Obliczanie zapotrzebowanie na oświetlenie w programie ArCADia-TERMO

Obliczanie zapotrzebowanie na oświetlenie w programie ArCADia-TERMO

W wersji ArCADia-TERMO 6.1 zmieniono domyślny sposób obliczeń zapotrzebowanie na energię do oświetlenia. Powodem były dokładniejsze wyniki jakie można otrzymać stosując wybór obliczeń: Na podstawie mocy opraw (czerwona ramka na rysunku 1).

Dzięki dostępowi do bazy danych wbudowanych opraw oświetleniowych (rys.2) użytkownik może pobrać odpowiedni typ opraw i dokładnie obliczyć wartość wskaźnika LENI.

LED

Rysunek 1. Domyślne okno obliczeń zapotrzebowania na energię do oświetlenia w programie ArCADia-TERMO

Podobnie jak w przypadku przegród, użytkownik może sam do bazy opraw dodać własną listę opraw oświetleniowych wybranych producentów, w celu późniejszego ich uwzględnienia w obliczeniach współczynnika LENI.
Włączenie opcji Na podtrzymanie systemów kontroli wymagane jest w przypadku opraw jarzeniowych i LED’owych, w celu obliczenia energii pasożytniczej przeznaczonej m.in.na podtrzymanie systemu automatyki.

Zastosowanie opraw typu LED skutecznie zmniejsza ogólną moc opraw, ułatwiając spełnienie cząstkowego warunku Delta EPL.

W praktyce wartość powierzchni oświetlanej AL równą jest powierzchni o regulowanej temperaturze Af poszczególnych pomieszczeń lub całej strefy.

Baza LED
Rysunek 2. Baza opraw oświetleniowych

Należy pamiętać, aby jednostkowy poziom mocy opraw oświetleniowych nie przekraczał 15 W/m2, a średni – około 10 W/m2, aby możliwe było spełnienie wymagań podanych w WT 2014.

Analiza wpływu próby szczelności na wskaźnik EP

Analiza wpływu próby szczelności na wskaźnik EP dla  budynku jednorodzinnego i biurowego

 

Wykonując charakterystykę energetyczną budynku projektant powinien wiedzieć, czy i jaki wpływ na wskaźnik EP ma przeprowadzenie próby szczelności przed oddaniem budynku do użytkowania.

Postępując zgodnie z rozporządzeniem MIiR z dn. 3.6.2014 r. w sprawie wykonywania świadectw energetycznych projektant powinien z góry, na etapie projektu budowlanego założyć wyniki przeprowadzonej próby szczelności, której wartość określa parametr n50, oznaczający krotności wymian, która zachodzi w budynku w ciągu jednej godziny na przy nadciśnieniu lub podciśnieniu 50 Pa.

Ponieważ próba szczelności (współczynnik n50) dotyczy strat ciepła przez wentylację, dlatego ma bezpośredni wpływ dotyczy wskaźnika energii użytkowej EU, a dopiero pośredni na wskaźniki EK i EP.

Jako przykład analizy weźmy 2 budynki:

  1. a) jednorodzinny 2 kondygnacyjny o powierzchni Af = 172,50 m2 ( o wymiarach zewn. 8m x 12 m), V = 448,50 m3
  2. b) biurowy 6-kondygnacyjny o powierzchni Af=1080 m2, V =2808 m3

Poniżej przedstawiono wyniki obliczeń strat energii na wentylację Qve oraz wartość wskaźnika EP wykonane w programie ArCADia –TERMO.

Wykonując obliczenia, bardziej skupiono się na podaniu obniżonych wartości wskaźnika EP niż na zmniejszeniu strat ciepła Qve. Wynika to z faktu, że wskaźnik EP ma kluczowe znaczenie w obliczeniach zużycia ciepła.

Dzięki funkcji podglądu EP ( lewa część okna) w programie ArCADia –TERMO można od razu zobaczyć wynik.

Uwaga!

Ze względu na optymalny czas obliczeń, odświeżanie w podglądzie wartości wskaźnika EP, w etapie Strefy cieplne, wymaga każdorazowego wciśnięcia na klawiaturze klawisza F5 lub przycisku Odśwież na górnym pasku okna programu.

Dla budynku jednorodzinnego przedstawiono wyniki Qve, EP oraz procentowy zysk EP w przypadku wentylacji:
a) grawitacyjnej,
b)mechanicznej nawiewno-wywiewnej bez odzysku oraz z 70,0% odzyskiem ciepła, rys. 1 i 2.

n50_nie

Rysunek 1. Ustawienia przy braku próby szczelności

n50_tak
Rysunek 2. Ustawienia przy przeprowadzonej próbie szczelności

W tabeli 1 przedstwiono wyniki obliczeń dla budynku jednrodzinnego

tab1

Dla budynku biurowego przedstawiono wyniki Qve, EP oraz procentowego zysku EP tylko w przypadku wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewna z 70,0% odzyskiem ciepła.

tab2

Wnioski
1. W każdym rozważanym przypadku wykonanie próby szczelności przyniosło korzyści w postaci zmniejszonych strat ciepła na wentylacje Qve, a tym samym obniżeniu wartości wskaźnika EP.
2. Do końcowych porównań przejęto wartość n50 = 1,0 1/h –jako najbardziej bezpieczną. Chociaż obecnie, można się spodziewać wartości n50 wynoszącej około 0,7.
3. Wykonanie próby szczelności miało najbardziej korzystny wpływ na wskaźnik EP (zmniejszenie o około 13%) w przypadku wentylacji grawitacyjnej dla budynku jednorodzinnego. Dobrą wartość (7,8%) otrzymano także dla budynku biurowego z 70% odzyskiem ciepła. Oznacza to, że w tych sytuacjach warto rozważyć wykonanie próby szczelności przed oddaniem budynku do użytkowania.
4. Słaby rezultat (zaledwie około 3%) przyniosło przeprowadzenie próby szczelności dla budynku jednorodzinnego z wentylacją mechaniczną , zarówno bez odzysku jak i z odzyskiem ciepła.

Pompy ciepła w systemie chłodzenia a Uoze

Pompy ciepła w systemie chłodzenia, a obliczenia Uoze

W projekcie rozporządzenia w sprawie metodologii wykonywania świadectw energetycznych z dnia 19 grudnia 2014 r. podano tylko jeden typ pomp ciepła w systemie chłodzenia. Jest to rewersyjna pompa ciepła typu solanka/woda z wymiennikiem gruntowym jako dolnym źródłem ciepła, wyposażona w funkcję chłodzenia pasywnego (tylko dla trybu chłodzenia) o bardzo wysokiej sprawności SEER = 10,0 w przypadku, gdy urządzenie to jest jedynym źródłem chłodu w przestrzeni chłodzonej, którą można przyjąć tylko wtedy gdy jest to tylko jedyne urządzenie chłodzące dane pomieszczenie lub grupę pomieszczeń.

Ponieważ jest to maksymalna sprawność dla tego typu urządzeń, dlatego zawsze powinno się podawać sprawność podaną przez producenta danego urządzenia chłodniczego, szczególnie wtedy gdy jest ona mniejsza od podanej w rozporządzeniu MIiR.

Wielu certyfikatorów może postawić pytanie: Czy i w jaki sposób można uwzględnić innego typu pompy ciepła niż np. rewersyjna pompa ciepła typu powietrze/woda.

Odpowiedź brzmi: Tak – powinno się uwzględniać pompy innego typu, chociaż w rozporządzenie nic na ten temat nie jest napisane.

Idąc dalej, warto zadać kolejne pytanie czy inne urządzenia chłodnicze jak na przykład klimatyzatory, sprężarki spiralne czy śrubowe są urządzeniami wykorzystującymi odnawialną energię, skoro ich sprawność (wskaźnik SEER ) często oscyluje w granicach od 3,0 do 5,4.

Co oznacza, że do wytworzenia chłodu kilkakrotnie więcej energii ze źródeł odnawialnych takich jak woda, grunt, powietrze czy z ciepła odpadowego niż z konwencjonalnych, używanych do napędu i sprężania czynnika chłodniczego.

Termin „pompa ciepła” używany jest też przez producentów do określania np. klimatyzatorów oraz systemów multisplit typu VRV oraz VRF np.

Pompa ciepła typu SPLIT wykorzystuje ciepło z powietrza zewnętrznego do produkcji ciepła lub chłodu dla potrzeb ogrzewania/chłodzenia budynku oraz podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Budowa pompy ciepła typu SPLIT opiera się o zastosowanie dwóch jednostek: zewnętrznej i wewnętrznej, połączonych obiegiem chłodniczym.

Często, sprawność pomp ciepła jest mniejsza od w stosunku do średniej sprawności obliczonej wtedy, gdy pompa pracuje w systemie ogrzewania. Chociaż jest wiele przypadków, gdy wartość średniego sezonowego współczynnika efektywność energetycznej wytwarzania chłodu SEER jest często większa od wartość średniego sezonowego współczynnika efektywność energetycznej wytwarzania ciepła SCOP.

Użytkownicy programu ArCADia-TERMO mogą zdefiniować własne pompy ciepła pracujące w trybie chłodzenia i określić je jako urządzenia pobierające cześć energii odnawialnej ( rys.1), klikając na przycisk Baza dla Rodzaju systemu chłodzenia (rys. 2).

Dzięki temu wartości ich sprawności zostanie uwzględniona do obliczenia wskaźnika udziału energii odnawialnej Uoze, rys.3.

1_pompa

Rysunek 1. Definiowanie pompy ciepła typu powietrze/woda dla systemu chłodzenia w programie ArCADia-TERMO

1a_pompa

Rysunek 2. Ustawienia parametrów zdefiniowanej pompy ciepła typu powietrze/woda w programie ArCADia-TERMO

1b_Uoze

Rysunek 3. Wskaźnik Uoze na pierwszej stronie świadectwa energetycznego w programie ArCADia-TERMO

Ponieważ praktyczne wszystkie urządzenia do produkcji chłodu pracują jak pompa ciepła, w oparciu o energię odnawialną, dlatego zawsze mają wpływ na wskaźnik Uoze. Jedynym wyjątkiem są urządzenia do produkcji chłodu o wartości SEER <= 1,00, ponieważ dla tych urządzeń obliczanie Uoze nie ma sensu (Uoze < 0,00).

Warto dodać, że najnowszym projekcie rozporządzenia MIiR z dnia 19 grudnia 2014 r. został poprawiony wzór (nr 100) do obliczeń Uoze dla pomp ciepła działających w systemie ogrzewania, c.w.u i chłodzenia, co jak widać ma duże znacznie w dla wszystkich urządzeń przeznaczonych do wytwarzania chłodu.

Oczywiście, dla pomp ciepła zasilanych energię elektryczną pochodząca od ogniw fotowoltaicznych wartosc Uoze wynosi 100%, bez względu na współczynnik sprawności pompy.

Podsumowanie

  • Pomimo, że rozporządzenie MIiR określa tylko jeden rodzaj pomp ciepła z funkcją chłodzenia, to jednak trudno dopatrywać się jakiś formalnych przeszkód zabraniających uwzględnienia innych typów pomp ciepła.
  •  Prawie wszystkie urządzenia do produkcji chłodu mają wpływ na wartość wskaźnika Uoze.
  • Korzystając z programu ArCADia-TERMO można definiować dowolne pompy ciepła z funkcją np. chłodzenia i określić w jaki sposób (wzór) mają być te urządzenia uwzględniane w obliczeniach Uoze.

Współczynnik SEER w obliczeniach chłodu

Tematem tego artykułu będzie omówienie współczynnika SEER, używanego do obliczenia całkowitej sprawności urządzenia wytwarzającego chłód.

Wartość współczynnik EER nie jest stała, ponieważ zależy od warunków klimatycznych panujących na danym obszarze oraz od tego jak się te warunku zmieniają. Ponieważ, z tych powodów okresowa sprawność urządzenia chłodniczego EER znacznie się zmienia (na przykład od 15 % do 33%), dlatego od 1 stycznia 2013 roku zgodnie z rozporządzeniem Komisji (UE) nr 626/2011 wszystkie klimatyzatory typu powietrze-powietrze o mocy chłodniczej do 12 KW podlegać będą dyrektywie UE dotyczącej ErP, zgodnie z którą postanowiono posługiwać się (zamiast wartością EER, ang. Energy Efficiency Ratio) tzw. średnią sprawnością ważoną oznaczoną nazwą SEER , gdzie wagą jest temperatura zewnętrzna i czasie).

Klimatyzatory typu „split”, klimatyzatory okienne oraz ścienne powinny mieć nową skalę z klasami od A do G i dodatkowym symbolem „+”, uwzględnianym co dwa lata aż do osiągnięcia najwyższej klasy A+++.

Jedynie klimatyzatory jedno- i dwukanałowe zostały wyłączone z tej klasyfikacji.

Klimatyzatory dwukanałowe – są to klimatyzatory, w których podczas chłodzenia lub ogrzewania powietrze wlotowe skraplacza (lub parowacza) wprowadzane jest z zewnątrz jednym kanałem do urządzenia chłodniczego i odprowadzane na zewnątrz przy użyciu drugiego kanału Urządzenia takie zamontowane są wewnątrz klimatyzowanego pomieszczenia, przy ścianie.
Klimatyzatory jednokanałowe – są to klimatyzatory, w których podczas chłodzenia (lub ogrzewania) powietrze wlotowe skraplacza (lub parowacza) wprowadzane jest z wewnątrz pomieszczenia, a odprowadzane jest na zewnątrz tego pomieszczenia. Całe urządzenie znajduje się również wewnątrz danego pomieszczenia.

Współczynnik współczynnika efektywności energetycznej wytwarzania chłodu EER oznacza stosunek deklarowanej wydajności chłodniczej [kW] do znamionowego poboru mocy na potrzeby chłodzenia [kW] urządzenia podczas pracy w trybie chłodzenia w standardowych warunkach znamionowych.

Jeżeli na przykład klimatyzator ma moc 2 kW i osiąga taką moc pobierając prąd w ilości 1 kW to wtedy EER wynosi 2.

Od 01.01.2013 roku każda model klimatyzatora powinien zawierać informacje o klasie efektywności energetycznej

Rozporządzenie 626/2011 wprowadza nowy wzór etykiety klimatyzatorów , z wyjątkiem klimatyzatorów jedno- lub dwukanałowych.

Poniżej przedstawiona jest etykieta klimatyzatora o odwróconym obiegu (z pompą ciepła) w klasie efektywności energetycznej A .

Podano też na najbliższe 4 lata następujący harmonogram wprowadzania nowych etykiet klas efektywności energetycznej odnośnie większych wymagań dla klimatyzatorów wprowadzonych w tym okresie do sprzedaży:

od dnia 1 stycznia 2013 r.:  A,     B,       C,   D, E, F, G;
od dnia 1 stycznia 2015 r.: A+,     A,       B,   C, D, E, F;
od dnia 1 stycznia 2017 r.: A++,   A+,   A,   B, C, D, E;
od dnia 1 stycznia 2019 r.: A+++, A++, A+, A, B, C, D

4-seer        4-scop

Rysunek 1. Etykieta klimatyzatora z funkcją chłodzenia (część od strony lewej) i ogrzewania (część od strony prawej) rysunku.

OBLICZENIA

Dawne wartości współczynników efektywności energetycznej były podawane tylko dla jednego konkretnego punktu pracy. W przypadku chłodzenia była to temperatura +35 ºC na zewnątrz, a dla grzania +7 ºC. Niestety nie było to wystarczające i miarodajne. Dlatego dla obszaru Polski współczynnik SEER obliczany jest ze wzoru na średnią sprawność urządzenia , która zależy od temperatury zewnętrznej.

Wzór na SEER składa się z czterech części:

SEER = (EER 20°C x 15%) + (EER 25°C x 33%) + (EER 30°C x 33%) + (EER 35°C x 15%)

Powyższy wzór oznacza, że do obliczenia wartości SEER będzie brane pod uwagę tylko po 15% wartości EER przy temp. zewnętrznej 20°C i 35°C oraz po 33% wartości EER, dla temperatur 25°C i 30°C, zakładając stała temperaturę wewnątrz budynku 20°C.

KLASY KLIMATYZATORÓW

Od 1 stycznia 2013 roku zmianie również uległy klasy efektywności energetycznej klimatyzatorów w zależności od wartości współczynnika SEER.

L.p. Klasa SEER
od (>=) do (<)
1 A+++ 8,5
2 A++ 6,1 8,5
3 A+ 5,6 6,1
4 A 5,1 5,6
5 B 4,6 5,1
6 C 4,1 4,6
7 D 3,6 4,1
8 E 3,1 3,6
9 F 2,6 3,1
10 G 0 2,6

 

Tak wiec na podstawie roku produkcji oraz klasy klimatyzatora można określić średnią wartość współczynnika SEER. Taka wiedza może być bardzo przydatna w praktyce, w sytuacji braku innych danych na temat współczynnika SEER.

METODOLOGIA z dnia 3.6.2014 roku

Zgodnie z rozporządzeniem z dnia 3.6.2014 roku roczne zapotrzebowanie na energię końcową Qk,C dla systemu chłodzenia wyznacza się według wzoru:

Qk,C   = QC,nd / ηC,tot kWh/rok

gdzie:

ηC,tot = SEER * ηC,s * ηC,d * ηC,e

gdzie:

SEER – jest to średni sezonowy współczynnik efektywności energetycznej wytwarzania chłodu z nośnika energii lub energii dostarczanych do źródła chłodu

ηC,s * ηC,d * ηC,e – są to średnie sezonowe sprawności akumulacji chłodu w elementach pojemnościowych systemu chłodzenia, przesyłu chłodu ze źródła chłodu do przestrzeni chłodzonej oraz regulacji i wykorzystania chłodu w przestrzeni chłodzonej

Dokładną wartość średni sezonowy współczynnik efektywności energetycznej wytwarzania chłodu z nośnika energii lub energii dostarczanych do źródła chłodu SEER wyznacza się według wzoru uwzględniającego poprawki:

SEER = SEERref * (1 + SIGMA ci)

gdzie:
SEERref – jest to referencyjny średni współczynnik efektywności energetycznej wytwarzania chłodu z nośnika energii lub energii dostarczanych do źródła chłodu.
ci – to współczynnik korekcyjny w zależności od systemu chłodzenia określony w tabeli 16.

Jako wartość SEERref dla agregatów do schładzania cieczy przyjmuje się wartość średniego europejskiego współczynnika efektywności chłodzenia (ESEER) na podstawie specyfikacji technicznej wyrobu, a w przypadku braku takich danych – zgodnie z tabelą 15 albo wytycznymi Eurovent.

Wartość SEERref dla systemów chłodzenia z bezpośrednim schładzaniem powietrza wyznacza się według wzoru:

SEERref = 1,25 * EER

gdzie:
EERref jest to wskaźnik efektywności EER w warunkach referencyjnych parametrów powietrza:

  1. a) powietrze wlotowe do chłodnicy: 27/19˚C WB (WB – temperatura powietrza według wskazań termometru mokrego),
  2. b) powietrze wlotowe do skraplacza: 35˚

Wskaźnik ten określany jest na podstawie specyfikacji technicznej wyrobu, a w przypadku braku takich danych – zgodnie z wytycznymi Eurovent.

W przypadku braku możliwości wyznaczenia wartości SEERref dla systemów chłodzenia z

bezpośrednim schładzaniem powietrza w sposób wskazany powyżej, przyjmuje się wartości

SEERref podane w tabeli 15 projektu rozporządzenia MIiR.

4-chlod
Rysunek 2. Definiowanie źródła chłodu w programie ArCADia-TERMO

Jak zapisać dane o budynku i użytkowniku w programie ArCADia-TERMO?

Jak zapisać dane o budynku i użytkowniku w programie ArCADia-TERMO?

Wielu początkujących użytkowników programu ArCADia-TERMO nie wie istnienie możliwość zapisania dowolnej liczby szablonów zawierających zarówno dane teleadresowe analizowanego budynku i dane jednostki lub osób wykonujących obliczenia, na przykład świadectw i charakterystyk energetycznych czy audytów.

Dzięki temu uniknąć wielokrotnego, żmudnego wprowadzania, za każdym razem, tych samych informacji.

Sugestie

1) Szablon Uniwersalny

Tworząc szablony warto utworzyć jeden szablon uniwersalny o nazwie np. Moje dane, zawierający tylko informacje na temat jednostki opracowującej (wykonującej) obliczenia, czyli zawierający dane osoby lub firmy wykonującej obliczenia. Szablon ten powinien być zawsze ładowany zaraz po utworzeniu nowego pliku .thb.

2) Szablony dla budynków na nowo powstającym osiedlu

W przypadku wykonywania świadectw dla wielu budynków mieszkalnych wybudowanych na tym samym osiedlu najlepiej utworzyć szablon o nazwie miejscowości i nazwy osiedla, np. Łódź, Nowe Sady. Wtedy wystarczy tworząc kolejne świadectwo zmieniać tylko nazwę i ulicy każdego budynku.

Uwaga!
Tworzenie jednego szablonu dla wielu budynków mieszkalnych (np. w zabudowie szeregowej) albo lokali mieszkalnych znajdujących się w tym samym budynku wielorodzinnym, choć możliwe, nie jest dobrym pomysłem, ponieważ znacznie lepszym i wielokrotnie szybszym rozwiązaniem jest utworzenie tylko w jednym pliku .thb, w etapie Ogrzewanie i wentylacja wielu grup (świadectw) reprezentujących poszczególne budynki lub lokale mieszkalne.

Na rysunku 1 przedstawiono zrzut zawierający okno etapu Dane projektu. Okno to, składa się 3 części: lewej, środkowej i prawej.

Pierwsza część, od strony lewej (oznaczona kolorem zielonym), zawiera listę szablonów adresowych jakie zostały utworzone przez użytkownika.

Druga część, środkowa (oznaczona kolorem czerwony), zawiera informacje dotyczące analizowanego budynku.

Pierwsza część, od strony prawej (oznaczona kolorem niebieskim), zawiera informacje dotyczące osoby lub firmy wykonującej obliczenia.

szablon

Rysunek 1. Etap Dane projektu
Aby utworzyć szablon danych adresowych należy kliknąć menu Plik -> Zapisz szablon -> Zapisz jako typ ( wybrać typ *.tab)-> podać nazwę pliku np. Moje dane

ZapiszSzablon1
Rysunek 2. Pozycja Zapisz szablon w menu Plik

ZapiszSzablon2

Rysunek 3. Wybór danych adresowych

Po zapisaniu szablonu, szablon ten pojawi się na liście Danych adresowych, rys.1.

Aby wczytać do programu dane znajdujące się w szablonie, należy 2 razy kliknąć na dany szablon. A po krótkiej chwili zostanie wyświetlony komunikat potwierdzający pobranie danych.

komunikat
Rysunek 4. Komunikat potwierdzający pobranie danych

W programie ArCADia-TERMO jest jeszcze kilka innych typów szablonów, np. przegród, urządzeń c.o. , c.w.u, chłodu, których zastosowanie bardzo przyspiesza wykonywanie wprowadzanie powtarzalnych danych.