°C Lázně

Chladící věže

Sprchy

OPTIMÁLNÍ PODMÍNKY PRO

ROZMNOŽOVÁNÍ

30°CROZMNOŽOVÁNÍ

20°C Vodní zvlhčovače

Chladiče

10°CStudená voda MINIMÁLNÍ ROZMNOŽOVÁNÍ

prof.Karel Kabele 225prof.Karel Kabele

Účinky na člověka

• Bakterie LP jsou škodlivé, dostanou-li se do lidského organismu.

• Způsobují onemocnění zvané legionářská nemoc (legionelóza) a pontiacká horečka

• 10-20% případů končí úmrtím pacienta...

Nebezpečné je především vdechnutí !!!

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 226prof.Karel Kabele

Page 101: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 101

Zdroje kontaminace v systémech TV

125ESB1 2014/2015

• Obecně – stagnující teplá voda a usazeniny

• Riziková místa:

• Výtokové armatury

• Zásobníkové ohřívače a zásobníky TV

• Cirkulační potrubí

• Bazény nad 25°C

• Nevhodně použité materiály a chemikálie

prof.Karel Kabele 227prof.Karel Kabele

Způsoby odstraňování bakterií Legionella pneumophila

125ESB1 2014/2015

• sterilizace UV zářením

• anodická oxidace

• chlorování

• filtrace

• tepelná desinfekce

prof.Karel Kabele 228prof.Karel Kabele

Page 102: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 102

Schéma zařízení na

tepelnou desinfekci TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 229prof.Karel Kabele

Schéma zařízení na

tepelnou desinfekci TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 230prof.Karel Kabele

Page 103: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 103

Schéma zařízení na

tepelnou desinfekci TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 231prof.Karel Kabele

Jakost TV - normy

• ČSN 830616 Jakost teplé užitkové vody – neplatná od1.11.2001

• ČSN 757111 Pitná voda - neplatná od 1.11.2001

• ČSN 830615 Požadavky na jakost vody dopravovanépotrubím. Zrušena únor 1998

• ČSN 060320 Příprava teplé vody - Navrhování aprojektování (2006)

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 232prof.Karel Kabele

Page 104: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 104

Způsoby přípravy TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 233prof.Karel Kabele

Příprava TVPrvky systému

Zdroj TV

125ESB1 2014/2015

TV

Distribuční síť

Výtokové armatury

SV

Energie

+

prof.Karel Kabele 234prof.Karel Kabele

Page 105: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 105

Příprava teplé vody

• Podle způsobu předávání tepla

– přímé, nepřímé

• Podle místa ohřevu

– místní, centrální

• Podle konstrukce zařízení

– zásobníkové, průtočné, smíšené

• Podle počtu zdrojů tepla

– jednoduché, kombinované

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 235prof.Karel Kabele

3. Prvky zařízení na přípravu TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 236prof.Karel Kabele

Page 106: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 106

Prvky zařízení na přípravu TV

• Zdroje TV

– zásobníkový ohřev

– průtočný ohřev

– smíšený ohřev

• Distribuční síť

– materiály potrubí

– kompenzace délkové teplotní roztažnosti

– izolace potrubí

– cirkulace TUV

– přihřívání potrubí

– výtokové armatury

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 237prof.Karel Kabele

Zařízení pro zásobníkový ohřev

Nepřímoohřívané

Přímoohřívané

Kombinované Tlakové

Beztlakové

Zásobníkové ohřívače Zásobníky TUV

Zásobníkový ohřev

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 238prof.Karel Kabele

Page 107: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 107

Nepřímo ohřívaný zásobník

125ESB1 2014/2015

Plynový

kotel

Otopná

soustava

Přívod studenévody

Odběr TUV

Nepřímo

ohřívaný

zásobník

Princip zapojení nepřímo ohřívaného zásobníku s trojcestným ventilem

Odběr TV

prof.Karel Kabele 239prof.Karel Kabele

Beztlaký x tlakový zásobník

125ESB1 2014/2015

Volná hladina

Přepadovátrubka

Volný výtokTV

Výtokovýventil

Uzavřenátlaková nádrž

Pojistný, zpětný auzavírací ventil

prof.Karel Kabele 240prof.Karel Kabele

Page 108: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 108

Příklad zapojení pro zásobníkový ohřev

125ESB1 2014/2015

TV

prof.Karel Kabele 241prof.Karel Kabele

Zařízení pro průtočný ohřev

Plynové ohřívače Elektrické ohřívače

Trubkové Deskové

Výměníky tepla

Průtočný ohřev

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 242prof.Karel Kabele

Page 109: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 109

Příklad zapojení pro průtočný ohřev

125ESB1 2014/2015

TV

prof.Karel Kabele 243prof.Karel Kabele

Zařízení pro smíšené ohřívání vody

• kombinace zásobníkového a průtokového ohřevu

• princip zařízení shodný se zásobníkovým ohřevem, jiný poměr výkonu ohřívače a objemu zásobníku

125ESB1 2014/2015

nejčastější technická řešení• přímo ohřívaný plynový zásobník

• nepřímonepřímoohřívaný zásobník s plynovým kotlem

• elektrický zásobník s trvalým dohřevem

prof.Karel Kabele 244prof.Karel Kabele

Page 110: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 110

Příklad zapojení pro smíšený ohřev

125ESB1 2014/2015

TV

prof.Karel Kabele 245prof.Karel Kabele

Pojistné a zabezpečovací prvky přípravy TV

125ESB1 2014/2015

TV

TV

prof.Karel Kabele 246prof.Karel Kabele

Page 111: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 111

Distribuční síť TV Materiály

125ESB1 2014/2015

0 0,05 0,1 0,15 0,2

Součinitel délkové

teplotní roztažnosti

(mm/m.K)

PE

PP

PB

C-PVC

PEX/ALU/PE

Měď

Ocel

• Materiály potrubí• ocelové, pozinkované

trouby• plastové trubky

• PP, rPE,PB,CPVC, vrstvenétrubky

• měděné potrubí

prof.Karel Kabele 247prof.Karel Kabele

Distribuční síť TVKompenzace délkové roztažnosti

125ESB1 2014/2015

• Kompenzátory (osové vlnovcové, gumové)

• Kompenzace trasou

prof.Karel Kabele 248prof.Karel Kabele

Page 112: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 112

Distribuční síť TVIzolace

• Izolace potrubí

– TUV i cirkulace se musí izolovat

– Tloušťka tepelné izolace u vnitřních rozvodů do DN20 se volí ≥ 20 mm, DN20 až DN35 ≥30 mm, DN 40 až DN 100 se volí >DN (Vyhláška 151/2001 MPO Sb. částka 60)

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 249prof.Karel Kabele

Distribuční síť TV Cirkulace

• Cirkulace TV

– větší komfort x tepelné ztráty

– přirozená - nucená

– řízení oběhového čerpadla - časové, termostatické

• Přihřívání potrubí

– samoregulační topný kabel

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 250prof.Karel Kabele

Page 113: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 113

Přihřívání potrubí samoregulačním topným kabelem

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 251prof.Karel Kabele

Distribuční síť TV Armatury

• Výtokové amatury

– beztlakové, tlakové

– klasické, jednopákové, elektronické

– ruční, termostatické

125ESB1 2014/2015

60

49.4

31.427.3

23.9

20

0

10

20

30

40

50

60

l/sprchu

Kla

sická

bat

Pák

ová

Term

ostat

Term

ostat s

čas

.spín

ačem

Term

ostat-s

enzor ?

prof.Karel Kabele 252prof.Karel Kabele

Page 114: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 114

4.Navrhování systémů přípravy TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 253prof.Karel Kabele

Navrhování ohřevu TV

• Energetické systémy budov (VYT,VZT, OSV, TV) zajišťují pokrytí energetických potřeb uživatelů.

• Co je to optimální systém... ?

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 254prof.Karel Kabele

Page 115: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 115

Příprava TVSystémy

• Dle místa ohřevu

– místní

– ústřední

– dálkový

• Dle způsobu ohřevu

– průtokový

– zásobníkový

– smíšený

125ESB1 2014/2015

Návrh : počet zdrojů (rozmístění v objektu)

tepelný výkon zdrojů

akumulační objem zdrojů

prof.Karel Kabele 255prof.Karel Kabele

Navrhování přípravy TV

• Vstupní údaje pro volbu systému přípravy TV

– Dispoziční uspořádání odběrních míst

– Dostupná energie

– Potřeba TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 256prof.Karel Kabele

Page 116: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 116

Navrhování koncepce systémů přípravy TV

125ESB1 2014/2015

Rozmístění odběrních míst

prof.Karel Kabele 257prof.Karel Kabele

Příprava TVDispoziční řešení

• Na volbu systému TV má vliv umístění odběrních míst

– soustředěné

– rozptýlené

• Optimalizace systémů z hlediska

– délky rozvodů

– tepelných ztrát

– cirkulace

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 258prof.Karel Kabele

Page 117: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 117

Navrhování koncepce systémů přípravy TV

125ESB1 2014/2015

Dostupná energie

prof.Karel Kabele 259prof.Karel Kabele

Zdroje TV a energieElektrická energie

• Průtokový ohřev • příkon 1kW=0,5 l/min při dT=30K

• sprcha= 6 l/min = 12 kW

• Vana = 100 l = 10 l/min = 20 kW

• Zásobníkový ohřev• Zásobník na denní potřebu TV

nahřátí 1x den (noční proud)

• Zásobník maloobjemový - průběžný dohřev, zvýšený příkon, krátká doba dohřevu

• Otevřený, uzavřený zásobník

• Cirkulace ?

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 260prof.Karel Kabele

Page 118: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 118

Zdroje TV a energie Dálkové vytápění

Systém ohřevu TV

Ústřední

Dálkový

Ohřev

Průtokový

Zásobníkový

Smíšený

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 261prof.Karel Kabele

Zdroje TV a energie Plynná paliva

• Průtokový ohřev

– Průtokový ohřívač

• do 28 kW (14 l/min),

• požadavky na umístění plyn. spotřebiče, odvod spalin,

• min.tlak ve vodovodní síti

– Kombinovaný kotel - nutnost porovnat

výkon kotle s výkonem otopné soustavy

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 262prof.Karel Kabele

Page 119: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 119

Zdroje TV a energie Plynná a pevná paliva

• Zásobníkový ohřev– Nepřímoohřívaný zásobník

• plynový kotel + zásobník

– Přímoohřívaný zásobník • plynový spotřebič 7-103 kW se zásobníkem

80-380l

• Pevná paliva– Kombinovaný zásobník

– Přímo ohřívaný zásobník

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 263prof.Karel Kabele

Přímo ohřívané plynové zásobníky

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 264prof.Karel Kabele

Page 120: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 120

Zdroje TV a energie Obnovitelné zdroje

• Solární kolektory– zásobníkový ohřev

– doplňkový zdroj, celoroční/sezónní provoz

• Tepelné čerpadlo– zásobníkový ohřev

– čerpadlo odebírá energii ze země nebo vzduchu, topný faktor 2-3

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 265prof.Karel Kabele

Navrhování koncepce systémů přípravy TV

125ESB1 2014/2015

Potřeba vody

prof.Karel Kabele 266prof.Karel Kabele

Page 121: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 121

Potřeba TV

• Potřeba TV během periody [l/den]

• Rozložení odběru TV v průběhu periody [l/hod]

• Křivka odběru tepla a dodávky tepla

• Maximální potřeba TV [l/sec]

• Interval max. potřeby a množství odebrané TV

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 267prof.Karel Kabele

Potřeba TV během periody

Atypický objektsoučet dávek TV

• na mytí osob

• nádobí

• úklid

125ESB1 2014/2015

Typický objekt

z bilance potřeby TV podle počtu osob

prof.Karel Kabele 268prof.Karel Kabele

Page 122: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 122

Potřeba TV pro byt.fond

– ČSN 060320

• 77 l/os/den při 60°C (všední den)

• 103 l/os/den při 60°C (soboty a neděle)

• tj. cca 82 l/os/den

– Rozbor provozu - firemní podklady

• 30 - 60 l/os/den při 60°C dle vybavení a komfortu

• potřeba vody na jednotlivé činnosti v denním rozložení

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 269prof.Karel Kabele

Potřeba TV

125ESB1 2014/2015

Činnost Potřebné

množství [l]

Průtok [l/min] Průměrná doba odběru

[min]

Požadovaná

teplota [°C]

Myti rukou

umývátko 6 1,5 4 35

umývadlo 10 2 5 35

luxusní 15 3 5 37

Sprchování

úsporné 30 6 5 40

běžné 48 8 6 40

komfortní 80 10 8 40

Vanová koupel

zkrácená vana 105 7 15 37

běžná vana 150 10 15 37

velkoobsahová 255 10 25 37

Bidet

standard 24 3 8 40

Mytí nádobí

v dřezu 30 3 10 55

prof.Karel Kabele 270prof.Karel Kabele

Page 123: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 123

Charakteristiky výtoků TV

125ESB1 2014/2015

Baterie Parametr Značka Jednotka

umyvadlo dřez sprcha vana

Teplota na výtoku θ4 ºC 40 551)

40 40

dm3.s

-1 0,06 0,08 0,095 0,20 Průtok vody o teplotě θ4 na

výtoku U4

m3.h

-1 0,21 0,30 0,34 0,70

dm3.s

-1 0,04 0,08 0,065 0,13 Přítok TV 55 ºC do výtoku U3

m3.h

-1 0,14 0,30 0,23 0,47

Tepelný výkon přítoku TV q v kW 7,3 15,7 – 24,4 12,0 24,6

1) Pro sterilizaci nádobí se používá voda o teplotě 70 až 80 °C.

prof.Karel Kabele 271prof.Karel Kabele

Rozložení odběru v průběhu periody – rozbor provozu

125ESB1 2014/2015

0

5

10

15

20

25

% d

enn

í

po

tře

by

vo

dy

1 3 5 7 9 1113 1517 1921 23

Bytový dům dle ČSN

Restaurace

Hotel

Sportovní zařízení

Klinika

Bytový dům dle DIN

hod

prof.Karel Kabele 272prof.Karel Kabele

Page 124: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 124

Bytové domy

125ESB1 2014/2015

Rozložení spotřeby studené vody

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

hod

Stu

den

á v

od

a

(bez T

V)

l/o

s/h

od

Pondělí

Úterý

Středa

Čtvrtek

Pátek

Sobota

Neděle

Průměr

Poděkování Vodárně Plzeň a.s. za spolupráci při zajištění měření.

prof.Karel Kabele 273prof.Karel Kabele

Součinitelé denní a

maximální hodinové

nerovnoměrnosti

125ESB1 2014/2015

Průběh středního odběru vody měřených administrativních budov

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

čas (h)

sp

otř

eb

a (

l\o

s)

Pondělí Úterý Středa Čtvrtek Pátek

Sobota Neděle

Poděkování Vodárně Plzeň a.s. za spolupráci

při zajištění měření.

Administrativní budovy

prof.Karel Kabele 274prof.Karel Kabele

Page 125: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 125

Rozložení odběru v průběhu periody – křivka odběru

125ESB1 2014/2015

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Od

r v %

de

nn

í p

otř

eb

y

Hod.

Příklad součtové křivky

odběru TUV pro hotel

Rozbor provozu – hodinové potřeby vody

Součtová křivka

odběru

24 hod = 100%

prof.Karel Kabele 275prof.Karel Kabele

Křivka odběru a dodávky tepla

125ESB1 2014/2015

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

kW

h

hod

Ztráty cirkulací

Odběr TV

Dodávka tepla

trvalá

Dodávka tepla

přerušovaná

Maximální rozdíl = kapacita zásobníku

prof.Karel Kabele 276prof.Karel Kabele

Page 126: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 126

Křivka odběru a dodávky tepla

125ESB1 2014/2015

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

1 2 0 0

1 4 0 0

1 6 0 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4

h o d

kW

h

Tepelný výkon

zdroje při

- trvalém dohřevu - přerušovaném

dohřevu

prof.Karel Kabele 277prof.Karel Kabele

Postup dimenzování

1. Potřeba TV

– mytí osob, nádobí a úklid

V2p = ni.Σ(nd.Uo. d.pd) + nj.Vd + nu.Vd

2. Potřeba tepla

E2t = c. V2p .(t1 – t2) [kWh.per-1]

Ztráty v rozvodech E2z

E2p = E2t + E2z [kWh.per-1]

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 278prof.Karel Kabele

Page 127: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 127

Příklad součtové křivky

potřeby a dodávky tepla

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Hod.

Od

eb

ran

á a

do

dan

á e

nerg

ie k

Wh

Součtová

křivka odběru

tepla

Ztráty v

rozvodech

rozložené

do 24 hod

Křivka dodávky

tepla

E2t

E2z

E2p

Příkon zdroje

Objem zásobníku, výkon zdroje

Vz = ΔEmax /c/(t2 – t1)

Zásobníkový ohřev

Q1n =(E1/ )max

Průtočný ohřev

Q1n = Σ (nv . qv). s

125ESB1 2014/2015

Odběr

Ztráty

Dodávka

ΔEmax

prof.Karel Kabele 279prof.Karel Kabele

Příklad • Zásobníkovým ohřevem má být dodávána TV do 50 bytů

se 200 osobami. Jaká bude velikost zásobníku a tepelný výkon ohřívače, je-li teplo dodáváno celodenně?

• Výpočet:– Potřeba TV V2p = 200. 82= 16400 l/den

– Potřeba tepla Q2t = c. V2p .(t1 – t2)=

= 4200.16400.(55-10)/3600= 860 [kWh/den]

– Ztráty v rozvodech 50% Q2z = z. Q2t = 0,5.860 = 430[kWh/den]

– Celkem potřeba tepla Q2p = Q2t + Q2z =

860+430 = 1290 [kWh/den]

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 280prof.Karel Kabele

Page 128: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 128

Příklad - Výpočet

Objem zásobníku

Vz = ΔEmax /c/(t2 – t1)

Vz = 300/1,163/(55-10)=

Vz = 5,7 m3

Příkon

Q1n =(E1/ )max

Q1n = 1290/24=

Q1n = 53,8 kW

125ESB1 2014/2015

Ztráty

Odběr

Dodávka

prof.Karel Kabele 281prof.Karel Kabele

Maximální potřeba TV a interval odběru

• K návrhu průtokového a smíšeného ohřevu [l/s]

• Nelze použít křivku odběru TV bez úpravy !…….. Proč?

• Protože : x [l/hod] ≠ x:3600[l/s]

• Určující výtoky, výpočtový průtok TV

• Doba špičky – rozbor provozu v minutovém časovém kroku

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 282prof.Karel Kabele

Page 129: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 129

Postup návrhu systému TV

125ESB1 2014/2015

• Určí se primární zdroj energie pro TV, výkonová a

časová omezení. (T)

• Podle zdroje se navrhne způsob ohřevu a počet zdrojů

TV (Z)

• Podle typu objektu se stanoví potřeba TV, rozložení

odběru, okamžitá (maximální) potřebu , interval

maximálního odběru (Z)

• Vypracuje se křivka odběru tepla (Z)

• Navrhne se velikost zásobníku a příkon ohříváku (T)

Napojí navržený zdroj na systém vytápění (T)

• Napojí navržený zdroj na systém vnitřního vodovodu (Z)

prof.Karel Kabele 283prof.Karel Kabele

Literatura

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 284prof.Karel Kabele

Page 130: Obsah - cvut.cztzb2.fsv.cvut.cz/vyucujici/16/oppa/125esb_cast1_kabele.pdfPodklady k přednáškam 125 ESB1 (c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 2 ENERGETICKÉ VÝPOČTY 125ESB1 2014/2015

Podklady k přednáškam

125 ESB1

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 130

Děkuji za pozornost …

125ESB1 2014/2015 prof.Karel Kabele 285prof.Karel Kabele


Recommended