Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov EEB1 - doc.Ing.Karel.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov EEB1 - doc.Ing.Karel."— Transkript prezentace:

1 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. 1 EEB1 – Vytápění Zdroje tepla 2 - dálkové vytápění,elektrické vytápění, obnovitelné zdroje

2 2EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Dálkové vytápění Zdroj tepla Zdroj tepla Distribuční soustava Distribuční soustava Předávací stanice Předávací stanice Otopná soustava Otopná soustava Zdroj tepla Distribuční soustava Otopná soustavaPředávací stanice

3 3EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Distribuční soustava Uložení potrubí Uložení potrubí kanály kanály bezkanálové bezkanálové Kolektory Kolektory povrchové povrchové a)b)c)d)

4 4EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

5 5 Výměníky tepla Trubkové Trubkové U -trubky U -trubky Stavebnicové Stavebnicové Deskové Deskové šroubované šroubované Pájené Pájené Vlásečnicové Vlásečnicové

6 6EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Předávací stanice Tlakově závislé, voda-voda Tlakově závislé, voda-voda Směšovací ejektor Rozdělovač Sběrač Otopná soustava

7 7EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Předávací stanice Tlakově nezávislé voda-voda Tlakově nezávislé voda-voda Sekundární síť Výměník tepla Rozdělovač sekundéru Pojistné a zabezpečovací zařízení

8 8EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Předávací stanice Tlakově závislé pára-pára Tlakově závislé pára-pára Měřič kondenzátu Rozdělovač sekundéru Redukční ventil Nádrž na kondenzát Přečerpání kondenzátu Odvaděč kondenzátu

9 9EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Příklad zapojení předávací stanice

10 10EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Příklad předávací stanice

11 11EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Elektrická energie - výroba Situace v ČR 70% uhelné 7,5 GW tj cca 51 tisíc tun uhlí denně, 18% vodní 1,8 GW 17% jádro 1,7 (2,7) GW 47,6 tun uranu ročně (130 kg denně) 0,5 % ostatní (vítr, fotovoltaická)

12 12EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Elektrická energie - dodávka

13 13EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Elektrická energie - využití přímotopné přímotopné infrazářiče infrazářiče radiátory radiátory konvektory, teplovzdušné jednotky konvektory, teplovzdušné jednotky sálavé plochy sálavé plochy panely panely závěsy závěsy folie folie topné kabely topné kabely teplovodní (elektrokotel ) teplovodní (elektrokotel ) akumulační kamna statická dynamická hybridní teplovodní (elektrokotelna) topné kabely Spotřebiče

14 14EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Fyzikální principy elektrického vytápění 1 Jouleův - Lenzův zákon vyjadřuje práci W ve stacionárním elektrickém poli: Jouleův - Lenzův zákon vyjadřuje práci W ve stacionárním elektrickém poli: W = UIt = RI 2 t = (U 2 /R).t [J] W = UIt = RI 2 t = (U 2 /R).t [J] U - napětí U - napětí I - proud I - proud t - čas t - čas R – odpor R – odpor Zákon experimentálně objevil pomocí kalorimetru v roce 1844 James Prescott Joule ( ) a profesor petrohradské univerzity Lenz. Vyvinuté teplo se nazývá Joulovo teplo (Joulova ztráta). Tímto teplem se zahřívá vodič až na teplotu, při které se přiváděný výkon vyrovná se ztrátami tepla do okolí. Při vhodných podmínkách se může vodič roztavit. Zákon experimentálně objevil pomocí kalorimetru v roce 1844 James Prescott Joule ( ) a profesor petrohradské univerzity Lenz. Vyvinuté teplo se nazývá Joulovo teplo (Joulova ztráta). Tímto teplem se zahřívá vodič až na teplotu, při které se přiváděný výkon vyrovná se ztrátami tepla do okolí. Při vhodných podmínkách se může vodič roztavit. James Prescott

15 15EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Fyzikální principy elektrického vytápění 2 Peltieruv efekt (Jean Charles Athanase Peltier (1785–1845) Peltieruv efekt (Jean Charles Athanase Peltier (1785–1845) zavedením el. proudu do okruhu složeného ze dvou polovodičů (vizmut-telluridy) dojde v místě spojů ke zvýšení a snížení teploty v závislosti na polaritě. zavedením el. proudu do okruhu složeného ze dvou polovodičů (vizmut-telluridy) dojde v místě spojů ke zvýšení a snížení teploty v závislosti na polaritě. Využití - chlazení, topení Využití - chlazení, topení Pro tepelný výkon Pp tudíž platí: Pro tepelný výkon Pp tudíž platí: Pp = p I Pp = p I kde p je tzv. Peltierův koeficient. kde p je tzv. Peltierův koeficient.

16 16EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Fyzikální principy elektrického vytápění 3 Tepelné čerpadlo Tepelný stroj, umožňující využití nízkopotenciálního tepla okolí pro energetické systémy budov. Tepelný stroj, umožňující využití nízkopotenciálního tepla okolí pro energetické systémy budov. Výparník-kompresor-kondenzátor- redukční ventil Výparník-kompresor-kondenzátor- redukční ventil Kompresorové x absorpční Kompresorové x absorpční Topný faktor Topný faktor Podíl výkonu a příkonu >1,opt 3 Podíl výkonu a příkonu >1,opt 3 Závislý na pracovních podmínkách Závislý na pracovních podmínkách Chladivo Chladivo Freony!!! Freony!!!

17 17EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zdroje nízkopotenciálního tepla vzduch vzduch Venkovní vzduch Venkovní vzduch °C °C Proměnná teplota ovlivňuje topný faktor Proměnná teplota ovlivňuje topný faktor Instalace venkovní jednotky s ventilátorem Instalace venkovní jednotky s ventilátorem

18 18EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zdroje nízkopotenciálního tepla Voda Voda Studniční Studniční Dvě studny Dvě studny Další čerpadlo Další čerpadlo Povrchová Povrchová výměník nebo čerpání? výměník nebo čerpání?

19 19EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zdroje nízkopotenciálního tepla země země Zemní kolektor 1,0-1,8 m hluboko, W/m 2, rozteč 0,6-1 m, délka 100 m Zemní kolektor 1,0-1,8 m hluboko, W/m 2, rozteč 0,6-1 m, délka 100 m Vrty ( W/m), čtyři trubky DN 25-32, hloubka m Vrty ( W/m), čtyři trubky DN 25-32, hloubka m

20 20EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Použití TČ Teplovodní vytápění Teplovodní vytápění Nízkoteplotní zdroj → nízkoteplotní soustava, podlahové vytápění, desková tělesa, konvektory? Nízkoteplotní zdroj → nízkoteplotní soustava, podlahové vytápění, desková tělesa, konvektory? Bivalentní nebo monovaletní zdroj ? (elektrokotel, pevná paliva, solární kolektory) Bivalentní nebo monovaletní zdroj ? (elektrokotel, pevná paliva, solární kolektory) Konstantní pracovní podmínky Konstantní pracovní podmínky X požadavky na proměnný výkon otopné soustavy X požadavky na proměnný výkon otopné soustavy → akumulace tepla, hydraulické řešení → akumulace tepla, hydraulické řešení

21 21EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zapojení - příklady řešení 1 Příklad 1: Tepelné čerpadlo s akumulační nádrží – pouze vytápění Č1 PV EN Č2 2xTRV RS Č3

22 22EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zdroje - příklady řešení 2 Zapojen í umožňuje pr á ci zdroje v optim á ln í ch podm í nk á ch a přeru š ovaný chod zdroje s přest á vkami v ř á du dnů.Průtočný ohřev TUV je ve srovn á n í se z á sobn í kovým př í znivý z hlediska stagnace TUV (legionella).

23 23EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zdroje - příklady řešení 3 Příklad 3: Bivalentní zdroj – tepelné čerpadlo s nízkoteplotními kolektory.Teplovodní vytápění,průtočný ohřev TUV. Použití teplotně stratifikovaného zásobníku umožňuje využití nízkopotenciálního tepla kolektorů k předehřevu teplé vody. Č1 PV EN Č4 Č2 2xTRV RS Č3 TRB Č5 PV 3xZV

24 24EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Použití TČ Teplovzdušné vytápění/větrání Teplovzdušné vytápění/větrání Přímý ohřev vzduchu ve vzt jednotce ( vzduch-vzduch) – proměnné parametry…? Přímý ohřev vzduchu ve vzt jednotce ( vzduch-vzduch) – proměnné parametry…? Nepřímý ohřev vzduchu pomocí vody Nepřímý ohřev vzduchu pomocí vody Tč → voda v zásobníku → vzduch Tč → voda v zásobníku → vzduch Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu

25 25EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Použití TČ Ohřev TUV Ohřev TUV Optimální pracovní podmínky Optimální pracovní podmínky Systémy vzduch-voda, chlazení sklepa… Systémy vzduch-voda, chlazení sklepa… Samostatné zařízení nebo kombinace s TČ pro vytápění? Samostatné zařízení nebo kombinace s TČ pro vytápění?

26 26EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Obnovitelné a netradiční a zdroje Solární energie Solární energie Kogenerace Kogenerace Palivové články Palivové články Biomasa Biomasa

27 27EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Solární energie Slunce - pohyb po obloze Slunce - pohyb po obloze difúzní a přímé záření difúzní a přímé záření solární konstanta 1360 W/m 2 solární konstanta 1360 W/m 2 zaclonění mraky zaclonění mraky skutečně dopadající energie max 1000 W/m 2 skutečně dopadající energie max 1000 W/m 2 Globální sluneční záření dopadající na území ČR [MJ. m -2.rok]

28 28EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Solární energie Pasivní systémy Pasivní systémy solární okno solární okno skleník (zimní zahrada) skleník (zimní zahrada) akumulační stěna TROMBE akumulační stěna TROMBE

29 29EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Využití solární energie Aktivní solární systémy Aktivní solární systémy vodní, vzdušné kolektory vodní, vzdušné kolektory fotovoltaické články fotovoltaické články

30 30EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Kogenerace plynový motor s elektrickým generátorem plynový motor s elektrickým generátorem topným zdrojem je chlazení motoru topným zdrojem je chlazení motoru výkon např 42 kW tepla + 25 kW elektřiny výkon např 42 kW tepla + 25 kW elektřiny X hluk X hluk X nesoučasnost odběru tepla a elektřiny X nesoučasnost odběru tepla a elektřiny problém s prodejem el.energie problém s prodejem el.energie

31 31EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Palivové články Zdroj elektrické energie a tepla Oxidací (spalováním) chemických látek se u nich chemická energie mění na energii elektrickou. chemická energieenergii elektrickouchemická energieenergii elektrickou Obdobně jako u galvanických článků i zde probíhají chemické reakce, ale rozdíl je v tom, že se k jedné elektrodě přivádí palivo (např. vodík) a ke druhé okysličovadlo (např. kyslík). galvanických článkůelektroděvodíkkyslíkgalvanických článkůelektroděvodíkkyslík Během provozu lze u palivových článků palivo doplňovat, takže mohou pracovat trvale. palivových článkůpalivových článků Klasický palivový článek je kyslíko-vodíkový článek, který má dvě pórovité platinové elektrody, mezi nimiž je elektrolyt. elektrolyt Palivové články se používají v elektromobilech. elektromobilech

32 32EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Palivový článek ve vytápění

33 33EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Co je to biomasa?  dřevo  dřevní odpad  sláma

34 34EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Zdroje biomasy  Záměrné pěstování  Odpadní hmota

35 35EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Biomasa upravená pro spalování  Dřevní brikety  Peletky

36 36EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Výhřevnost biomasy  Polena16 MJ/kg  Brikety, peletky 19 MJ/kg

37 37EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Přednosti biomasy  Obnovitelná energie.  Cena energie není tolik závislá na výkyvech globální ekonomiky  Do ovzduší se dostane jen CO 2, které rostliny spotřebovaly při fotosyntéze pro svůj růst. proces nepřispívá, na rozdíl od fosilních paliv, ke skleníkovému efektu.

38 38EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Nevýhody biomasy  Obsah vody má velký vliv na výhřevnost.  Větší nároky na prostor.  Nutná likvidace popela.  Menší komfort provozu.

39 39EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Kotle na spalování biomasy – zplynovací kotel

40 40EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Kotel na peletky = kotel na zplynování dřeva + zásobník paliva + dopravník = kotel na zplynování dřeva + zásobník paliva + dopravník

41 41EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Doprava peletek - pneumatická

42 42EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Doprava peletek

43 43EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Doprava peletek

44 44EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Náklady na vytápění RD 100GJ

45 45EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. Opravenka skript Vzorec na straně 170 Vzorec na straně 170 Špatně Špatně Správně Správně Chybějící vzorec na straně 172 Chybějící vzorec na straně 172

46 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc. 46 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov EEB1 - doc.Ing.Karel."

Podobné prezentace


Reklamy Google