Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
1
4. PRZYKŁAD OBLICZANIA ZAPOTRZEBOWANIA NA MOC CIEPLNĄ
PRZYKŁAD 1
Obliczyć zapotrzebowanie na moc cieplną dla pomieszczeń budynku przedstawionego na rys.1.
Dane wyjściowe:
•
budynek mieszkalny 4 kondygnacyjny
•
połoŜenie budynku ..................Warszawa,
•
wysokość kondygnacji w osiach stropów 3 m,
•
grubość stropów ..................... 0.3 m.
•
piwnice i poddasze nieogrzewane
Zewnętrzne wymiary ościeŜy okien i drzwi podano na rys.1.
Pokój
t
i
= +20
o
C
Kub = 22 m
3
101
102
103
104
105
106
90
200
80
200
80
200
80
200
80
200
70
200
180/120
180/120
180/120
120/120
280
190
200
290
280
300
250
270
330
N
Pokój
t
i
= +20
o
C
Przedpokój
t
i
= +20
o
C
Łazienka
t
i
= +24
o
C
Pokój
t
i
= +20
o
C
Kuchnia
t
i
= +20
o
C
Kub = 24 m
3
Kub = 18 m
3
Kub = 13 m
3
Rys. 1. Rzut typowej kondygnacji budynku (bez skali)
•
Obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego
Warszawa, III strefa klimatyczna (materiały 3 rys. 2). Zgodnie z tablicą 3 (materiały 3) obliczeniowa temperatura
powietrza zewnętrznego te = -20
°°°°
C.
19
22
Kub = 10 m
3
Kub = 16 m
3
16
11
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
2
•
Obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniach
Obliczeniową temperaturę powietrza w pomieszczeniach odczytano z tablicy 5 (materiały 3) i naniesiono na rzut
kondygnacji.
Zestawienie temperatur obliczeniowych
Opis
Symbol
t
°°°°
C
Temperatura zewn
ę
trzna
te
-20
Temperatura w pokoju, kuchni i przedpokoju
ti
20
Temperatura w łazienkach
ti
24
Temperatura w nieogrzewanych piwnicach
ti
0
Temperatura na nieogrzewanym poddaszu
ti
-15
Zestawienie współczynników przenikania ciepła U
Opis przegrody
Symbol
U
W/m2K
Ś
ciana zewn
ę
trzna 51 cm
Sz-51
0.290
Ś
ciana wewn
ę
trzna 15 cm
Sw-15
2.041
Ś
ciana wewn
ę
trzna 40 cm
Sw-41
1.267
Strop nad piwnic
ą
34 cm
P-34
0.590
Strop pod poddaszem nieogrzewanym
Sf-38
0.261
Drzwi wewn
ę
trzne nieocieplone
Dwd 1
5.100
Drzwi wewn
ę
trzne deskowe
Dwd 2
2.500
Okno zespolone drewniane oszklone
potrójnie
Od1.3
2.000
Dodatki d1 d2
Dodatki d1 i d2 określono indywidualnie dla kaŜdego pomieszczenia na podstawie tablic 1 i 2 (materiały 3).
Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
1 Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
9.90
0.290
40
115
d1= 0.150
3 prz. chł.
V = 19 m
3
Sz-51
8.40
0.290
40
97
Sw-41
5.70
1.267
-4
-29
d2= -0.025
N,W*
P-34
9.24
0.590
20
109
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U**
Σ
440
1.125
Q=495
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]19 =
87
87
Σ
Q
o
=582
*
025
.
0
2
05
.
0
0
2
−
=
−
=
d
-
(
ś
rednia arytmetyczna
),
**
⋅
=
−
=
−
=
−
K
U
U
U
Sz
Od
2
51
3
.
1
m
W
710
.
1
290
.
0
2
- (powierzchnia okna nie została odj
ę
ta przy
obliczaniu strat przez
ś
cian
ę
zewn
ę
trzn
ą
Sz-51).
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
3
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
2
Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
9.00
0.290
40
104
d1= 0.130
2 prz. chł.
V = 22 m
3
Sw-41
3.00
1.267
12
46
d2= 0.000
N
P-34
9.90
0.590
20
117
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
416
1.130
Q=470
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]22 =
101
101
Σ
Q
o
=571
3
Łazienka
ti = 24
o
C Sz-51
7.50
0.290
44
96
d1= 0.130
2 prz. chł.
V = 10 m
3
Sw-41
5.70
1.267
4
29
d2= -0.050
W
Sw-15
7.50
2.041
4
61
Sw-15
5.70
2.041
4
47
P-34
4.75
0.590
24
67
Dwd 1
1.40
3.059
4
17
U-U**
Σ
317
1.080
Q=342
Qw = [0.34
⋅
(24-(-20))-9]10 =
60
60
Σ
Q
o
=402
**
⋅
=
−
=
−
=
−
K
U
U
U
Sw
Dwd
2
15
1
m
W
059
.
3
127
.
2
100
.
5
- (powierzchnia drzwi nie została odj
ę
ta
przy obliczaniu strat przez
ś
cian
ę
wewn
ę
trzn
ą
Sw-15).
4
Przedpokój
ti = 20
o
C Sw-41
7.50
1.267
12
26
d1= 0.100
1 prz. chł.
V = 16 m
3
Sw-15
7.50
2.041
-4
-61
d2= 0.000
P-34
7.25
0.590
20
86
Dwd 1
1.40
3.059
-4
-17
U-U
Dwd 2
1.80
1.233
12
27
U-U*
Σ
60
1.100
Q=66
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
0
0
Σ
Q
o
=66
*
⋅
=
−
=
−
=
−
K
U
U
U
Sw
Dwd
2
41
2
m
W
233
.
1
267
.
1
500
.
2
- (powierzchnia drzwi nie została odj
ę
ta
przy obliczaniu strat przez
ś
cian
ę
wewn
ę
trzn
ą
Sw-41).
5
Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
8.10
0.290
40
94
d1= 0.150
3 prz. chł.
V = 16 m
3
Sz-51
8.40
0.290
40
97
d2= -0.075
S,W*
Sw-15
5.70
2.041
-4
-47
P-34
7.56
0.590
20
89
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
382
1.075
Q=410
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
74
74
Σ
Q
o
=484
*
075
.
0
2
05
.
0
10
.
0
2
−
=
−
−
=
d
- (
ś
rednia arytmetyczna),
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
4
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
6
Kuchnia
ti = 20
o
C Sz-51
6.00
0.290
40
70
d1= 0.130
2 prz. chł.
V = 11 m
3
Sw-41
8.10
1.267
12
123
d2= -0.100
S
P-34
5.40
0.590
20
64
Od1.3
1.44
1.710
40
99
U-U
Σ
359
1.030
Q=369
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]11 =
51
51
Σ
Q
o
=420
101
Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
9.90
0.290
40
115
d1= 0.030
2 prz. chł.
V = 19 m
3
Sz-51
8.40
0.290
40
97
Sw-41
5.70
1.267
-4
-29
d2= -0.025
N,W
Od1.3
2.16
1.71
40
148
U-U
Σ
331
1.005
Q=333
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]19 =
87
87
Σ
Q
o
=420
102
Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
9.00
0.290
40
104
d1= 0.000
1 prz. chł.
V = 22 m
3
Sw-41
3.00
1.267
10
38
d2= 0.000
N
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
290
1.000
Q=290
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]22 =
101
101
Σ
Q
o
=391
103
Łazienka
ti = 24
o
C Sz-51
7.50
0.290
44
96
d1= 0.000
1 prz. chł.
V = 10 m
3
Sw-41
5.70
1.267
4
29
d2= -0.050
W
Sw-15
7.50
2.041
4
61
Sw-15
5.70
2.041
4
47
Dwd 1
1.40
3.059
4
17
U-U
Σ
249
0.950
Q=237
Qw = [0.34
⋅
(24-(-20))-9]10 =
60
60
Σ
Q
o
=297
104
Przedpokój
ti = 20
c
C Sw-41
7.50
1.267
10
95
d1= 0.000
0 prz. chł.
V = 16 m
3
Sw-15
7.50
2.041
-4
-61
d2= 0.000
Dwd 1
1.40
3.059
-4
-17
U-U
Dwd 2
1.80
1.233
10
22
U-U
Σ
39
1.000
Q=39
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
0
0
Σ
Q
o
=39
105
Pokój
ti = 20
c
C Sz-51
8.10
0.290
40
94
d1= 0.030
2 prz. chł.
V = 16 m
3
Sz-51
8.40
0.290
40
97
d2= -0.075
S,W*
Sw-15
5.70
2.041
-4
-47
Od1.3
2.16
1.71
40
148
U-U
Σ
293
0.955
Q=279
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
74
74
Σ
Q
o
=474
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
5
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
106
Kuchnia
ti = 20
c
C Sz-51
6.00
0.290
40
70
d1= 0.000
1 prz. chł.
V = 11 m
3
Sw-41
8.10
1.267
10
103
d2= -0.100
S
Od1.3
1.44
1.710
40
99
U-U
Σ
271
0.900
Q=244
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]11 =
51
51
Σ
Q
o
=294
201
Pokój
Obliczenia jak dla pomieszczenia 101
Σ
Q
o
=420
202
Pokój
ti = 20
c
C Sz-51
9.00
0.290
40
104
d1= 0.000
1 prz. chł.
V = 22 m
3
Sw-41
3.00
1.267
8
30
d2= 0.000
N
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
283
1.000
Q=283
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]22 =
101
101
Σ
Q
o
=304
203
Łazienka
Obliczenia jak dla pomieszczenia 103
Σ
Q
o
=297
204
Przedpokój
ti = 20
c
C Sw-41
7.50
1.267
8
76
d1= 0.000
0 prz. chł.
V = 16 m
3
Sw-15
7.50
2.041
-4
-61
d2= 0.000
Dwd 1
1.40
3.059
-4
-17
U-U
Dwd 2
1.80
1.233
8
18
U-U
Σ
16
1.000
Q=16
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
0
0
Σ
Q
o
=16
205
Pokój
Obliczenia jak dla pomieszczenia 105
Σ
Q
o
=474
206
Kuchnia
ti = 20
c
C Sz-51
6.00
0.290
40
70
d1= 0.000
1 prz. chł.
V = 11 m
3
Sw-41
8.10
1.267
8
82
d2= -0.100
S
Od1.3
1.44
1.710
40
99
U-U
Σ
250
0.900
Q=225
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]11 =
51
51
Σ
Q
o
=276
301 Pokój
ti = 20
c
C Sz-51
9.90
0.290
40
115
d1= 0.050
3 prz. chł.
V = 19 m
3
Sz-51
8.40
0.290
40
97
Sw-41
5.70
1.267
-4
-29
d2= -0.025
N,W
Sf-38
9.24
0.261
35
84
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
415
1.025
Q=426
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]19 =
87
87
Σ
Q
o
=513
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
6
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
302 Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
9.00
0.290
40
104
d1= 0.030
2 prz. chł.
V = 22 m
3
Sw-41
3.00
1.267
6
23
d2= 0.000
N
Sf-38
9.90
0.261
35
90
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
365
1.030
Q=376
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]22 =
101
101
Σ
Q
o
=478
303 Łazienka
ti = 24
O
C Sz-51
7.50
0.290
44
96
d1= 0.030
2 prz. chł.
V = 10 m
3
Sw-41
5.70
1.267
4
29
d2= -0.050
W
Sw-15
7.50
2.041
4
61
Sw-15
5.70
2.041
4
47
Sf-38
4.75
0.261
39
48
Dwd 1
1.40
3.059
4
17
U-U
Σ
298
0.980
Q=292
Qw = [0.34
⋅
(24-(-20))-9]10 =
60
60
Σ
Q
o
=351
304 Przedpokój
ti = 20
o
C Sw-41
7.50
1.267
6
57
d1= 0.000
1 prz. chł.
V = 16 m
3
Sw-15
7.50
2.041
-4
-61
d2= 0.000
Sf-38
7.25
0.261
35
66
Dwd 1
1.40
3.059
-4
-17
U-U
Dwd 2
1.80
1.233
6
13
U-U
Σ
58
1.000
Q=58
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
0
0
Σ
Q
o
=58
305 Pokój
ti = 20
o
C Sz-51
8.10
0.290
40
94
d1= 0.050
3 prz. chł.
V = 16 m
3
Sz-51
8.40
0.290
40
97
d2= -0.075
S,W
Sw-15
5.70
2.041
-4
-47
Sf-38
7.56
0.261
35
69
Od1.3
2.16
1.710
40
148
U-U
Σ
362
0.975
Q=353
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]16 =
74
74
Σ
Q
o
=426
306 Kuchnia
ti = 20
o
C Sz-51
6.00
0.290
40
70
d1= 0.030
2 prz. chł.
V = 11 m
3
Sw-41
8.10
1.267
6
62
d2= -0.100
S
Sf-38
5.40
0.261
35
49
Od1.3
1.44
1.710
40
99
U-U
Σ
279
0.930
Q=260
Qw = [0.34
⋅
(20-(-20))-9]11 =
51
51
Σ
Q
o
=310
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
7
Obliczenie zapotrzebowania na moc cieplną dla klatki schodowej
Dane:
•
temperatura na klatce schodowej
8
o
C
•
okno na kaŜdej kondygnacji na klatce schodowej o wymiarach 120/120 cm
•
inne dane jak na początku przykładu
Dla klatek schodowych, przy ustalaniu strat ciepła naleŜy przyjmować temperaturę obliczeniową
t = 8
o
C, jednakową na całej wysokości klatki.
Przy ustalaniu zysków ciepła klatek schodowych i strat ciepła pomieszczeń przyległych,
obliczeniową temperaturę wewnętrzną klatki schodowej naleŜy zwiększać przyjmując przyrost
temperatury równy 2 K na kaŜdą kondygnację aŜ do momentu wyrównania z temperaturą obliczeniową
przyległych pomieszczeń.
Zestawienie współczynników przenikania ciepła U
Opis przegrody
Symbol
U
W/m2K
Ś
ciana zewn
ę
trzna 51 cm
Sz-51
0.290
Ś
ciana wewn
ę
trzna 15 cm
Sw-15
2.041
Ś
ciana wewn
ę
trzna 41 cm
Sw-41
1.267
Strop pod poddaszem
Sf-38
0.261
Strop nad piwnic
ą
na klatce schodowej
i schody
P-19
2.150
Drzwi wewn
ę
trzne deskowe
Dwd 2
2.500
Drzwi zewn
ę
trzne nieocieplone
metalowe
Dwd 3
5.600
Okno zespolone drewniane oszklone
potrójnie
Od1.3
2.000
7
××××
16
25
9
××××
16
25
90
200
90
200
90
200
80
200
0.00
+
1.12
-
5.20
2.50
A
A
B
B
Rys. 2. Rzut parteru klatki schodowej bez skali
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
8
1.12
- 1.44
-
2.20
1.75
0.00
+
Rys. 3. Przekrój A-A przez klatkę schodową
-
1.44
1.12
-
0.00
+
1.44
+
2.25
1.95
Rys. 4. Przekrój B-B przez klatkę schodową.
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
9
Formularz 19. Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną dla klatki schodowej
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
Klatka schodowa
ti = 8
o
C
Sz-51
24.00
0.290
28
195
d1= 0.030
2 prz. chł.
V = 90 m
3
Sw-41
3.44
1.267
8
35
A*
Sw-41
15.60
1. 267
-12
-237
d2= -0.100
S
Sw-41
11.17
1. 267
-12
-170
A**
Dwd 2
3.60
1.233
-12
-53
Sw-41
6.00
1. 267
-12
-91
Sw-41
15.60
1. 267
-10
-198
Sw-41
15.60
1. 267
-10
-198
Sw-41
6.00
1. 267
-10
-76
Dwd 2
3.60
1.233
-10
-44
Numer
Przegroda
U
ti - te
Strata
1+
ΣΣΣΣ
d
Zapotrz.
Uwagi
pom.
symbol pow.
Ciepła
ciepła
m2
W/m2K
K
W
W
Sw-41
15.60
1. 267
-8
-158
Sw-41
15.60
1. 267
-8
-158
Sw-41
6.00
1. 267
-8
-61
Dwd 2
3.60
1. 267
-8
-37
Sw-41
15.60
1. 267
-6
-119
Sw-41
15.60
1. 267
-6
-119
Sw-41
6.00
1. 267
-6
-46
Dwd 2
3.60
1.233
-6
-27
P-19
10.40
2.150
8
179
Sf-38
10.40
0.261
23
62
Od1.3
4.32
1.710
28
207
U-U
Dwd 3
1.80
4.333
28
218
0.930
U-U***
Σ
-895
1.070
Q=-957
Qw = [0.34
⋅
(8-(-20))-9]90 =
47
47
Σ
Q
o
=-910
*
(
)
[ ]
2
m
44
.
3
12
.
1
75
.
1
2
20
.
2
5
.
0
=
⋅
+
⋅
⋅
=
A
- pole powierzchni ściany wewnętrznej
Sw-41 rozdzielającej piwnicę i klatkę schodową (rys. 3).
**
(
)
[ ]
2
m
17
.
11
44
.
1
2
95
.
1
25
.
2
5
.
0
0
.
3
20
.
5
=
⋅
⋅
+
⋅
−
⋅
=
A
- pole powierzchni ściany wewnętrznej
Sw-41 rozdzielającej klatkę schodową i pomieszczenie (pokój) na parterze (rys. 4).
***
⋅
=
−
=
−
=
−
K
U
U
U
Sz
Dwd
2
51
3
m
W
065
.
5
535
.
0
600
.
5
- (powierzchnia drzwi nie została odjęta
przy obliczaniu strat przez ścianę zewnętrzną Sz-51).
Ujemna wartość zapotrzebowania na moc cieplną dla klatki schodowej świadczy o tym, Ŝe klatka nie wymaga
ogrzewania.
W przedpokojach pomieszczeń mieszkalnych nie instaluje się grzejników, lecz obliczoną moc cieplną dla
przedpokoju rozdziela się proporcjonalnie do obciąŜeń cieplnych otaczających go pomieszczeń i dodaje do tych
obciąŜeń ( tzn. zakłada się, Ŝe przedpokój będzie ogrzewany przez odpowiednio większe grzejniki zainstalowane
w innych pomieszczeniach).
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Strona
10
Zestawienie zapotrzebowania na moc cieplną dla pomieszczeń
Numer
pom.
Zapotrz.
na moc
cieplną
Rozdział zapotrz.
na moc cieplną dla
przedpokoju
Zapotrz. na moc
cieplną z
rozdziałem
W
W
W
1
582
16
598
101
420
9
429
201
420
4
424
301
513
14
527
2
571
15
586
102
391
8
399
202
304
3
307
302
478
13
491
3
402
11
413
103
297
6
303
203
297
3
300
303
351
10
361
Numer
pom.
Zapotrz.
na moc
cieplną
Rozdział zapotrz.
na moc cieplną dla
przedpokoju
Zapotrz. na moc
cieplną z
rozdziałem
W
W
W
4
66
-
-
104
39
-
-
204
16
-
-
304
58
-
-
5
484
13
497
105
475
10
485
205
474
4
478
305
426
12
438
6
420
11
431
106
294
6
300
206
276
2
278
306
310
9
319
Suma zapotrz. na moc cieplną dla
pomieszczeń przyjętych do obliczeń
ΣΣΣΣ
Q=
8364
Suma zapotrz. na moc cieplną dla całego
budynku (bez klatki schodowej)
ΣΣΣΣ
2Q=
16728
Dla całego budynku
ΣΣΣΣ
Q=
16728