Obliczanie zapotrzebowania na paliwo Mizielińska K., Olszak J. „Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy”

(1)

Obliczanie zapotrzebowania na paliwo

Mizielińska K., Olszak J. „Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy”

Roczne zapotrzebowanie na paliwo należy ustalić w odniesieniu do potrzeb takich jak: centralne ogrzewanie, przygotowanie ciepłej wody użytkowej, przygotowanie posiłków, wentylacja, klimatyzacja i inne.

Roczne zapotrzebowanie na paliwo gazowe można wyrazić wzorem:

𝑩 = 𝑸

_𝒂

𝑯

_𝒊

∙ 𝜼 , m

^𝟑

rok

gdzie:

𝑸

_𝒂

– roczne zapotrzebowanie na ciepło (w odniesieniu do danej potrzeby), kWh/rok,

𝑯

_𝒊

– wartość opałowa paliwa, kWh/m

³

,

𝜼 – sprawność układu wytwarzającego i przesyłającego ciepło

(średnioroczna).

(2)

1. Obliczenie rocznego zapotrzebowania na paliwo do celów centralnego ogrzewania:

𝑩

_𝒄.𝒐.

= 𝑸

_𝒄.𝒐.

∙ 𝝋 ∙ 𝒛 ∙ 𝟐𝟒 ∙ 𝟑𝟔𝟎𝟎

𝑯

_𝒊

∙ 𝜼

_𝒄.𝒐.

, m

^𝟑

rok

gdzie:

𝑸_𝒄.𝒐. – obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną dla ogrzewanych pomieszczeń/budynku, kW,

𝝋 – współczynnik zmniejszający – średni stopień obciążenia cieplnego, -, 𝒛 – liczba dni sezonu grzewczego w ciągu roku, d/rok,

24 – liczba godzin w dobie, h/d

𝑯_𝒊 – wartość opałowa paliwa, kWh/m³,

𝜼_𝒄.𝒐. – sprawność układu c.o. (średnia sprawność układu kocioł-przesył-regulacja):

𝜼_𝒄.𝒐. = 𝜼_𝑵 ∙ 𝜼_{𝒊𝒏𝒔𝒕.}∙ 𝜼_{𝒓𝒆𝒈.}

przy czym:

𝜼_𝑵 – średnia sprawność kotła – sprawność normatywna,

𝜼_{𝒊𝒏𝒔𝒕.} – sprawność związana ze stratami przesyłania, izolacją cieplną przewodów i urządzeń;

0,90,98,

𝜼_{𝒓𝒆𝒈.} – sprawność regulacji; dla automatycznej regulacji centralnej połączonej z regulacją miejscową 0,920,99.

Zapotrzebowania na paliwo dla c.o.

Mizielińska K., Olszak J. „Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy”

(3)

Wyznaczenie średniego stopnia obciążenia cieplnego:

𝝋 = 𝒕_𝒘 − 𝒕_𝒆𝒎 𝒕_𝒘 − 𝒕_{𝒛𝒆𝒘.𝒐𝒃𝒍.}

gdzie:

𝒕_𝒘 – średnia temperatura ogrzewanych pomieszczeń, ustalona zgodnie z Dz. U. Nr 75, poz.690,

𝒕_𝒆𝒎 – średnia roczna temperatura zewnętrzna w sezonie grzewczym,°𝐂,

𝒕_{𝒛𝒆𝒘.𝒐𝒃𝒍.} – obliczeniowa temperatura zewnętrzna w danej strefie klimatycznej, ustalona zgodnie z PN-EN 12831:2006.

Ustalenie średniej rocznej temperatury zewnętrznej w sezonie grzewczym i liczby dni sezonu grzewczego:

wariant a) wg PN-B-02025:2001, Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego,

wariant b) wg Mizielińska K., Olszak J. Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy, tablica 7.1.

Zapotrzebowania na paliwo dla c.o.

(4)

Zapotrzebowania na paliwo dla c.o.

Mizielińska K., Olszak J. „Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy”

Tablica 7.1

Liczba dni (z) w ciągu roku o temperaturze równej lub niższej od średniej dobowej temperatury zewnętrznej (t_eg) i średnia temperatura zewnętrzna (t_em) w tym okresie

Postępowanie: 1) ustalić (przyjąć) temperaturę początku sezonu grzewczego (t_eg), 2) dla danej strefy klimatycznej odczytać liczbę dni sezonu grzewczego (z) oraz średnioroczną temperaturę zewnętrzną w sezonie grzewczym (t_em)

(5)

2. Obliczenie rocznego zapotrzebowania na paliwo do celów przygotowania ciepłej wody użytkowej:

𝑩

_{𝒄.𝒘.𝒖.}

= 𝑸

_{𝒄.𝒘.𝒖.}

∙ 𝒛 ∙ 𝟐𝟒

𝑯

_𝒊

∙ 𝜼

_{𝒄.𝒘.𝒖.}

, m

^𝟑

rok

gdzie:

𝑸_{𝒄.𝒘.𝒖.} – średnie godzinowe zapotrzebowanie na moc do przygotowania c.w.u., kW, 𝒛 – liczba dni w ciągu roku, w których występuje zapotrzebowanie na c.w.u.; dla

budownictwa mieszkaniowego 365 d/rok, 24 – liczba godzin w dobie, h/d

𝑯_𝒊 – wartość opałowa paliwa, kWh/m³,

𝜼_{𝒄.𝒘.𝒖.} – sprawność układu do przygotowania c.w.u.:

𝜼_{𝒄.𝒘.𝒖.} = 𝜼_𝒌 ∙ 𝜼_{𝒊𝒏𝒔𝒕.}∙ 𝜼_𝒂.

przy czym:

𝜼_𝑵 – sprawność kotła w czasie pracy na potrzeby c.w.u.,

𝜼_{𝒊𝒏𝒔𝒕.} – sprawność przesyłu c.w.u., zależna od wielkości instalacji, izolacji przewodów, sposobu pracy pompy cyrkulacyjnej; w instalacjach z cyrkulacją c.w.u. 0,50,8,

𝜼_{𝒓𝒆𝒈.} – sprawność akumulacji związana ze stratami ciepła w podgrzewaczach pojemnościowych i zasobnikach c.w.u.; dla dobrze zaizolowanych elementów 0,80,86.

Zapotrzebowania na paliwo dla c.w.u.

Mizielińska K., Olszak J. „Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy”

(6)

Obliczenie średniego godzinowego zapotrzebowania na moc do przygotowania c.w.u.:

𝑸

_{𝒄.𝒘.𝒖.}

= 𝒒

_𝒋

∙ 𝒏 ∙ 𝑪

_𝒑

∙ 𝝆 ∙ ∆𝑻

𝝉 ∙ 𝟑𝟔𝟎𝟎 ∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎 , 𝐤𝐖

gdzie:

𝒒_𝒋 – średnie dobowe zużycie c.w.u. przez 1 mieszkańca, _{𝐨𝐬∙𝐝}^𝐥 ; np. wg PN-92/B-01706, 𝒏 – liczba mieszkańców lokalu/budynku, os.,

𝑪_𝒑 – ciepło właściwe wody, _{𝐤𝐠∙𝐊}^𝐤𝐉 , 𝝆 – gęstość wody, ^𝐤𝐠 _𝐦_𝟑,

∆𝑻 – różnica temperatur między wodą zimną a wodą ciepłą; zgodnie z Dz. U. Nr 75, poz.690

𝝉 – liczba godzin użytkowania instalacji c.w.u., h/d.

Zapotrzebowania na paliwo dla c.w.u.

(7)

3. Oszacowanie rocznego zapotrzebowania na paliwo do celów przygotowania posiłków:

𝑩

_𝒑.𝒑.

= 𝑽

_𝑲𝑮

∙ 𝒇

_𝑲𝑮^𝒌

∙ 𝒛 ∙ 𝝉

_𝑲𝑮

, m

^𝟑

rok

gdzie:

𝑽_𝑲𝑮 – nominalne zużycie paliwa przez kuchnię gazową, m³/h,

𝒇_𝑲𝑮^𝒌 – współczynnik jednoczesności działania kuchni gazowych dla k urządzeń, -, 𝒛 – liczba dni w ciągu roku, w których występuje zapotrzebowanie na

przygotowanie posiłków; dla budownictwa mieszkaniowego 365 d/rok,

𝝉_𝑲𝑮 – założony przeciętny czas użytkowania kuchni gazowej w ciągu doby, h/d.

Zapotrzebowania na paliwo dla p.p.

(8)

Roczne zapotrzebowanie na gaz do celów c.o. można oszacować według zależności:

𝑩 = 𝑽

_{𝒉,𝒄.𝒐.}

∙ 𝒃, m

^𝟑

rok

gdzie:

𝑽

_{𝒉,𝒄.𝒐.}

– godzinowe zapotrzebowanie na gaz do celów c.o. (strumień gazu dopływający do kotłów), m

³

/h,

𝒃 – roczna liczba godzin pracy paleniska, zależna od sposobu regulacji układu centralnego ogrzewania za pomocą instalacji:

• z wyposażeniem podstawowym - 2100 h/rok,

• z zaworami termostatycznymi - 1700 h/rok,

• z regulacją centralną pogodową - 1700 h/rok,

• wyposażonej w zawory termostatyczne i regulację centralną pogodową - 1550 h/rok.

Dobowe zapotrzebowanie na gaz do celów c.o. można oszacować według zależności:

𝑩

_𝒅

= 𝑽

_{𝒉,𝒄.𝒐.}

∙ 𝝉, m

^𝟑

gdzie: 𝝉 – liczba godzin pracy paleniska w ciągu doby (np. 612 h/d). d

Zapotrzebowania na gaz dla c.o.

Bąkowski K. „Sieci i instalacje gazowe”

(9)

Maksymalne roczne zapotrzebowanie gazu (typ E o wartości opałowej 33,12 MJ/m

³

) na przygotowanie posiłków i ciepłej wody użytkowej dla przeciętnych warunków krajowych wynosi:

• przygotowanie posiłków – 180 m

³

(1656 kWh),

• podgrzewanie wody – 580 m

³

(5316 kWh),

• łącznie (p.p.+c.w.u.) – 760 m

³

(6972 kWh).

Zapotrzebowania na gaz dla p.p. i c.w.u.

Bąkowski K. „Sieci i instalacje gazowe”

(10)

Zapotrzebowania na energię dla p.p.

Trojanowska M., Szul T. „Modelling of energy demand for heating buildings, heating tap water and cooking in rural households”

Roczne zużycie energii na potrzeby gotowania w gospodarstwach domowych

Uwagi: 1) dane dotyczą terenów wiejskich,

2) do obliczenia rocznego zapotrzebowanie na paliwo gazowe należy założyć sprawność kuchni gazowej _KG= 0,6.

Liczba mieszkańców gospodarstwa domowego

Q_a,

kWh/gospodarstwo

1 lokator 690

2 lokatorów 820

3 lokatorów 950

4 lokatorów 1080

5 lokatorów 1210

6 lokatorów 1340

(11)

Roczne zapotrzebowanie na paliwo

Dopke J. „Zależność zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych od liczby stopniodni grzania”

Założone typy gospodarstw domowych, ich wyposażenie w urządzenia gazowe oraz roczne zużycie gazu (typ E) na poszczególne cele w Polsce

Uwagi: zużycie gazu E na ogrzewanie 1 m²powierzchni użytkowej mieszkania – 20 m³/rok

zużycie gazu E na jedną osobę: przygotowanie posiłków – 50 m³/rok, przygotowanie c.w.u. – 250 m³/rok,