Analýza neurčitosti vnútorných tepelných ziskov výpočtu potreby tepla na vykurovanie
Neurčitosť vnútorných tepelných ziskov v dôsledku správania sa obyvateľov môže byť interpretovaná dvoma spôsobmi: neurčitosťou celkového počtu obyvateľov, ktorá bude inklinovať k trojuholníkovému rozdeleniu a neistotou metabolizmu. Naša analýza neurčitosti vnútorných tepelných ziskov vychádza z predpokladu, že domácnosť využíva výhradne elektrickú energiu (P1.14/BA).
1 Úvod
Východiskom pre analýzu boli údaje o ročnej spotrebe užívateľskej elektrickej energie domácností v (kWh/rok). Počet členov priemernej domácnosti je cca 2,7, čomu zodpovedá spotreba 90 W na osobu.
Neurčitosť tepelných ziskov v dôsledku správania obyvateľov môže byť interpretovaná dvoma spôsobmi: neurčitosťou celkového počtu obyvateľov, ktorá bude inklinovať k trojuholníkovému rozdeleniu a neistotou metabolizmu, pre ktorú je vhodnejšie normálne rozdelenie (Macdonald 2002).
2 Analýza
Naša analýza neurčitosti vnútorných tepelných ziskov vychádza z predpokladu, že domácnosť využíva výhradne elektrickú energiu. Východiskom pre analýzu boli údaje o ročnej spotrebe užívateľskej EE domácností v (kWh/rok) a na ich vybavenosť elektrickými spotrebičmi (K. Stanek: Perspektivy dalšího výzkumu2) založené na výsledkoch vlastného podrobného rozboru štatistických zisťovaní ČSÚ (2003, 2005 a 2011), výstupov z projektu REMODECE (2008) a hodnôt zo správy JRC-IES (2007).
| Obdobie | Spotreba priemernej domácnosti [kWh/rok] | Počet členov priemernej domácnosti Ob [osôb] | Spotreba na člena priemernej domácnosti [kWh/(os.rok)] |
|---|---|---|---|
| 2006–2008 | 2125 | 2,7 | 787 |
| Počet členov domácnosti | Spotreba [kWh/rok] | Spotreba na člena domácnosti [kWh/(os. rok)] | Spotreba na člena domácnosti/ spotreba na člena priemernej domácnosti [–] |
|---|---|---|---|
| 1 | 1010 | 1010 | 1,28 |
| 2 | 1783 | 891 | 1,13 |
| 3 | 2398 | 799 | 1,02 |
| 4 | 2758 | 689 | 0,88 |
| 5 | 2056 | 411 | 0,52 |
Na základe údajov uvedených v tabuľkách 1 a 2 boli tepelné zisky z elektrických spotrebičov vyjadrené ako funkcia počtu členov domácnosti. Vnútorné tepelné zisky boli potom počítané po hodinách ako súčet tepelných ziskov z elektrických spotrebičov a tepla produkovaného obyvateľmi. Hodinové chody tepelných ziskov z elektrických spotrebičov predstavujú 90 W na osobu v priemernej domácnosti a boli odvodené na základe typového diagramu odberu elektrickej energie triedy 4 (odber bez tepelného využitia elektriny) pre rok 2012 definujúceho zaťaženie vyjadrené hodnotami pomerných hodinových odberov v roku v rozsahu 0 až 1. Teplo produkované členmi domácnosti bolo uvažované 60 W na osobu a bolo redukované koeficientom 0,8 vyjadrujúcim percento predpokladanej prítomnosti v byte. Výsledný vzťah má tvar:
(1.1)
[kWh]
kde je
- TDD4
- – typový diagram dodávky elektrickej energie po hodinách3 [–];
- Ob
- – počet členov domácnosti [–]
Obr. 1: Spotreba energie na člena domácnosti v pomere k spotrebe energie na člena priemernej domácnosti
Polynóm druhého stupňa vyjadruje závislosť spotreby od počtu členov domácnosti. Odvodený je na obrázku 1 na základe hodnôt v tabuľke 2, kde je uvedená spotreba energie na člena domácnosti v pomere k spotrebe energie na člena priemernej domácnosti (Tab. 1) pre byty s rôznym počtom členov domácnosti.
Rozdelenie početnosti členov domácnosti sa v priebehu desaťročí vyvíja. Na obrázku 2 je porovnanie rozdelení počtu členov domácnosti na Slovensku v rokoch: 1961 (Keilman, 1987), 1981 a 2004 (Dol a Haffner, (2010), 1991 a 2001 (Dzianová, 2001), 2010 (Senaj a Zavadil, 2012).
Obr. 2: Rozdelenie početnosti počtu členov domácnosti na Slovensku v rôznych rokoch
Obr. 3: Rozdelenie pravdepodobnosti počtu členov domácnosti (gama rozdelenie α = 2,85, β = 1)
Ako model rozdelenia pravdepodobnosti počtu členov domácnosti boli použité výsledky prieskumu z roku 2010 (Senaj a Zavadil, 2012).
3 Záver
Pri analýze vnútorných tepelných ziskov sme vychádzali z dvoch faktorov:
- produkcia spotrebičov;
- metabolický zisk.
Obr. 4: Neurčitosť vnútorných tepelných ziskov vyhodnotená gama rozdelením
Z použitej literatúry vyplynulo, že obidva faktory sú závislé na počte obyvateľov. Pre zjednodušenie sme vychádzali z toho, že v bytovom dome v stavebnej sústave P1.14/BA sú použité výhradne elektrické spotrebiče.
Hodinové domáce chody elektrického odberu sú vyjadrené pomocou TDD (typový diagram dodávky). Pre analyzovaný byt bol vybraný TDD 4 pre rok 2012. Z analýzy Staneka vyplynulo, že počet elektrických spotrebičov je závislý na počte obyvateľov. Počet členov priemernej domácnosti je cca 2,7, čomu je adekvátna spotreba 90 W na osobu. Na obrázku 4 je znázornená neurčitosť vnútorných tepelných ziskov pri výpočte 200 simulácií modelovaných po hodinách je stredná hodnota 3,64 W/m2.
Literatúra
- [1] Dziranová, O. (2001) Domácnosti a rodiny podľa sčítania obyvateľov domov a bytov v roku 2001. Štatistický úrad Slovenskej republiky. www.statistics.sk/files/Sekcie/.../Domacnosti.doc.
- [2] Dol, K. and Haffner, M. (2010) Housing Statistics in the European Union. OTB Reasearch Institute for the Built Environment, Delft University of Technology.
- [3] Macdonald, I. (2002) Quantifying the effects of uncertainty in building simulation – PhD thesis. University of Strathclyde, Department of Mechanical Engineering. Glasgow, UK.
- [4] Senaj, M., Zavadil, T. (2012) Výsledky prieskumu finančnej situácie slovenských domácností, príležitostná štúdia NBS 1/2012, www.nbs.sk.
Poznámky
2 kps.fsv.cvut.cz/file_download.php?fid=2413 Zpět
3 http://www.zsdis.sk/sk/Dodavatelia-elektriny/Typove-diagramy-odberu Zpět
Uncertainty internal heat gains as a result of the behavior of the population can be interpreted in two ways: uncertainty of the total population, which will tend to triangular division and uncertainty of metabolism. The our uncertainty analysis of internal heat gains based on the assumption that a household uses the only electrical energy (P1.14/BA).