Archiwum kategorii: Moduły dodatkowe

Chłodzenie, klimatyzacja, zyski ciepła

Chłodzenie, klimatyzacja, zyski ciepła

Program ArCADia-TERMO jest programem wszechstronnym i pozwala m.in. obliczać sezonowe zapotrzebowanie na chłód oraz zyski ciepła na kilka sposobów. Program oferuje następujące rodzaje obliczeń:

  1. Obliczenia zapotrzebowania na chłód Qcnd [kWh/rok] na potrzeby świadectw i projektowanych charakterystyk energetycznych, wykonywane zgodnie z metodologią dotyczącą ŚCHE i PCHE lub normą 13790. Można je wykonać na każdej wersji programu od STD wzwyż. Obliczeniom tym dedykowany jest etap Obliczenia cieplne – Strefy chłodu, który ukaże się przy sporządzaniu świadectwa, projektowanej charakterystyki energetycznej, analizy środowiskowej czy ekonomicznej, po zaznaczeniu na zielono w etapie 3 Dane wejściowe – Dane o budynku przycisku Chłodzenie.

2. Obliczenia zysków ciepła Q [W] na potrzeby doboru urządzeń klimatyzacyjnych. Obliczenia te obejmują zyski od ludzi, urządzeń, przegród, oświetlenia i materii, dla najgorszego dnia w roku, zgodnie z niemieckimi wytycznymi VDI 2078. Obliczeniom tym dedykowany jest moduł Klimatyzacja, objęty odrębną licencją. Zyski ciepła liczy się osobno dla poszczególnych pomieszczeń w etapie Obliczenia cieplne – Zyski ciepła.

3. Określenie wewnętrznych zysków ciepła metodą uproszczoną lub szczegółową, przy wyznaczaniu sezonowego zapotrzebowania na ciepło lub chłód. Obliczenia te są dostępne w etapach Strefy cieplne i Strefy chłodu, w zakładkach Zyski wewnętrzne. Metoda szczegółowa uwzględnia zyski od ludzi, urządzeń, oświetlenia, instalacji i zasobników.

Dobór grzejników – ogrzewanie grzejnikowe, podłogowe, powietrzne

Dobór ogrzewania – grzejnikowe, podłogowe, powietrzne

Jednym z modułów wzbogacających program ArCADia-TERMO jest „Dobór grzejników”. Za pomocą tego modułu można dobrać, na podstawie wyliczonych obciążeń cieplnych pomieszczeń, nie tylko grzejniki, ale i ogrzewanie płaszczyznowe, powietrzne czy inne. Dobór odbywa się z obszernych baz urządzeń producentów, które Użytkownik może oczywiście poszerzać o kolejne katalogi, tak samo jak ma to miejsce w przypadku pozostałych baz dostępnych w programie ArCADia-TERMO.

Przed przystąpieniem do doboru należy, po włączeniu modułu „Dobór grzejników” lub wybraniu tego tematu z wysuwanej listwy startowej, w menu Ustawienia – Opcje – Dobór odbiorników określić parametry niezbędne do doboru, różne dla poszczególnych rodzajów ogrzewania:

ogrz1

– dla ogrzewania grzejnikowego: producenta i typoszereg grzejników, temperaturę zasilania i powrotu, preferowane wymiary grzejników, dodatki (na zawór termostatyczny, usytuowanie, obudowę, sposób podłączenia, ochłodzenie wody), kondygnację, na której jest usytuowane źródło ciepła oraz współczynnik dopasowania L/H;

ogrz2

– dla ogrzewania płaszczyznowego: producenta i typoszereg orurowania, temperaturę zasilania i powrotu, warstwy posadzki, sposób ułożenia;

ogrz3

– dla ogrzewania powietrznego: producenta i typoszereg urządzeń, temperaturę zasilania i powrotu.

ogrz4

Tak zdefiniowane parametry będą wczytywane domyślnie do wszystkich pomieszczeń, w których będzie dobierane ogrzewanie. W trakcie doboru można oczywiście te parametry modyfikować w wybranych pomieszczeniach.

We wszystkich pomieszczeniach możliwe jest zaprojektowanie ogrzewania łączonego, np. grzejnikowego z podłogówką, poprzez określenie udziałów % poszczególnych rodzajów ogrzewania tak, aby łącznie pokryły one 100% zapotrzebowania na ciepło w danym pomieszczeniu. Istnieje także możliwość wprowadzenia rozdziału ciepła na otaczające pomieszczenia w tych pomieszczeniach, w których nie będzie zamontowane urządzenie grzewcze. Wtedy obciążenie cieplne takiego pomieszczenia jest rozdzielane na pomieszczenia sąsiednie, w których urządzenia grzewcze będą dobrane z uwzględnieniem zwiększonej mocy.

ogrz5

W przypadku bardzo wysokiego zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniu, można część obciążenia cieplnego przekazać do otaczających pomieszczeń, zaprojektować ogrzewanie mieszane lub rozdzielić moc na kilka mniejszych urządzeń – w programie można zdefiniować dowolną ilość urządzeń, z których każde przejmie określony % obciążenia cieplnego.

Rezultaty doboru są uzależnione od zadeklarowanych parametrów, ale i wskazanego sposobu doboru: dla ogrzewania grzejnikowego – optymalnego, pierwszego, proporcjonalnego, ręcznego; dla ogrzewania płaszczyznowego – po najmniejszej średnicy lub po najmniejszym/największym rozstawie oraz w zależności od typu strefy (standardowa, łazienkowa, brzegowa). W przypadku, gdy pojawi się komunikat, że program nie jest w stanie dobrać ogrzewania na zadane parametry, należy: dodać grzejnik/obieg, zmodyfikować udziały %, zmienić sposób doboru, zmodyfikować wymiary (dł./szer./wys. grzejnika; średnicę/rozstaw rur w podłogówce); rozdzielić część obciążenia cieplnego na inne pomieszczenia, wybrać innego producenta/typoszereg z katalogu.

ogrz7

W przypadku ogrzewania podłogowego Użytkownik może narzucić preferowany rozstaw i średnicę rur, ale może to skutkować tym, że program nie będzie w stanie dobrać ogrzewania dla tych parametrów dla wybranego sposobu doboru i typu strefy. Wtedy konieczna będzie zmiana sposobu doboru lub typu strefy, a w ostateczności przyjęcie innych wymiarów. Program sam dobiera optymalny rozstaw i średnicę rur dla wybranego typu strefy i sposobu doboru, z uwzględnieniem warunku nie przekroczenia maksymalnej dopuszczalnej temperatury warstwy posadzki. Niespełnienie tego parametru będzie skutkowało niepowodzeniem doboru, gdy np. Użytkownik narzuci za mały rozstaw rur lub za dużą średnicę, przy równoczesnym przyjęciu strefy o niższej temperaturze warstwy podłogowej.

ogrz6

Długość wężownicy liczona ze wzoru L = Aop/T jest wielkością przybliżoną, gdyż nie uwzględnia m.in. sposobu ułożenia rur (meandrowo/ślimakowo/inne). Faktyczną długość wężownicy najdokładniej można określić na rysunku, wrysowując wężownicę w pomieszczenie.

Na koniec należy podkreślić, że moduł „Dobór grzejników” jest programem obliczeniowym, a nie graficznym, i pozwala na dobranie urządzeń grzewczych, które pokryją zapotrzebowanie na ciepło budynku. W module tym nie zostaną wykonane obliczenia hydrauliczne ciśnień, strat, nastaw czy przepływów. Do tego celu konieczne jest rozrysowanie instalacji, co można wykonać w systemie ArCADia, za pomocą nakładki ArCADia-INSTALACJE GRZEWCZE.

Dobór grzejników – ogrzewanie podłogowe

Ogrzewanie podłogowe

W module „Dobór grzejników” można dobrać, na podstawie wyliczonego obciążenia cieplnego pomieszczeń, m.in. ogrzewanie płaszczyznowe. Przed przystąpieniem do doboru należy w menu Ustawienia – Opcje – Dobór odbiorników określić parametry niezbędne do doboru: producenta i typoszereg orurowania, temperaturę zasilania i powrotu, warstwy posadzki oraz sposób ułożenia rur.

ogrz1

Tak zdefiniowane parametry będą wczytywane domyślnie do wszystkich pomieszczeń, w których będzie dobierane ogrzewanie. W trakcie doboru można oczywiście te parametry modyfikować w wybranych pomieszczeniach.

ogrz3

W przypadku bardzo wysokiego zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniu, można część obciążenia cieplnego przekazać do otaczających pomieszczeń, zaprojektować ogrzewanie mieszane (dodać np. grzejniki) lub rozdzielić moc na kilka mniejszych wężownic – w programie można zdefiniować dowolną ilość obiegów, z których każdy przejmie określony % obciążenia cieplnego.

ogrz9

Rezultaty doboru są uzależnione od zadeklarowanych parametrów, ale i wskazanego sposobu doboru: po najmniejszej średnicy lub po najmniejszym/największym rozstawie oraz w zależności od typu strefy (standardowa, łazienkowa, brzegowa). W przypadku, gdy pojawi się komunikat, że program nie jest w stanie dobrać ogrzewania na zadane parametry, należy: dodać grzejnik/obieg, zmodyfikować udziały %, zmienić sposób doboru i/lub typ strefy, zmodyfikować wymiary (średnicę/rozstaw rur); rozdzielić część obciążenia cieplnego na inne pomieszczenia, wybrać innego producenta/typoszereg z katalogu.

ogrz10

W przypadku ogrzewania podłogowego Użytkownik może narzucić preferowany rozstaw i średnicę rur, ale może to skutkować tym, że program nie będzie w stanie dobrać ogrzewania dla tych parametrów dla wybranego sposobu doboru i typu strefy. Wtedy konieczna będzie zmiana sposobu doboru lub typu strefy, a w ostateczności przyjęcie innych wymiarów. Program sam dobiera optymalny rozstaw i średnicę rur dla wybranego typu strefy i sposobu doboru, z uwzględnieniem warunku nie przekroczenia maksymalnej dopuszczalnej temperatury warstwy posadzki. Niespełnienie tego parametru będzie skutkowało niepowodzeniem doboru, gdy np. Użytkownik narzuci za mały rozstaw rur lub za dużą średnicę, przy równoczesnym przyjęciu strefy o niższej temperaturze warstwy podłogowej.

ogrz11

Należy podkreślić, że długość wężownicy liczona ze wzoru L = Aop/T jest wielkością przybliżoną, gdyż nie uwzględnia m.in. sposobu ułożenia rur (meandrowo/ślimakowo/inaczej). Faktyczną długość wężownicy najdokładniej można określić na rysunku, wrysowując wężownicę w pomieszczenie.

Najczęstsze problemy i błędy przy doborze ogrzewania podłogowego:

– nie zdefiniowane warstwy posadzki;

– wpisanie małego rozstawu 10-15 cm (jak dla strefy brzegowej), przy jednoczesnym wybraniu strefy standardowej lub łazienkowej; prawdopodobnie zostanie przekroczona maksymalna temperatura posadzki dla strefy, ponieważ im mniejszy rozstaw, tym wyższa temperatura posadzki;

– wybranie strefy brzegowej i wpisanie dużego rozstawu 25-30 cm; dla strefy brzegowej przyjmuje się najmniejsze rozstawy rzędu 5-15 cm;

– wpisanie preferowanego rozstawu i średnicy rur; wielce prawdopodobne jest, że jeden z parametrów (rozstaw lub średnica) będą nieprawidłowe, co uniemożliwi dobór wężownicy; należy wpisać co najwyżej jeden wybrany parametr lub nie wpisywać żadnego i pozwolić programowi dobrać parametry najbardziej optymalne dla danego typu strefy i sposobu doboru.

Wnioski:

– im mniejszy rozstaw, tym wyższa temperatura posadzki – ryzyko przekroczenia maksymalnej temperatury dla danego typu strefy;

– sposób doboru „po najmniejszym rozstawie” optymalny dla strefy brzegowej;

– im większy rozstaw, tym mniejsza długość wężownicy i mniejsza jednostkowa wydajność cieplna q [W/m2];

– jeżeli długość wężownicy jest za duża, należy zwiększyć liczbę obiegów, podzielić pomieszczenie na strefy lub zwiększyć udział % innego rodzaju ogrzewania, np. grzejnikowego.

Dobór ogrzewania podłogowego nie jest sprawą prostą i Projektant nierzadko musi brać pod uwagę zasadność stosowania ogrzewania mieszanego, ponieważ częstokroć niemożliwością jest pokrycie zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniu w całości jedynie przez ogrzewanie podłogowe. Kluczem do sukcesu jest też właściwe rozplanowanie stref brzegowych i pobytowych/łazienkowych.

Standardy NF15/NF40

Dotacje NF15/NF40

Moduł obliczeniowy „Dotacje NF15/NF40” jest modułem wzbogacającym program ArCADia-TERMO, służącym do obliczeń standardu energetycznego dla budynków mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych, wznoszonych w technologii pasywnej lub energooszczędnej. Wymagania te zostały określone w programie Poprawa efektywności energetycznej – Domy energooszczędne, prowadzonym przez NFOŚiGW. Program ma na celu promowanie i finansowe wspieranie budownictwa mieszkalnego energooszczędnego i pasywnego.

W programie ArCADia-TERMO można wykonać takie obliczenia. Są one zbliżone do obliczeń ŚCHE. Po wybraniu interesującego nas standardu NF15 lub NF40 na wysuwanej listwie startowej

NF01

lub w etapie Dane wejściowe – Wybór obliczeń,

NF08

program dobierze ustawienia zgodne z wytycznymi NFOŚiGW. Obliczenia będą bazowały na metodologii z 6.11.2008 r.

NF02

W etapie Dane wejściowe – Dane o budynku należy wybrać rodzaj budynku „mieszkalny” i właściwe przeznaczenie.

W etapie Definicje przegród przegrody muszą zostać zaprojektowane tak, aby spełniały wymagania wybranego standardu energetycznego (wymagane wartości wsp. U można podejrzeć pod przyciskiem Tablice lub w menu Ustawienia – Opcje – Wybór obliczeń – NF15/NF40). Dla okien można wybrać sposób obliczeń „zdefiniowane oszklenie przegrody”, aby wyliczyć wsp. U.

NF04

Dla podłogi na gruncie możliwe jest wykonanie obliczeń wg normy PN-EN ISO 13370, z możliwością uwzględnienia izolacji krawędziowej.

W etapie Strefy cieplne, w zakładce Straty przez wentylację należy wykonać obliczenia zgodnie z normą PN-83/B-03430/Az3:2000 (analogicznie w etapie Straty ciepła, gdyby ten etap był włączony do obliczeń).

NF09

W zakładce Zyski wewnętrzne przyjąć metodę uproszczoną i jednostkowe wartości zysków ciepła z wytycznych standardów NF.

NF11

W zakładce Dodatki zostanie obliczona wewnętrzna pojemność cieplna – należy wybrać szczegółową metodę obliczeń.

NF12

W sytuacji, gdy w części budynku jest prowadzona działalność gospodarcza, zaleca się wydzielenie osobnej strefy cieplnej.

W etapie Dotacja NF15/NF40 należy zdefiniować systemy ogrzewania oraz ciepłej wody użytkowej, mając na uwadze wymagania co do sprawności tych instalacji. W zakładce Budynek należy podać niezbędne informacje na temat spełnienia pozostałych wymagań.

NF13

W przypadku, gdy część budynku mieszkalnego jest przeznaczona na prowadzenie działalności gospodarczej, można dodać kolejną grupę, aby wydzielić strefę niemieszkalną i określić udział jej powierzchni w całkowitej powierzchni domu. Powierzchnię działalności gospodarczej należy podać w zakładce Budynek referencyjny.

NF14

W etapie Podgląd projektu – Obliczenia cieplne – Wyniki ogólne jest pokazana obliczona wartość wskaźnika EUco. W zakładce Dotacja NF15/NF40 znajduje się podsumowanie obliczeń z podanymi: uzyskaną wartością EUco umieszczoną na suwaku energii, przeznaczeniem budynku, wybranym standardem energetycznym, udziałem % powierzchni przeznaczonej na działalność gospodarczą oraz informacją na temat dopłaty do kredytu na budowę domu.

NF15

W etapie Wydruki znajduje się raport, w którym zebrane są wszystkie parametry podlegające ocenie, przyrównane do wartości wymaganych przez wytyczne dla wybranego standardu energetycznego.

Świadectwo na skróty

PCHE/ŚCHE na skróty

Ze strony Użytkowników programu ArCADia-TERMO pojawiają się pytania o możliwość sporządzenia ŚCHE czy PCHE „na skróty”, tzn. z pominięciem etapu obliczeń cieplnych. Jedną z opcji jest wyznaczenie ŚCHE „metodą zużyciową”, dopuszczoną do stosowania przez Ustawodawcę, jednak pod pewnymi obostrzeniami. W metodzie tej wskaźniki rocznego zapotrzebowania na poszczególne rodzaje energii (użytkową, końcową, pierwotną) oblicza się na bazie rzeczywistego zużycia energii/nośników energii stwierdzonego na podstawie faktur z trzech ostatnich lat poprzedzających datę sporządzenia ŚCHE.

na skroty04

W przypadku niemożliwości zastosowania metody zużyciowej program ArCADia-TERMO oferuje także drugą ewentualność. Warunkiem jej użycia jest dysponowanie przez Certyfikatora informacjami na temat wielkości zapotrzebowania na ciepło budynku. W takich okolicznościach, po wybraniu z listwy startowej tematu obliczeń „ŚCHE – metoda obliczeniowa” czy „Projektowana charakterystyka energetyczna” konieczne jest, aby w etapie Obliczenia cieplne – Strefy cieplne nie było wprowadzonej żadnej strefy cieplnej.

Bezpośrednio przechodzimy do etapu Certyfikat. W etapie Ogrzewanie i wentylacja, w polu Qhnd podajemy znaną nam wartość zapotrzebowania na ciepło obiektu w [kWh/rok], następnie definiujemy system grzewczy (jedno lub więcej źródeł ciepła). Należy pamiętać również, aby podać powierzchnię o regulowanej temperaturze powietrza (można ją zablokować kłódką w polu liczbowym).

W etapie Certyfikat – Ciepła woda użytkowa uzupełniamy dane niezbędne do wyznaczenia zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową lub w przypadku posiadania wiedzy odnośnie tego zapotrzebowania wpisujemy wartość w polu Qwnd i blokujemy kłódką. Definiujemy źródło(a) c.w.u.

na skroty02

Podobnie należy postąpić z systemem chłodzenia i oświetlenia.

Opisana metoda może być przydatna w pewnych sytuacjach, jednak należy mieć na uwadze, że omijając etap obliczeń cieplnych musimy być pewni, że wartości którymi dysponujemy są wiarygodne i zostały wyznaczone w sposób prawidłowy. Ponadto pomijając etap stref cieplnych czy także definicji przegród warto pamiętać, że świadectwo czy raport PCHE będą wtedy niekompletne, więc brakujące dane trzeba będzie uzupełnić ręcznie.

Obliczanie sprawności regulacji dla grzejników elektrycznych w systemach ogrzewania

Obliczanie sprawności regulacji dla grzejników elektrycznych w systemach ogrzewania

Obecnie certyfikator staje się osobą, która której wiedza obejmować musi coraz więcej zagadnień. Dlatego tym razem zostaną omówione urządzenia elektrotechniczne jakim są regulatory wykorzystywane do regulacji temperatury pomieszczeń, ogrzewanych przy wykorzystaniu energii elektrycznej.

W rozporządzeniu z dnia 2 lipca 2014 do obliczeń średniej sezonowej sprawności regulacji i wykorzystania ciepła wprowadzono 3 rodzaje regulatorów stosowanych w grzejnikach elektrycznych w systemach ogrzewania:

  1. proporcjonalne, oznaczone symbolem P ,
  2. proporcjonalne – całkujące, oznaczone PI,
  3. proporcjonalne – całkująco-różniczkujące(oznaczone symbolem PDI) z optymalizacją
  4. dwustawne.

I. Regulatory proporcjonalne P, montowane są w grzejnikach: – akumulacyjnych     (sprawność = 0,88),
– konwektorowych    (sprawność = 0,91),
– płaszczyznowych     (sprawność = 0,91),
– promiennikowych   (sprawność = 0,91).

Regulatory proporcjonalne należą do najprostszych w działaniu regulatorów. Zasada ich działania polega na tym, że przy zmianie temperatury w pomieszczeniu wytwarzany jest proporcjonalny sygnał sterujący, którego celem jest utrzymanie temperatury wyjściowej na pewnym na z góry określonym poziomie (badana jest wartość odchyłki od zadanej temperatury).

Regulatory typu P najczęściej są stosowane z grzejnikami o średniej wartości inercji, niedużym opóźnieniu oraz o małych wahaniach temperatury (które praktycznie zawsze występują w pomieszczeniach budynków). Niestety praca tych regulatorów jest mało stabilna.

Na rysunku 1 przedstawiony jest wykres temperatury wyjściowej grzejnika w funkcji czasu t (zaznaczonego na osi poziomej). Linią przerywaną określoną temperaturę zadaną w pomieszczeniu np. 20 stopni. Jak widać temperatura zadana pomieszczenia nie będzie nigdy osiągnięta, choć różnica może być bardzo niewielka.

 

II. Regulatory proporcjonalne – całkujące PI, montowane są w grzejnikach:

– konwektorowych (sprawność = 0,94),
– płaszczyznowych (sprawność = 0,94),
– podłogowym         (sprawność = 0,90),
– promiennikowych (sprawność = 0,94).

Zaletą regulatorów typu PI jest możliwość osiągnięcie zadanej temperatury w pomieszczeniu. Za to czas działania regulatora może być bardzo długi, ponieważ trwa on do momentu wyeliminowania uchyby (różnicy) grzejnika i pomieszczenia

Regulatory PI stosuje się w sytuacji dość szybkich zmian temperatury pomieszczeń lub ważnych fragmentów pomieszczeń np. podłóg. Ich wadą się skłonność do dużej oscylacji i częstego włączania grzejnika podczas działania, co powoduje większy pobór energii przez regulator.

III. Regulatory proporcjonalne – całkująco-różniczkujące PDI z optymalizacją montowane są grzejnikach akumulacyjnych:

– akumulacyjnych (sprawność = 0,91).

Regulatora PID są najbardziej zaawansowanymi regulatorami od strony technicznej, ponieważ składają się aż z 3 modułów: proporcjonalnego, całkującego i różniczkującego. Dzięki temu regulator zapewnia stała temperaturę pomieszczenia nawet przy dużych wahaniach temperatury i nie w pada w oscylację, czyli czas jego działań jest krótki.
III. Regulatory dwustawne montowane są grzejnikach ogrzewania podłogowego:

– podłogowe (sprawność = 0,88).

Regulatory dwustawne mają możliwość ustawienia dwóch wartości temperatur i stosowane są tylko w sytuacji małej dynamiki zmian temperatury pomieszczenia, dając zadawalające wyniki. Wielkość temperatury będzie oscylować wokół wartości zadanej, co powoduje długi czas działania regulatora.

Podsumowanie

Człon proporcjonalny zapewnia osiągniecie temperatury zbliżonej do zadanej w pomieszczeniu, człon całkujący dąży do tego aby zadana temperatura została osiągnięta, a człon różniczkujący dba o to aby czas działania regulatora pomimo wahań znacznych parametrów początkowych był krótki (regulator nie wpadł w oscylację), a przez to i pobór energii niski.