SYSTEMY

SYSTEMY

OGRZEWANIA I

OGRZEWANIA I

ZAOPATRZENIA W

ZAOPATRZENIA W

CIEPŁĄ WODĘ

CIEPŁĄ WODĘ

dr inż. Dariusz Suszanowicz

dr inż. Dariusz Suszanowicz

UNIWERSYTET OPOLSKI

UNIWERSYTET OPOLSKI

Katedra Inżynierii Procesowej

Katedra Inżynierii Procesowej

Wykład 1

Wykład 1

2

Ile potrzeba ciepła?

W budowanym tradycyjnie domu całoroczne

W budowanym tradycyjnie domu całoroczne

zapotrzebowanie na energię nie powinno przekraczać

zapotrzebowanie na energię nie powinno przekraczać

100 kWh/m

100 kWh/m

2

2

powierzchni ogrzewanej.

powierzchni ogrzewanej.

W starannie ocieplonym budynku

W starannie ocieplonym budynku

zapotrzebowanie na ciepło może spaść poniżej 60

zapotrzebowanie na ciepło może spaść poniżej 60

kWh/m

kWh/m

2

2

.

.

Koszt pozyskiwania energii z różnych źródeł

Koszt pozyskiwania energii z różnych źródeł

wynosi od 0,05 zł/kWh (drewno,biomasa) do 0,40

wynosi od 0,05 zł/kWh (drewno,biomasa) do 0,40

zł/kWh (ogrzewanie prądem rozliczanym według I

zł/kWh (ogrzewanie prądem rozliczanym według I

taryfy)

taryfy)

3

ŚREDNI ROCZNY KOSZT

ŚREDNI ROCZNY KOSZT

OGRZEWANIA

OGRZEWANIA

aktual

na

cena

energii

wartość

opałow

a

paliwa

cena

jednost

ki

energii

roczne

zużycie

energii

roczne

opłaty

za

zużytą

energię

opłaty

dodatko

we

roczne

opłaty

całkowi

te

opłaty w

rozpatrywany

m okresie

(np. 15 lat)

koszt

inwestycj

i

[zł/kg,
zł/m3]

[J/kg,

J/m

3

]

[zł/J]

[kWh/rok]

[zł/rok]

[zł/rok]

[zł/rok]

[zł/15 lat]

[zł]

1

2

3=1/2

4

5=3*4

6

7

8=7*15

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ponadto

należy

uwzględnić:

sprawność

dostępnych

urządzeń,

Ponadto

należy

uwzględnić:

sprawność

dostępnych

urządzeń,

regulacyjność systemu grzewczego, konieczność składowania, komfort

regulacyjność systemu grzewczego, konieczność składowania, komfort

obsługi, pewność dostaw, bezpieczeństwo.

obsługi, pewność dostaw, bezpieczeństwo.

4

PORÓWNANIE WARTOŚCI

PORÓWNANIE WARTOŚCI

OPAŁOWEJ PALIW STAŁYCH

OPAŁOWEJ PALIW STAŁYCH

Porównanie wartości opałowej

paliw stałych

rodzaj paliwa 

wartość opałowa

[MJ/kg]

 tradycyjne

 węgiel kamienny

 16,7-29,3

 koks

27

 węgiel brunatny

7,5-21

 odnawialne

 drewno opałowe

suche

16-19

 brykiety

17-21

 pelety

17-22

 torf

12-12,5

 słoma zbożowa

sucha

14-15

5

PRZELICZNIKI WARTOŚCI

PRZELICZNIKI WARTOŚCI

OPAŁOWEJ

OPAŁOWEJ

1 metr

1 metr

3

3

gazu ziemnego odpowiada :

gazu ziemnego odpowiada :

2.2 kg węgla kamiennego ,

2.2 kg węgla kamiennego ,

lub 0.9 litra oleju opałowego lekkiego,

lub 0.9 litra oleju opałowego lekkiego,

lub 0.79 kg gazu propan butan

lub 0.79 kg gazu propan butan

1 metr

1 metr

3

3

gazu GZ50 = 9,77 kWh

gazu GZ50 = 9,77 kWh

1dcm

1dcm

3

3

oleju opałowego lekkiego = 10,93 kWh

oleju opałowego lekkiego = 10,93 kWh

1 kg propanu - butanu = 12,77 kWh

1 kg propanu - butanu = 12,77 kWh

1 l mieszanki propan-butan jest równoważny:

1 l mieszanki propan-butan jest równoważny:

0,85 kg węgla

0,85 kg węgla

3,14 kg węgla brunatnego

3,14 kg węgla brunatnego

0,66 l oleju opałowego

0,66 l oleju opałowego

0,775 m

0,775 m

3

3

gazu ziemnego

gazu ziemnego

6

7

KOSZTY UZYSKANIA ENERGII Z

KOSZTY UZYSKANIA ENERGII Z

RÓŻNYCH NOŚNIKÓW (X.2007)

RÓŻNYCH NOŚNIKÓW (X.2007)

Nośnik energii

Nośnik energii

Cena

Cena

energii

energii

Jednostkowa

Jednostkowa

cena energii

cena energii

gaz propan oraz olej opałowy

gaz propan oraz olej opałowy

111 zł/GJ

111 zł/GJ

0,42 zł/kWh

0,42 zł/kWh

energia elektryczna I taryfa (stała taryfa)

energia elektryczna I taryfa (stała taryfa)

110 zł/GJ

110 zł/GJ

0,40 zł/kWh

0,40 zł/kWh

gaz ziemny

gaz ziemny

79 zł/GJ

79 zł/GJ

0,33 zł/kWh

0,33 zł/kWh

energia elektryczna II taryfa

energia elektryczna II taryfa

74 zł/GJ

74 zł/GJ

0,25 zł/kWh

0,25 zł/kWh

sieć cieplna

sieć cieplna

50 zł/GJ

50 zł/GJ

0,17 zł/kWh

0,17 zł/kWh

olej opałowy ciężki C-3

olej opałowy ciężki C-3

39zł/GJ

39zł/GJ

0,13 zł/kWh

0,13 zł/kWh

węgiel kamienny miał kl. 23

węgiel kamienny miał kl. 23

23zł/GJ

23zł/GJ

0,07 zł/kWh

0,07 zł/kWh

drewno, biomasa

drewno, biomasa

18zł/GJ

18zł/GJ

0,05 zł/kWh

0,05 zł/kWh

8

RODZAJE SYSTEMU OGRZEWANIA

RODZAJE SYSTEMU OGRZEWANIA

Wodne systemy ogrzewania (z

Wodne systemy ogrzewania (z

centralną kotłownią).

centralną kotłownią).

Systemy etażowe – w każdym

Systemy etażowe – w każdym

pomieszczeniu indywidualne źródło

pomieszczeniu indywidualne źródło

ciepła (np. piec kaflowy, grzejnik

ciepła (np. piec kaflowy, grzejnik

elektryczny).

elektryczny).

Powietrzne systemy, które składają się

Powietrzne systemy, które składają się

z centralnego kotła (może też być

z centralnego kotła (może też być

kominek) oraz systemu

kominek) oraz systemu

rozprowadzenia ciepłego powietrza.

rozprowadzenia ciepłego powietrza.

9

Ogrzewanie wodne

Ogrzewanie wodne

Najważniejsze zalety to:

Najważniejsze zalety to:

•

pewność działania,

pewność działania,

•

długa żywotność przy prawidłowej eksploatacji,

długa żywotność przy prawidłowej eksploatacji,

•

prosta obsługa,

prosta obsługa,

•

łatwość

regulacji

wydajności

cieplnej

przez

zmianę

łatwość

regulacji

wydajności

cieplnej

przez

zmianę

temperatury

temperatury

 wody grzejnej,

 wody grzejnej,

•

stosunkowo niska temperatura powierzchni grzejnych, która 

stosunkowo niska temperatura powierzchni grzejnych, która 

 jest korzystna pod  względem fizjologicznym, gdyż nie

 jest korzystna pod  względem fizjologicznym, gdyż nie

powoduje 

powoduje 

 tzw. przypiekania kurzu.

 tzw. przypiekania kurzu.

 

 

Wadami ogrzewania wodnego są:

Wadami ogrzewania wodnego są:

•

stosunkowo wysokie koszty instalacji

stosunkowo wysokie koszty instalacji

•

bezwładność cieplna, zwłaszcza systemu grawitacyjnego,

bezwładność cieplna, zwłaszcza systemu grawitacyjnego,

który w chwili obecnej wychodzi z użycia na korzyść

który w chwili obecnej wychodzi z użycia na korzyść

systemów pompowych,

systemów pompowych,

•

niebezpieczeństwo zamarznięcia instalacji

niebezpieczeństwo zamarznięcia instalacji

10

Ogrzewanie powietrzne

Ogrzewanie powietrzne

Zalety systemu ogrzewania powietrznego:

Zalety systemu ogrzewania powietrznego:
•

System ten oprócz ogrzewania może spełniać rolę klimatyzacji, wentylacji, filtrowania, i

System ten oprócz ogrzewania może spełniać rolę klimatyzacji, wentylacji, filtrowania, i

nawilżania powietrza - takiej funkcjonalności nie zapewni żaden inny system grzewczy.

nawilżania powietrza - takiej funkcjonalności nie zapewni żaden inny system grzewczy.

•

Posiadając kominek z wkładem grzewczym, i system nadmuchowy, wystarczy włączyć

Posiadając kominek z wkładem grzewczym, i system nadmuchowy, wystarczy włączyć

piec w trybie wentylacji, aby równomiernie rozprowadzić ciepło z kominka po całym

piec w trybie wentylacji, aby równomiernie rozprowadzić ciepło z kominka po całym

domu.

domu.

•

Brak grzejników wpływa na estetykę pomieszczenia

Brak grzejników wpływa na estetykę pomieszczenia

•

Brak medium pośredniczącego wpływa na niską bezwładność systemu, co pozwala szybko

Brak medium pośredniczącego wpływa na niską bezwładność systemu, co pozwala szybko

zmienić parametry pracy.

zmienić parametry pracy.

•

Eksploatacja systemu nadmuchowego jest tańsza nawet o 30% od systemu tradycyjnego

Eksploatacja systemu nadmuchowego jest tańsza nawet o 30% od systemu tradycyjnego

•

Piec powietrzny zanim dostarczy powietrze do kanału nawiewnego, oczyszcza je w

Piec powietrzny zanim dostarczy powietrze do kanału nawiewnego, oczyszcza je w

filtrach, które zatrzymują kurz, pyłki roślin itp. - co jest ważne szczególnie dla alergików.

filtrach, które zatrzymują kurz, pyłki roślin itp. - co jest ważne szczególnie dla alergików.

•

System ogrzewania można w dowolnej chwili (w późniejszym terminie) rozbudować o

System ogrzewania można w dowolnej chwili (w późniejszym terminie) rozbudować o

funkcję nawilżania i klimatyzacji, dzięki czemu możemy rozłożyć koszty inwestycji na

funkcję nawilżania i klimatyzacji, dzięki czemu możemy rozłożyć koszty inwestycji na

dłuższy okres czasu

dłuższy okres czasu

•

System ten, wymusza ciągły ruch powietrza, dzięki czemu w pomieszczeniu mamy

System ten, wymusza ciągły ruch powietrza, dzięki czemu w pomieszczeniu mamy

równomierny rozkład temperatury

równomierny rozkład temperatury

•

System ogrzewania powietrznego może być wyposażony w tzw. strefowy system

System ogrzewania powietrznego może być wyposażony w tzw. strefowy system

komfortu. Pozwala on dowolnie programować temperaturę w pomieszczeniach w różnych

komfortu. Pozwala on dowolnie programować temperaturę w pomieszczeniach w różnych

częściach domu i w różnym czasie.

częściach domu i w różnym czasie.

•

Niska awaryjność układu grzewczego, bez ryzyka zamrożenia instalacji lub wybuchu

Niska awaryjność układu grzewczego, bez ryzyka zamrożenia instalacji lub wybuchu

spowodowanego zrostem ciśnienia. Jednym słowem bezpieczeństwo i spokój.

spowodowanego zrostem ciśnienia. Jednym słowem bezpieczeństwo i spokój.

•

Wykorzystanie centralnego nawilżania obniża koszt eksploatacji ponieważ zwiększenie

Wykorzystanie centralnego nawilżania obniża koszt eksploatacji ponieważ zwiększenie

wilgotności pozwala obniżyć temperaturę w pomieszczeniach z jednoczesnym

wilgotności pozwala obniżyć temperaturę w pomieszczeniach z jednoczesnym

zachowaniem odpowiedniego komfortu cieplnego.

zachowaniem odpowiedniego komfortu cieplnego.

11

12

ELEMENTY SYSTEMÓW

ELEMENTY SYSTEMÓW

GRZEWCZYCH

GRZEWCZYCH

•

Kocioł

Kocioł

•

Orurowanie

Orurowanie

•

Grzejniki

Grzejniki

•

Zbiorniki na paliwo

Zbiorniki na paliwo

•

Pompa obiegowa

Pompa obiegowa

•

Zawory przygrzejnikowe

Zawory przygrzejnikowe

(termostaty grzejnikowe)

(termostaty grzejnikowe)

•

Układ odpowietrzania

Układ odpowietrzania

•

Programowalny sterownik

Programowalny sterownik

•

Automatyka pogodowa

Automatyka pogodowa

13

ŹRÓDŁA ENERGII:

ŹRÓDŁA ENERGII:

•

Gaz ziemny

Gaz ziemny

•

Gaz płynny

Gaz płynny

•

Butan

Butan

•

Olej opałowy

Olej opałowy

•

Węgiel kamienny

Węgiel kamienny

•

Węgiel brunatny

Węgiel brunatny

•

Biomasa

Biomasa

•

Drewno opałowe

Drewno opałowe

•

Rośliny energetyczne

Rośliny energetyczne

•

Słoma

Słoma

•

Energia elektryczna

Energia elektryczna

•

Energia słoneczna

Energia słoneczna

•

Pompy ciepła

Pompy ciepła

14

Na optymalną instalację

Na optymalną instalację

grzewczą składa się:

grzewczą składa się:

•

Myśl techniczna i doświadczenie,

Myśl techniczna i doświadczenie,

czyli właściwy wybór,

czyli właściwy wybór,

•

Jakość wszystkich urządzeń i

Jakość wszystkich urządzeń i

materiałów,

materiałów,

•

Fachowy montaż i uruchomienie,

Fachowy montaż i uruchomienie,

•

Wiedza i należyta staranność przy

Wiedza i należyta staranność przy

eksploatacji tej instalacji.

eksploatacji tej instalacji.