• Nie Znaleziono Wyników

Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ BADANIA PO DZIELNIK Ó W KOSZTÓ W OGRZEW ANIA POD KĄTEM DOSK O NALENIA PO DZIAŁU KOSZTÓW

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ BADANIA PO DZIELNIK Ó W KOSZTÓ W OGRZEW ANIA POD KĄTEM DOSK O NALENIA PO DZIAŁU KOSZTÓW"

Copied!
10
0
0

Pełen tekst

(1)

Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ P olitechnika Śląska, K ated ra O grzew nictw a, W entylacji i Techniki O dpylania

ul. K on arskiego 20, 44-1 00 G liw ice ko w ito @ k o w ito .ise.p o lsl.g liw ice.p l

B A D A N IA P O D Z IE L N IK Ó W K O S Z T Ó W O G R Z E W A N IA PO D K Ą T E M D O SK O N A L E N IA P O D Z IA Ł U K O SZ T Ó W

Streszczenie.

Doskonalenie metody podziału kosztów ogrzewania poprzez badania charakterystyk układów grzejnik —.podzielnik ma istotne znaczenie dla ograniczenia zużycia energii na cele ogrzewania i wentylacji w budownictwie wielorodzinnym w Polsce. Krajowe uwarunkowania, wynikające z fragm entarycznej termomodernizacji, tworzą specyficzne warunki funkcjonowania podzielników kosztów i błędy podziału kosztów ogrzewania. Nieuwzględnienie tych problemów spowodować może - poprzez społeczną dezaprobatęodrzucenie metody podziału kosztów na podstawie wskazań nagrzejnikowych podzielników, dla której brak je s t obecnie alternatywy o porównywalnych nakładach inwestycyjnych. Badania podzielników w warunkach statycznych, ja k i dynamicznych wymagają specjalistycznego laboratorium badawczego i oryginalnych metod badań.

INVESTIGATIONS OF HEAT COSTS ALLOCATORS IN ASPECT OF IMPROVEMENT DIVISION OF HEATING COSTS

Summary.

The improvement o f heat cost allocation method by investigations o f the system: “radiator — allocator" has a great influence on the use o f energy in multifamily building in Poland. Because o f partial thermomodernization there are specific conditions o f allocators’ functioning in heating systems in buildings which generate errors in heat cost allocation system. The negligence o f this fa c t can effects the rejection o f such systems by users o f flats and now there is a lack o f alternative systems. The investigations o f heat cost allocators in steady and unsteady states require the specialist laboratory and original research methods.

1. Wprowadzenie

W ielorodzinne budow nictw o m ieszkaniow e zajm uje w Polsce pierw szoplanow ą pozycję w śród konsum entów energii pierw otnej zużyw anej dla potrzeb ogrzew ania, w entylacji i przygotow ania ciepłej w ody użytkow ej. O graniczenie popytu na energię w tym sektorze gospodarki osiąga się p oprzez term om odem izację budynków i instalacji oraz w ytw orzenie naw yku oszczędzania energii w gronie użytkow ników lokali m ieszkalnych.

(2)

70 Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ

Istnieje zatem konieczność ścisłego pow iązania w ysokości opłat z ilością zużytej energii. P recyzyjne określenie ilości energii zużytej do ogrzania i w entylacji lokalu m ieszkalnego w istniejącej strukturze instalacji grzew czych je st technicznie kłopotliw e i kosztow ne. W ynika to z faktu, iż w iększość lokali m ieszkalnych je s t zasilana w energię w ielopunktow o poprzez piony instalacji centralnego ogrzew ania, co uniem ożliw ia stosow anie ciepłom ierza u pojedynczego odbiorcy. U pow szechniła się w ięc m etoda uproszczona, polegająca na określeniu strum ienia ciepła oddaw anego przez grzejnik do pom ieszczenia przy w ykorzystaniu podzielników kosztów centralnego ogrzew ania - cieczow ych lub elektronicznych, m ocow anych na pow ierzchni grzejnika w określonym m iejscu. Inform acja w yjściow a podzielnika kosztów je s t w najprostszym przypadku całką po czasie z przetw orzonej przez charakterystykę przyrządu w artości tem peratury pow ierzchni grzejnika w m iejscu zam ocow ania podzielnika. W m etodzie tej zakłada się, że pole tem peratury pow ierzchni grzejnika od strony pom ieszczenia je s t jednow ym iarow e, 0 ustabilizow anym w czasie i zbliżonym do liniow ego profilu tem peratury w zdłuż w spółrzędnej pionow ej. Z ałożenie to w w ielu przypadkach nie je s t spełnione - szczególnie w sytuacji, gdy grzejnik je s t co do w ielkości przew ym iarow any lub zasilany w o d ą o zbyt w ysokiej tem peraturze. R ów nież interm itentna praca grzejnika, spow odow ana działaniem zaw oru term ostatycznego, tw orzy odm ienne od zakładanych w norm ach w arunki funkcjonow ania podzielnika. P ow stałe z tego pow odu błędy zniekształcają podział kosztów 1 tw o rzą podłoże dla społecznej negacji system u, szczególnie groźnej dla oszczędzania energii w obec braku alternatyw nych m etod o porów nyw alnych kosztach. W pracy opisano oryginalne laboratorium badaw cze do badań podzielników kosztów i grzejników zarów no w statycznych, ja k i dynam icznych w arunkach oraz przedstaw iono w ypracow aną m etodę elim inacji błędów.

2. Badania podzielników kosztów ogrzewania w warunkach ustalonych

2.1. W aru n k i w ykonyw ania badań eksperym entalnych i komory badawcze

W algorytm ach obliczeniow ych stosow anych przy podziale kosztów ogrzew ania z w ykorzystaniem podzielników kosztów istnieje potrzeba uw zględnienia w ielu param etrów , w tym określanego dośw iadczalnie w spółczynnika sprzężenia term icznego CT.

W arunki, w których należy w ykonyw ać badania tego param etru, nie są dokładnie sprecyzow ane w norm ach PN EN -834:1999 [1] i PN E N -835:1999 [2], w których w ym aga się jedynie, aby badania prow adzone były w klim atycznie stabilnej kom orze badaw czej w w arunkach ustalonych dla tzw. stanu podstaw ow ego.

Praktyka w ykonyw ania takich badań je s t w ięc różna - zazw yczaj w ykorzystuje się kom ory badaw cze służące do badań charakterystyki cieplnej grzejników , typu otw artego lub zam kniętego, które różnią się pod w ielom a w zględam i zarów no w zakresie w łaściw ości, ja k i kosztu w ykonania.

W K atedrze O grzew nictw a, W entylacji i Techniki O dpylania dla celów badań wartości w spółczynnika Cr w ykonano dw a stanow iska pom iarowe:

• kom orę badaw czą typu otw artego - stanow isko A,

• kom orę b adaw czą typu zam kniętego - stanow isko B.

(3)

Stanowisko A

Stanow isko to je s t m obilne, w ym aga jed y n ie zasilania w energię elektryczną i w odę w odociągow ą. Składa się z badanego grzejnika, układu przygotow ania m edium grzejnego (kocioł elektryczny w yposażony w regulację) i układów pom iarow ych. Stanow isko znajduje się w dużym pom ieszczeniu - hali technologicznej w yposażonej w instalację centralnego ogrzew ania. U dział m ocy badanego grzejnika w m ocy instalacji centralnego ogrzew ania hali je s t pom ijalnie mały. K oncepcja stanow iska zakłada nieskończenie du żą pojem ność ciep ln ą otoczenia, co oznacza, że:

• strum ień energii oddaw anej przez badany grzejnik nie w pływ a n a w arunki term iczne w otoczeniu (w arunki term icznie stabilne),

• czas osiągania stanu ustalonego je s t stosunkow o krótki, gdyż je s t determ inow any w yłącznie przez w łaściw ości dynam iczne grzejnika, w którym skupiona je s t głów na pojem ność cieplna.

O dnosząc stanow isko do w arunków w obiektach rzeczyw istych, odzw ierciedla ono sytuację, gdy grzejnik centralnego ogrzew ania je s t usytuow any pod ścianą w ew nętrzną.

Stanowisko B

L aboratorium badaw cze do badania grzejników i podzielników obejm uje trzy pom ieszczenia: w łaściw ą kom orę badaw czą, w której um ieszcza się badany grzejnik i podzielnik, kom orę klim aty czn ą i pom ieszczenie aparaturow e (rys. 1).

D o d a t k o w y U k ł a d

R y s .l. Schem at organizacyjny laboratorium Fig. 1. Schem e o f laboratory

(4)

72 Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ

W łaściw a kom ora badaw cza sym uluje typow e, w ystępujące w budow nictw ie m ieszkaniow ym pom ieszczenie z je d n ą ścianą zew nętrzną, z typow ym oknem drew nianym zespolonym , stosow anym pow szechnie w budow nictw ie. O pór cieplny ściany m oże być zm ieniany w ograniczonym zakresie odzw ierciedlającym w łaściw ości przegród w budow nictw ie starym i w spółczesnym . Pozostałe przegrody pom ieszczenia są przegrodam i w ew nętrznym i i w tym celu zostały bardzo dokładnie zaizolow ane cieplnie.

Przybliżenie rzeczyw istych w arunków pracy układu grzejnik-podzielnik w typow ym pom ieszczeniu ogrzew anym uzyskano poprzez zastosow anie układu do sym ulacji infiltracji pow ietrza przez nieszczelności w oknie w ilości m ożliw ej do regulacji, co m oże odpow iadać oknom o różnej szczelności. P onadto w kom orze badaw czej w ykonano dodatkow y układ chłodzący, co um ożliw ia prow adzenie badań dla grzejników w zakresie w ydajności od ok. 700 do 2500 W. Po stronie zew nętrznej ściany zew nętrznej w ykonano kom orę k lim atyczną w yposażoną w układ chłodzenia, zapew niający uzyskanie tem peratury pow ietrza zew nętrznego t, = -20 + 10 °C.

Stanow isko laboratoryjne zostało w yposażone w unikalną aparaturę p om iarow ą i badaw czą, um ożliw iając prow adzenie badań podzielników w zadanych i kontrolow anych w arunkach w stanach ustalonych, w różnych w arunkach zew nętrznych.

Stanow isko B, w odróżnieniu od kom ór badaw czych otw artych i zam kniętych, um ożliw ia w ykonanie b adań w w arunkach funkcjonow ania podzielnika ja k w typow ym pom ieszczeniu budow nictw a m ieszkalnego, co je s t rozw iązaniem now atorskim w dziedzinie badań grzejników i podzielników .

2.2. B adania w spółczynnika sprzężenia termicznego

W ykorzystanie w skazań podzielnika kosztów ogrzew ania ja k o m iary strum ienia ciepła oddaw anego przez grzejnik w ym aga ustalenia charakterystyki cieplnego sprzężenia układu grzejnik-podzielnik, której liczbow ą m ia rą je s t w spółczynnik sprzężenia term icznego CT [1,2].

Poniżej przedstaw iono w yniki w ybranych badań eksperym entalnych podzielników kosztów ogrzew ania, przeprow adzonych w w arunkach ustalonych. D la w ybranych typów grzejników i podzielników kosztów przeprow adzono badania porów naw cze w spółczynnika sprzężenia term icznego CT n a obu przedstaw ionych wyżej stanow iskach laboratoryjnych (A i B). U zyskane w yniki badań (rys. 2) przeprow adzonych dla tych sam ych par grzejnik- podzielnik, w tych sam ych założonych w arunkach cieplno-przepływ ow ych na obu stanow iskach badaw czych w skazują na p ew n ą utrzym ującą się we w szystkich badaniach tendencję, co do w artości w spółczynnika sprzężenia term icznego CT. Polega ona na tym , że w e w szystkich seriach pom iarow ych i kom binacjach badanych w ariantów param etrów uzyskano w zam kniętej kom orze badaw czej (stanow isko B) w yższe w artości w spółczynnika Cr niż w otw artej kom orze badaw czej (stanow isko A), co w skazuje na istotny w pływ działania infiltracji oraz usytuow ania grzejnika przy ścianie zew nętrznej (w pływ tem peratury przegrody za grzejnikiem na obniżenie tem peratury płynu pom iarow ego tF).

P rzeprow adzone dotychczas eksperym enty laboratoryjne w w arunkach ustalonych obejm ow ały m .in.: badania w spółczynnika sprzężenia term icznego w w arunkach zgodnych z norm am i [1,2] oraz w typow ych w arunkach cieplno-przepływ ow ych pracy grzejnika w budynku m ieszkalnym w ielorodzinnym [3,7], D zięki przeprow adzonym badaniom eksperym entalnym rozpoznano m echanizm i fizykę zjaw isk zachodzących w w yparnym

(5)

podzielniku kosztów oraz określono korelacje w iążące m iernicze w skazania podzielnika z ilością energii przekazyw anej z grzejnika do pom ieszczenia w w arunkach eksploatacyjnych zgodnych i różnych od zdefiniow anych w norm ach [1,2].

W szczególności zbadano w pływ zm ian strum ienia m asy w ody grzejnej na w artość w spółczynnika sprzężenia term icznego pary grzejnik-podzielnik oraz oceniono w pływ tego zjaw iska na sezonow e m iernicze w skazanie podzielnika. W ypracow ano m etodę oceny dokładności w skazań m ierniczych podzielnika i zastosow ano j ą do oceny w skazań sezonow ych, w ykorzystując opracow any w tym celu testow y sezon grzew czy, będący odzw ierciedleniem istotnych, z punktu w idzenia analizow anego procesu, danych klim atycznych.

P o d z ie ln ik B; h= 0,67 h„ P odzielnik T; h=0,67 h„

i , • S :

Rys. 2. P orów nanie w artości w spółczynnika sprzężenia term icznego CT otrzym anych z badań grzejnika T -l i podzielników cieczow ych B i T zam ontow anych na dw óch w ysokościach grzejnika: h = 0.75 hg oraz h = 0 .6 7 hg :

- w otw artej kom orze badaw czej (stanow isko A), - w zam kniętej kom orze badaw czej (stanow isko B)

Fig. 2. C om parison o f CT value for the radiator (type T - l) and tw o heat cost allocators (B and T) investigated in laboratory:

- in open test cham ber (A), - in closed test cham ber (B)

Przeprow adzone badania eksperym entalne, a następnie badania sym ulacyjne potw ierdzają, że istnieje m ożliw ość popraw y korelacji pom iędzy w skazaniem podzielnika kosztów a ilo ścią energii przekazanej przez grzejnik do pom ieszczenia w sezonie grzew czym , co m oże być w ykorzystane przy doskonaleniu system u podziału kosztów ogrzew ania z w ykorzystaniem podzielników kosztów . U tylitarnym efektem

(6)

74 Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ

dotychczasow ych badań je s t opracow anie m etody korygow ania w skazań podzielnika kosztów w zależności od statystyki param etrów klim atycznych oraz w ybranych, istotnych param etrów kształtujących stany eksploatacyjne [3,7],

3. Laboratorium do badań grzejników i podzielników kosztów ogrzewania w warunkach nieustalonej wymiany ciepła w typowym sezonie grzewczym

Popraw a korelacji kosztu ogrzew ania z ilością energii zużytej w ym aga przeprow adzenia badań rów nież w w arunkach dynam icznych, które w ystęp u ją w rzeczyw istych instalacjach centralnego ogrzewania. P od tym kątem przystosow ano istniejące laboratorium - stanow isko B. Pow stało przetestow ane, specjalistyczne, unikalne w skali kraju laboratorium badaw cze, odw zorow ujące proces ogrzew ania przeciętnego pom ieszczenia w budow nictw ie m ieszkaniow ym w ielorodzinnym w sezonie grzewczym i um ożliw iające zbadanie charakterystyki układu grzejnik -p o d zieln ik w zm iennych w arunkach pracy instalacji [5].

W laboratorium odw zorow ano rzeczyw iste w arunki term iczne w ystępujące w typow ym pom ieszczeniu m ieszkalnym , z uw zględnieniem czynników klim atu zew nętrznego, co udow odniono poprzez przeprow adzone testujące badania eksperym entalne.

3.1. Założenia funkcjonalne laboratorium

Laboratorium badaw cze (rys. 3) obejm uje: w łaściw e pom ieszczenie badaw cze (1) oraz pom ieszczenia dodatkow e: kom orę chłodniczą (4) i dwie strefy sym ulacji klim atu zew nętrznego (2,3).

2.6 m

Fig. 3. Functional scheme of laboratory

W łaściw e pom ieszczenie badaw cze (1) je s t rep lik ą typow ego pom ieszczenia w budow nictw ie w ielorodzinnym , w ykonaną w skali geom etrycznej 1:1, z je d n ą ścianą zew nętrzną z typow ym oknem drew nianym zespolonym , stosow anym w budow nictw ie. Pozostałe przegrody pom ieszczenia są przegrodam i w ew nętrznym i i ch arakteryzują się pełną sym etrią strum ieni ciepła po obu stronach.

Przegrody m a ją pojem ność cieplną porów nyw alną z w ystępującym i w rzeczyw istości przegrodam i, poprzez zastosow anie okładziny z płyt gipsow o- kartonow ych. Pom ieszczenie um eblow ano w celu odzw ierciedlenia pojem ności cieplnej w yposażenia w nętrza.

Instalację centralnego ogrzew ania stanow i grzejnik (6) w yposażony w zaw ór term ostatyczny, usytuow any w kom orze

(7)

badaw czej, zasilany w o d ą przygotow yw aną w kotle elektrycznym (7). P oprzez zastosow anie w układzie grzew czym czterech zaw orów regulacyjnych m ożliw e je s t odw zorow anie w laboratorium w arunków hydraulicznych takich, ja k ie w ystępują w rzeczyw istych instalacjach centralnego ogrzew ania w budynkach w ielorodzinnych.

W przestrzeni przylegającej do ściany zew nętrznej w yodrębniono dw ie strefy sym ulacji klim atu zew nętrznego: strefę przylegającą do nieprzezroczystej części przegrody zew nętrznej (strefę ściany) (2) i strefę przy leg ającą do okna (strefę okna) (3).

3.2. Odw zorow anie czynników klim atu zewnętrznego, zjaw iska in filtra cji powietrza i zysków w ew nętrznych

W strefach sym ulacji klim atu zew nętrznego odw zorow ane są tem peratura pow ietrza i natężenie prom ieniow ania słonecznego zgodnie z przyjm ow anym i danym i klim atycznym i. O dw zorow anie natężenia prom ieniow ania słonecznego zrealizow ano oddzielnie dla każdej strefy sym ulacji klim atu zew nętrznego, o odrębnie regulow anej tem peraturze pow ietrza. W strefie ściany (2) utrzym yw ana je s t tem peratura pow ietrza rów na tzw. tem peraturze słonecznej (przy zredukow aniu w ym iany ciepła przez prom ieniow anie w tej przestrzeni). W strefie okna (3) utrzym yw ana je s t tem peratura pow ietrza zgodna z danym i klim atycznym i, a natężenie prom ieniow ania słonecznego odw zorow ane je s t przez pow ierzchnię grzejną (10) w pom ieszczeniu badaw czym (sym ulującą n ag rz an ą w w yniku prom ieniow ania słonecznego, podłogę). T em peratura słoneczna i strum ień ciepła oddaw any przez płytę g rzejn ą określane są w oparciu o obliczenia sym ulacyjne, przy zastosow aniu program u sym ulacyjnego T R N SY S [6].

W przestrzeniach sym ulacji klim atu zew nętrznego w ytw orzono pole prędkości pow ietrza o w artości średniej 4 m/s, co odpow iada przeciętnym w arunkom w ystępującym w sezonie grzew czym . Infiltracja sym ulow ana je s t przez naw iew pow ietrza ze strefy okna do w nęki okiennej w zdłuż szczelin okna (8).

Ze w zględów praktycznych, dla um ożliw ienia przeprow adzenia w ielow ariantow ych badań zastosow ano skrócony reprezentatyw ny klim at zew nętrzny (14-dniow y skrócony sezon grzew czy). Z w eryfikow ano, że skrócony sezon grzew czy dobrze reprezentuje pełny sezon grzew czy, posiada bow iem podobne charakterystyki statystyczne i w łasności dynam iczne przebiegu tem peratury pow ietrza zew nętrznego [5]. W strefach sym ulacji klim atu zadaw ane tem peratury p ow ietrza uzyskiw ane są w w yniku m ieszania strum ieni m asy zim nego i ciepłego pow ietrza. W arunki kontrolow ane są przez zastosow ane układy sterow ania i regulacji (11) usytuow ane w pom ieszczeniu aparaturow ym (5). W celu uzyskania oczekiw anego przebiegu tem peratury pow ietrza, zgodnego z danym i klim atycznym i, w układzie regulacji zadaw ano zastępczy przebieg czasow y tem peratury, przy uw zględnieniu zw eryfikow anych dośw iadczalnie w łaściw ości dynam icznych oraz w yznaczonej transm itancji układu regulacji tem peratury i układu przygotow ania pow ietrza. D o sym ulacji w ew nętrznych zysków ciepła zastosow ano rzeczyw iste urządzenia elektryczne: kom puter i lam pę (12) oraz niskotem peraturow e źródło ciepła - „sym ulator człow ieka” (13).

3.3. W y n ik i badań testujących

W celu identyfikacji w łaściw ości laboratorium przeprow adzono badania testow e, obejm ujące m iędzy innymi:

(8)

76 Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ

■ identyfikację charakterystyki energetycznej pom ieszczenia w stanie ustalonym ,

■ w yznaczenie w łaściw ości dynam icznych przegrody zew nętrznej,

■ w yznaczenie charakterystyk układu sterow ania tem peraturą pow ietrza w strefach klim atu zew nętrznego,

■ ocenę dokładności odw zorow ania założonego przebiegu tem peratury pow ietrza zew nętrznego,

■ badanie dokładności odw zorow ania zysków ciepła od nasłonecznienia w pom ieszczeniu,

■ w eryfikację w arunków term icznych w pom ieszczeniu w czasie badań i działania zaw oru term ostatycznego.

D obra identyfikacja w łasności cieplnych przegrody zew nętrznej potw ierdzona została zadow alającą zgodnością uzyskanych w yników : pom iarów strat ciepła w stanie ustalonym , obliczeń zgodnie z no rm ą PN -B -03406:1994 [8] oraz obliczeń sym ulacyjnych za pom ocą program u T R N SY S [6]. R óżnice zaw arte są w granicach niepew ności pom iarow ej.

Do ustalenia param etrów układów regulacyjnych niezbędna była identyfikacja w łaściw ości dynam icznych przegrody zew nętrznej (m odelow anej ja k o szeregowe połączenie elem entu inercyjnego pierw szego rzędu i elem entu opóźniającego). U zyskane trzem a różnym i m etodam i (eksperym entalną, obliczeniow ą i sym ulacyjną) w artości stałej czasowej i czasu opóźnienia były zbliżone, co św iadczy o dobrej identyfikacji w łasności dynam icznych przegrody zew nętrznej.

W celu uzyskania oczekiw anego przebiegu tem peratury pow ietrza zew nętrznego, zgodnego z d a n y m i klim atycznym i, w układzie regulacji zadaw ano zastępczy przebieg czasow y tem peratury, przy uw zględnieniu zw eryfikow anych dośw iadczalnie w łaściw ości dynam icznych oraz w yznaczonej transm itancji układu regulacji tem peratury i układu przygotow ania pow ietrza.

r [h]

Rys. 4. Porów nanie przebiegu tem peratury pow ietrza w strefie klim atu zew nętrznego (strefie ściany): zm ierzonej tsc n, i oczekiw anej tsc ocz

Fig. 4. The com parison o f tw o air tem perature runs in the space o f the wall: m easured tsc m and expected txcocz

(9)

D okładność odw zorow ania przebiegu tem peratury w strefach sym ulacji klim atu zew nętrznego w ciągu 180 godzin pom iarów w ynosiła od 1% do 2.5% . O ceny dokonano przy zastosow aniu kryterium całkow ego, gdzie ja k o tem peraturę odniesienia do obliczenia różnicy tem peratury oczekiw anej i zm ierzonej w każdym kroku czasow ym przyjęto tzw.

tem peraturę granicy ogrzew ania ró w n ą 10°C. Przykładow y przebieg tem peratury pow ietrza oczekiw anej i zm ierzonej w strefie ściany przedstaw iono na rysunku 4.

D okładność odw zorow ania zysków ciepła od nasłonecznienia oceniono poprzez porów nanie średnich godzinow ych w artości dw óch strum ieni ciepła: strum ienia, jak i w w yniku prom ieniow ania słonecznego pow inien być oddaw any w pom ieszczeniu przez podłogę Q pdsym (w artość strum ienia uzyskano w w yniku sym ulacji kom puterow ych) oraz przekazanego do pom ieszczenia p rzez płytę g rzejn ą Q pl obl (obliczonego na podstaw ie m ocy dostarczonej), (rys.5). M aksym alna godzinow a różnica w ynosi ok. 16 W i w ynika z dw upołożeniow ego sposobu sterow ania m o cą g rzew czą płyty.

r [ h ]

Rys. 5. P orów nanie średnich godzinow ych w artości strum ienia ciepła, ja k i w w yniku prom ieniow ania słonecznego pow inien być oddaw any w pom ieszczeniu przez podłogę Q pd oraz strum ienia ciepła przekazanego do pom ieszczenia przez płytę grzejną Q plobl

Fig. 5. The com parison o f h eat flux given up by the heating plate Qp,i and heat flux w hich should be given up by the floor in real room Qpii0bi, hourly average values

W w yniku badań testujących stw ierdzono, że kom ora badaw cza charakteryzuje się takim ja k w rzeczyw istości rozkładem tem peratury pow ierzchniow ej przegród.

Z aobserw ow ano oscylacje tem peratury pow ietrza w pom ieszczeniu w okół w artości 21 C, regulow anej przez zaw ór term ostatyczny. D ziałanie zaw oru je s t dw upołożeniow e i w pływ a na zjaw isko okresow ego nagrzew ania i stygnięcia grzejnika o okresie ok.70 m inut.

W ykonane laboratorium o znanych i zbadanych w łaściw ościach um ożliw ia prow adzenie badań:

• grzejników i podzielników kosztów ogrzew ania w sym ulow anym sezonie grzew czym dla pom ieszczenia z je d n ą ścian ą zew nętrzną, dow olnie zorientow aną w zględem stron św iata,

(10)

78 Cezary KOLASA, Halina CIUMAN, Aleksandra SPECJAŁ

• w pływ u param etrów instalacji centralnego ogrzew ania na zm ianę przepływ u w ody grzew czej i w skazania podzielnika,

• w pływ u zysków w ew nętrznych n a zużycie energii i w skazania podzielnika kosztów . B adania w laboratorium um o żliw ią rów nież w eryfikację tw orzonych m odeli dynam icznych elem entów układów grzewczych.

4. Wnioski końcowe

1. U zyskane w yniki badań pozw alają na identyfikację i w yelim inow anie błędów m etody podziału kosztów spow odow anych przez przew ym iarow anie grzejnika oraz niew łaściw y program regulacji, co pow inno być w drożone do praktyki przez firm y prow adzące rozliczenia.

2. M ożliw e i celow e je s t w prow adzenie do norm bardziej szczegółow ych w ym agań odnośnie do w arunków określania w spółczynnika sprzężenia term icznego Cy- oraz pow ołanie akredytow anych laboratoriów badaw czych, których w yposażenie i procedury badaw cze b ę d ą g w arancją odpow iedniej jak o ści badań.

3. P ow stałe laboratorium badaw cze je s t w pełni przystosow ane do prow adzenia badań grzejników i podzielników w sym ulow anym sezonie grzew czym , dzięki czem u w yniki badań m ogą być w ykorzystane do dalszego doskonalenia m etody podziału kosztów , ja k rów nież ja k o baza dośw iadczalna dostarczająca danych dla rozw oju m etody num erycznej sym ulacji elem entów instalacji grzew czych.

B ibliografia

1. N orm a PN -EN 834:1999. Podzielniki kosztów ogrzewania do rejestrowania zużycia ciepła przez grzejniki. Przyrządy zasilane energią elektryczną

2. N orm a PN -E N 835:1999. Podzielniki kosztów ogrzewania do rejestrowania zużycia ciepła przez grzejniki. Przyrządy bez zasilania energią elektryczną działające na zasadzie parow ania dyfuzyjnego

3. K olasa C., C ium an H ., Specjał A.: Badania charakterystyk cieplnych grzejnikowych podzielników kosztów z odparowaniem. R aporty roczne z badań w ram ach działalności statutow ej, K O W iT O , G liw ice (1994-2002)

4. C ium an H.: Badanie charakterystyki cieplnego sprzężenia grzejnika i wypornego podzielnika kosztów ogrzewania. P raca doktorska, P olitechnika Śląska, G liw ice 2000 5. S pecjał A.: Możliwości kształtowania zmiennych warunków cieplnych w badaniach

laboratoryjnych grzejników i podzielników kosztów ogrzewania. P raca doktorska, P olitechnika Śląska, G liw ice 2002

6. TRN SYS: A Transient System Simulation Program, Solar E nergy L aboratory U niversity o f W isconsin, M adison 1994

7. K olasa C. i in.: Doskonalenie metodyki podziału kosztów centralnego ogrzewania w budynkach mieszkalnych z uwzględnieniem rzeczywistych stanów eksploatacyjnych.

Raport z realizacji Projektu B adaw czego 7 T 0 7 G 013 15, G liw ice 2001

8. N orm a P N -B -03406.1994. Ogrzewnictwo. Obliczanie zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń o kubaturze do 600 m3

Cytaty

Powiązane dokumenty

Bilans cieplny budynku ujm uje: strum ienie ciepła przenikające przez poszczególne przegrody otaczające ogrzew ane pom ieszczenia z uw zględnieniem prom ieniow ania

Spadek wartości h* podczas fermentacji związany jest ze zmianą tonu barwy zakwasu na skutek zwiększania się stosunku zawartości barwników czerwonych do żółtych

W celu lepszego wykorzystania ciepła, powietrze przepływa szeregowo przez kolejne seg- menty o niższej temperaturze (rys.. powrotnie do wnętrza tunelu. Po uzyskaniu żądanej

Należy wykonać dodatkowe źródło ciepła w postaci kaskady 6 powietrznych pomp ciepła typu split o łącznej mocy 96kW.. Układ pomp pracować będzie w zakresie

Naturalna w ydaje się więc próba modyfikacji sieci neuronowej realizującej algorytm Braitenberga w ten sposób, aby w sytuacji, gdy robot znajdzie się w pułapce,

W celu określen ia zależności w spółczynnika średniej refleksyjności od ciepła spalania w stanie w ilgotnym bezpopiołow ym przeprow adzono szereg badań

Ściana murowana z ociepleniem od strony zewnętrznej tynk zewnętrzny twarda pianka 5,0 cm pustak lub cegła 00.

Przyrost temperatury powietrza