logo TZB-info

estav.tv nový videoportál

Reklama

Projektová dokumentace VZT - požadavky na energie, jejich spotřeba a úspora

    V současné době již nejsou při volbě koncepce vzduchotechnického zařízení rozhodující pouze investiční náklady, ale stále více investorů zajímá rovněž ekonomika provozu instalovaného zařízení. Z tohoto důvodu by měl být součástí projetu výpočet spotřeby jednotlivých energií potřebných pro provoz vzduchotechnického zařízení, tj. elektrické energie, tepla, chladu, vody či páry pro vlhčení. V současné době s využitím výpočetní techniky je možné velmi přesné přiblížení ke skutečnému provozu. V nabídce programového vybavení pro projektanty od společnosti Klima Praha s.r.o. byl pro tyto účely vyvinut program kWh – spotřeba energie a provozní náklady VZT.

Reklama

1. ÚVOD

    V současné době již nejsou při volbě koncepce vzduchotechnického zařízení rozhodující pouze investiční náklady, ale stále více investorů zajímá rovněž ekonomika provozu instalovaného zařízení. Z tohoto důvodu by měl být součástí projetu výpočet spotřeby jednotlivých energií potřebných pro provoz vzduchotechnického zařízení, tj. elektrické energie, tepla, chladu, vody či páry pro vlhčení. V současné době s využitím výpočetní techniky je možné velmi přesné přiblížení ke skutečnému provozu. V nabídce programového vybavení pro projektanty od společnosti Klima Praha s.r.o. byl pro tyto účely vyvinut program kWh – spotřeba energie a provozní náklady VTZ.

    Po spuštění programu se objeví formulář „Stažení souboru“ a zde postačí zatrhnout položku „Spustit tento program z aktuálního nastavení“ (není potřeba jej stahovat) a potvrdit tlačítkem „OK“. Následně se objeví formulář „Upozornění zabezpečení“, ale nemusíte se ničeho obávat a dotaz „Chcete nainstalovat a spustit …“ potvrďte klávesou „Ano“. Poté se již objeví hlavní formulář programu kWh. Z důvodu možnosti ukládání zadání je programem vytvořen na Vašem pevném disku označeném písmenem C: adresář \WINKKMP a zde se vytvoří veškerá pomocná data. Aby bylo možno se navrátit k jednotlivým zadáním, program po sobě tento adresář nevymaže. Rozhodnete-li se, že již nebudete vytvořená zadání používat, přesuňte obsah celého adresáře C:\WINKKMP do koše.

    Stanovení spotřeby energií a ekonomické vyhodnocení provozu je závislé na klimatických podmínkách a na určení cen jednotlivých medií. Vzhledem k tomu, že počasí v jednotlivých letech bývá velmi rozdílné, je obtížné vypočítat přesnou spotřebu energií. Přesto existují dlouhodobé statistické údaje o průměrných denních teplotách v různých klimatických územích a na základě těchto údajů je možno vypočítat energetické nároky zařízení, které již pro delší časový úsek jsou velmi přesné. Pro časový úsek odpovídající životnosti vzduchotechnického zařízení, který činí 10 až 15 let, jsou tyto výsledky plně vyhovující.

    Další neznámou je vývoj cen energií a vzájemná relace cen jednotlivých energií. Jedná se o cenu elektrické energie, tepla, chladu a vody případně páry při klimatizaci. Tyto ceny se neustále mění a není snadné odhadnout ceny medií, které budou aktuální za 15 let. Zásadní jsou tyto ceny pro počáteční rozhodnutí zda pro vytápění využít elektrickou energii, teplou vodu nebo plynový ohřívač přímo v komoře jednotky.

    Máme-li k dispozici počáteční údaje, je možno přistoupit k výpočtu spotřeby energií. Pro informativní výpočty je možno použít metodu denostupňů pro vytápění a větrání a hodinostupňů pro chlazení, ale v dnešní době je možno s využitím výpočetní techniky získat přesnější údaje. 

    Pro výpočet spotřeby energie používáme již delší dobu vlastní program, jehož podstatou je určení úpravy vzduchu z venkovního stavu na stav přiváděný do místnosti tak, aby byly zajištěny požadované parametry v místnosti. Jedná se o úpravu vzduchu dle h-x diagramu v hodinových intervalech postupně v průběhu celého ročního období a sčítání jednotlivých energetických nároků nutných pro tuto úpravu. 

    Vstupní parametry venkovního ovzduší vycházejí z padesátiletých měření venkovních teplot. Z toto je vytvořen model venkovního počasí, ve kterém jsou určeny maximální a minimální teploty během dne pro jednotlivé měsíce a různá klimatická pásma. Minimální teplota je uvažována ve 3 hodiny ráno a maximální v  15 hodin odpoledne. Mezi těmito mezními hodnotami je předpokládán harmonický průběh teplot po sinusovce. Takto je možno určit průměrnou teplotu po jednotlivých hodinách od 1 hodiny ranní do 24 hodin od ledna do prosince. Průběh teplot je vyjádřen rovnicí:

te = temax – A ( 1 – sin ( 15 t – 135 ) ),              kde A je amplituda kolísání teplot
                                                                                 t je sluneční čas

Vlhkost je pak možné vypočítat podle rovnice:

xe = 5,1 ( 1,08 + tgh ( 0,06 ( te – 13 ) ) ) 

    Toto jsou vstupní parametry venkovního vzduchu a úpravou pomocí ohřívače, chladiče, zvlhčovače, rekuperátoru, směšováním je nutno dosáhnout požadovaných parametrů přiváděného vzduchu, tak aby vzduch v místnosti byl v tolerančním poli. 

    Výpočet začíná v 1 hodinu v lednu, podle sestavy zařízení se vypočítá spotřeba tepla pro ohřev, spotřeba páry pro navlhčení, pokračuje se výpočtem ve 2 hodiny a sčítají se jednotlivé spotřeby až do 24 hodin v prosinci. Takto je možno vypočítat týdenní, měsíční a roční spotřebu pro jednotlivá media. Programově je tedy sčítána okamžitá potřeba energie pro dosažení požadovaného stavu vzduchu.

    Součástí programu je zadání provozní doby zařízení s možností zadávat počet dní v týdnu, rozsah provozu během dne a v jakých měsících je zařízení provozováno. Například je možno vyloučit prázdninový provoz a podobně. Program obsahuje výběr různých oblastí podle nadmořské výšky a tomu odpovídajících výpočtových teplot. 

    Je možno počítat energetické nároky nejjednodušších odsávacích zařízení, větracích zařízení, teplovzdušných, chladicích až po klimatizaci s dodržením vlhkosti. Ve výpočtu jsou zohledněny tepelné zisky od elektromotoru, ohřev vzduchu ve ventilátoru a ve vzduchovodu. 

    Další výhodou využití programu pro výpočet provozních nákladů je možnost využití výpočtu z jiných programů. Konkrétně se jedná o využití výsledků výpočtu tepelných zisků od oslunění, kdy tento program počítá zisky po hodinách v jednotlivých měsících. Použijeme-li jako vstup pro zadávání venkovních tepelných zisků výstup z tohoto programu, dostaneme opět přesnější výpočty spotřeby energie. Dále tento program spolupracuje s programem pro výpočet úprav vzduchu dle h-x diagramu a opět je možno přímo využívat zadání vytvořená tímto programem.

    Programem je tedy možno počítat průměrnou spotřebu pro jakékoli vzduchotechnické zařízení, ale mnohem větší význam má pro porovnání více zařízení, která je možné použít pro stejné účely. Jedná se například o výpočet doby návratnosti rekuperátoru, porovnání provozních nákladů na zařízení s chlazením a bez chlazení, použití plynové komory přímo v jednotce s vybudováním plynové kotelny pro ohřev teplé vody či ohřev přímo elektrickou energií.

    V následující tabulce je porovnání shodného zařízení bez rekuperace tepla a s rekuperací.

ENERGETICKÉ NÁROKY JEDNOTLIVÝCH ZAŘÍZENÍ A REKAPITULACE PROVOZNÍCH NÁKLADŮ

Energetické nároky klimatizační jednotky – bez rekuperace

Vlhčení - PAROU


VZDUCH
- Qv = 3.00 m3/s

Motory   - Ni = 

8.00 kW PROVOZ

- od  7 h

CENA:

teplota =

2.000 Prostor tiz = 20°C
 

100%

čerstvého

- účinost =

0.80

- do 20 h

Kč/kWh

ele. =

3.500   til = 24°C
ZTRÁTY:

0 kW

te = -12°C

- zatížení =

0.80

dnů v týdnu  7

chladu =

1.500   fí = 50± 5%
ZISKY:
vnější 10kW

při

te = 32°C, Qcit = 3.0kW, Qvaz = 0.0kW

Kč/kg

páry =

5.000    

MĚ- *

NÁKLADY [Kč]

*

SPOTŘEBA [kWh]

SÍC *

TÝDENNÍ

*

MĚSÍČNÍ *

MĚSÍČNÍ

[-] *

elekt.

teplo chlad pára celkem * elekt. teplo chlad pára celkem * elekt. teplo chlad pára

1 2744 12309 0 23008 38061 11646 52240 0 97646 161532 3327 26120 0 19529
2 2744 11064 0 21293 35102 11646 46957 0 90370 148972 3327 23478 0 18074
3 2744 7787 0 15795 26325 11646 33046 0 67032 111724 3327 16523 0 13406
4 2744 4181 0 7231 14156 11646 17744 0 30690 60080 3327 8872 0 6138
5 2744 1319 0 87 4150 11646 5598 0 371 17614 3327 2799 0 74
6 2744 669 436 0 3849 11646 2837 1852 0 16334 3327 1419 1234

0

7 2744 632 938 0 4315 11646 2684 3982 0 18311 3327 1342 2654 0
8 2744 556 641 0 3940 11646 2358 2718 0 16722 3327 1179 1812 0
9 2744 1318 0 32 4094 11646 5594 0 134 17373 3327 2797 0 27
10 2744 4327 0 5521 12593 11646 18366 0 23433 53444 3327 9183 0 4687
11 2744 8081 0 13978 24803 11646 34296 0 59322 105264 3327 17148 0 11864
12 2744 11586 0 21396 35726 11646 49172 0 90805 151623 3327 24586 0 18161

Celkem za rok 139746 270891 8552 459803 878992 39928 135446 5701 91961

 

Energetické nároky klimatizační jednotky – s rekuperací účinnost 60%

Vlhčení - PAROU


VZDUCH
- Qv = 3.00 m3/s

Motory   - Ni = 

8.00 kW PRVOZ

- od  7 h

CENA:

teplota =

2.000

Prostor

tiz = 20°C
 

100%

čerstvého

- účinost =

0.80

- do 20 h

Kč/kWh

ele. =

3.500   til = 24°C
ZTRÁTY:

0 kW

te = -12°C

- zatížení =

0.80

dnů v týdnu  7

chladu =

1.500   fí = 50± 5%
ZISKY:
vnější 10kW

při

te = 32°C, Qcit = 3.0kW, Qvaz = 0.0kW

Kč/kg

páry =

5.000    

MĚ- *

NÁKLADY [Kč]

*

SPOTŘEBA [kWh]

SÍC *

TÝDENNÍ

* MĚSÍČNÍ *

MĚSÍČNÍ

[-] *

elekt.

teplo chlad pára celkem * elekt. teplo chlad pára celkem * elekt. teplo chlad pára

1 3259 3748 0 23008 300141 13829 15906 0 97646 127381 3951 7953 0 19529
2 3259 3250 0 21293 27802 13829 13793 0 90370 117991 3951 6896 0 18074
3 3259 1939 0 15795 20992 13829 8229 0 67032 89090 3951 4114 0 13406
4 3259 530 0 7231 11020 13829 2250 0 30690 46769 3951 1125 0 6138
5 3259 58 0 167 3483 13829 245 0 707 14781 3951 122 0 141
6 3259 193 529 0 3980 13829 818 2243 0 16891 3951 409 1496 0
7 3259 546 1104 0 4909 13829 2317 4685 0 20832 3951 1159 3124 0
8 3259 442 773 0 4474 13829 1876 3283 0 18987 3951 938 2188 0
9 3259 99 0 32 3389 13829 421 0 134 14384 3951 210 0 27
10 3259 555 0 5521 9335 13829 2356 0 23433 39618 3951 1178 0 4687
11 3259 2057 0 13978 19293 13829 8728 0 59322 81880 3951 4364 0 11864
12 3259 3459 0 21396 28113 13829 14679 0 90805 119313 3951 7340 0 18161

Celkem za rok 165949 71617 10211 460139 707916 47414 35809 6807 92028

    U zařízení s rekuperací se zvýší náklady na elektrickou energii, neboť je nutno použít výkonnější elektromotory vzhledem k tlakové ztrátě rekuperátoru, ale podstatně se sníží náklady na tepelnou energii. Ve výpočtu není uvažováno s rekuperací chladu. Celkové provozní náklady při cenách uvedených v záhlaví výpisu jsou uvedeny ve sloupci NÁKLADY – celkem. Úspora při použití rekuperátoru činí v tomto případě 171 076,- Kč ročně při provozování jednotky s množstvím vzduchu 10 800 m3/hod.

 
 

Reklama


© Copyright Topinfo s.r.o. 2001-2024, všechna práva vyhrazena.