EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

Prezentace na téma: "EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc."— Transkript prezentace:

1 EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.
EEB1 – Vytápění Zdroje tepla 2 - dálkové vytápění,elektrické vytápění, obnovitelné zdroje EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

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

5 EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.
Výměníky tepla Trubkové U -trubky Stavebnicové Deskové šroubované Pájené Vlásečnicové EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

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

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

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

11 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) účinnost? EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

14 Fyzikální principy elektrického vytápění 1
Jouleův - Lenzův zákon vyjadřuje práci W ve stacionárním elektrickém poli: W = UIt = RI2t = (U2/R).t [J] U - napětí I - proud t - čas R – odpor Zákon experimentálně objevil pomocí kalorimetru v roce James Prescott Joule (24. 12.   10. 1889) 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 EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

15 Fyzikální principy elektrického vytápění 2
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. Využití - chlazení, topení Pro tepelný výkon Pp tudíž platí: Pp = p I kde p je tzv. Peltierův koeficient. EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

17 Zdroje nízkopotenciálního tepla
vzduch Venkovní vzduch °C Proměnná teplota ovlivňuje topný faktor Instalace venkovní jednotky s ventilátorem vzduch °C, voda / ,9 kW; -15/55...4,2 kW, 1800 m3hod vzduchu) EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

18 Zdroje nízkopotenciálního tepla
Voda Studniční Dvě studny Další čerpadlo Povrchová výměník nebo čerpání? (studená voda 7-25°C, topná 35-55; 2,4 m3/hod) EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

19 Zdroje nízkopotenciálního tepla
země Zemní kolektor 1,0-1,8 m hluboko, W/m2, rozteč 0,6-1 m, délka 100 m Vrty ( W/m), čtyři trubky DN , hloubka m země -15 až 45, topná 35-55, 1,3 m3/hod primár EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

21 Zapojení - příklady řešení 1
Příklad 1: Tepelné čerpadlo s akumulační nádrží – pouze vytápění Č 1 PV EN 2 2xTRV RS 3 Příklad 1: Klasický kotel s výkonem > než 4 násobek tepelné ztráty budovy, pouze vytápění. Zapojení umožňuje práci zdroje v optimálních podmínkách a přerušovaný chod zdroje s přestávkami v řádu dnů. Legenda A0 Zásobní nádrž pro vytápění Z1 Zdroj s minimální požadovanou teplotou vratné vody (biomasa, pevná paliva, běžný plynový kotel, kapalná paliva) EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

22 Zdroje - příklady řešení 2
Č 1 PV EN 2 2xTRV RS 3 TRB 5 3xZV Zapojení umožňuje práci zdroje v optimálních podmínkách a přerušovaný chod zdroje s přestávkami v řádu dnů.Průtočný ohřev TUV je ve srovnání se zásobníkovým příznivý z hlediska stagnace TUV (legionella). Příklad 1: Klasický kotel s výkonem > než 4 násobek tepelné ztráty budovy, pouze vytápění. Zapojení umožňuje práci zdroje v optimálních podmínkách a přerušovaný chod zdroje s přestávkami v řádu dnů. Legenda A0 Zásobní nádrž pro vytápění Z1 Zdroj s minimální požadovanou teplotou vratné vody (biomasa, pevná paliva, běžný plynový kotel, kapalná paliva) EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

23 Zdroje - příklady řešení 3
TRB Č3 Č2 PV Č4 Č1 2xTRV EN Č5 RS 3xZV PV Příklad 1: Klasický kotel s výkonem > než 4 násobek tepelné ztráty budovy, pouze vytápění. Zapojení umožňuje práci zdroje v optimálních podmínkách a přerušovaný chod zdroje s přestávkami v řádu dnů. Legenda A0 Zásobní nádrž pro vytápění Z1 Zdroj s minimální požadovanou teplotou vratné vody (biomasa, pevná paliva, běžný plynový kotel, kapalná paliva) 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. EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

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

27 Solární energie Slunce - pohyb po obloze difúzní a přímé záření
solární konstanta 1360 W/m2 zaclonění mraky skutečně dopadající energie max 1000 W/m2 Globální sluneční záření dopadající na území ČR [MJ . m-2 .rok] EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

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

31 EEB1 - 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. 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). Během provozu lze u palivových článků palivo doplňovat, takže mohou pracovat trvale. Klasický palivový článek je kyslíko-vodíkový článek, který má dvě pórovité platinové elektrody, mezi nimiž je elektrolyt. Palivové články se používají v elektromobilech. EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

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

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

36 EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.
Výhřevnost biomasy Polena 16 MJ/kg Brikety, peletky 19 MJ/kg EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

37 EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.
Přednosti biomasy Obnovitelná energie. Cena energie není tolik závislá na výkyvech globální ekonomiky Do ovzduší se dostane jen CO2, které rostliny spotřebovaly při fotosyntéze pro svůj růst. proces nepřispívá, na rozdíl od fosilních paliv, ke skleníkovému efektu. EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.

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

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

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

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

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

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

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

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

46 EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.
Děkuji za pozornost EEB1 - doc.Ing.Karel Kabele, CSc.