Moc cieplna to termin, odnoszący się do ilości wytworzonego, dostarczonego lub odebranego ciepła przez system w określonej jednostce czasu. Od prawidłowego określenia mocy cieplnej zależy m.in. efektywność energetyczna oraz wydatki na ogrzewanie. Jak prawidłowo obliczyć zapotrzebowanie na moc cieplną budynku?
Sprawdź grzejniki w hurtowni Onninen
Jednostkowe zapotrzebowanie na moc cieplną do ogrzewania budynków
Aby prawidłowo obliczyć zapotrzebowanie cieplne budynku, należy wiedzieć, jakie czynniki i parametry należy wziąć pod uwagę. O jednostkowym zapotrzebowaniu na moc cieplną mówi się w kontekście energii cieplnej, jaka jest potrzebna do utrzymania optymalnej, komfortowej temperatury wewnątrz budynku, co ważne — w warunkach zimowych. Wartość parametru określana jest w Watach na metr kwadratowy. Żeby uzyskać szczegółowe wyliczenia, trzeba wziąć pod uwagę szereg specyficznych czynników, takich jak:
- rodzaj budynku — czy jest to dom jedno, czy wielorodzinny, biurowiec;
- izolacja termiczna, nie tylko ścian czy dachu, ale też podłóg, okien, czy drzwi;
- wentylację budynku oraz systemy odzyskujące ciepło, takie jak np. rekuperacja;
- strefę klimatyczną — głównie średnie temperatury panujące na zewnątrz w sezonie grzewczym.
Wykonane obliczenia są bardzo ważne w kontekście odpowiedniego doboru instalacji grzewczej. Wartość parametru ma bezpośredni wpływ na wybór źródła ciepła do ogrzania budynku.
Bez obliczenia jednostkowego zapotrzebowania nie można obecnie skutecznie zaprojektować systemów grzewczych. Im lepiej ocieplony jest budynek, wykonany z myślą o wykorzystaniu nowoczesnych rozwiązań (np. domy pasywne lub energooszczędne), im mniej mostków cieplnych i miejsc, które mogą stać się potencjalnym źródłem utraty ciepła, tym moc jednostkowa będzie niższa.
Chcąc zapewnić optymalny komfort cieplny w budynku, nie wystarczy znać zapotrzebowanie cieplne obiektu, ważne jest też obliczenie wartości w poszczególnych pomieszczeniach, jak przedpokój, kuchnia, pokoje. Dzięki tym obliczeniom wiadomo, o jakiej mocy grzejniki muszą zostać zamontowane w instalacjach grzewczych.
Rozkład zużycia ciepła i energii w wielorodzinnym budynku mieszkalnym
Zapewnienie optymalnego komfortu cieplnego wszystkim domownikom jest priorytetem przy projektowaniu instalacji grzewczych w domach jedno i wielorodzinnych, a także innych obiektach. W zależności od zastosowanych technologii budowlanych, wariantów instalacji, standardów energetycznych, czy wieku budynku, należy zastanowić się nad typowym rozkładem zużycia ciepła i energii. Informacje te pozwolą optymalnie zaplanować cały system grzewczy.
Największa ilość energii wykorzystywana jest do ogrzania poszczególnych pomieszczeń. Przyjmuje się, że do ogrzania pomieszczeń wykorzystuje się od 60% do 80% wytwarzanego ciepła. Kolejnym, wykorzystującym dużą ilość energii cieplnej elementem, jest system podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Szacuje się, że jego efektywne działanie może pochłaniać od 15% nawet do 30%. Dokładna wartość nie jest możliwa do oszacowania, ponieważ wiele zależy od sposobu korzystania z ciepłej wody, czy ilości mieszkańców.
Urządzenia elektryczne oraz oświetlenie zużywają ok. 10%-15% energii, jednak należy pamiętać, że wiele zależy tu od rodzaju posiadanego sprzętu, klasy energooszczędności itp.
Duże znaczenie dla planowania zapotrzebowania na moc cieplną ma też wykonana w budynku wentylacja. W przypadku wentylacji mechanicznej straty ciepła mogą sięgać nawet 5%-10%. Dzięki systemom odzyskiwania ciepła, jakimi są np. systemy rekuperacji, straty te można istotnie ograniczyć.
Temperatura obliczeniowa powietrza zewnętrznego
Duże znaczenie dla obliczenia zapotrzebowania cieplnego ma lokalizacja budynku. W Polsce wyróżniono 5 stref klimatycznych, dla których oszacowano uśrednioną temperaturę obliczeniową powietrza na zewnątrz. Dlatego też należy mieć na uwadze, że taki sam budynek, o takim samym metrażu, technologii wykonania, ocieplenia itp. do osiągnięcia takiego samego komfortu cieplnego inne będzie zapotrzebowanie na moc cieplną.
Prowadzone obliczenia, uwzględniające temperaturę zewnętrzną w danej strefie, pozwalają dobrać odpowiedni wariant pompy ciepła, aby ogrzewanie było efektywne i ekonomiczne. Wartość temperatury określana jest na podstawie meteorologicznych danych statystycznych dla wybranego obszaru.
Aby obliczyć zapotrzebowanie cieplne mieszkania, należy mieć szeroką wiedzę o technologii wykończenia budynku, strefy klimatycznej i innych specyficznych czynników. Tam, gdzie zapotrzebowanie jest naprawdę wysokie, rozważyć można instalacje nowoczesnych rozwiązań, jak np. fotowoltaika i magazyny energii. Dzięki nim można znacznie ograniczyć wydatki związane z energią elektryczną, poprzez ograniczenie energii dostarczanej z sieci zewnętrznej. Magazyny energii i fotowoltaika to elementy, które wspomagają pompę ciepła, która w okresie grzewczym może potrzebować zdecydowanie więcej energii, aby nie spadła wydajność jej pracy.
W praktyce, obliczenie zapotrzebowania wymaga oszacowania tzw. szczytowej mocy cieplnej, określa się w oparciu o temperaturę obliczeniową, zgodnie z obowiązującymi średnimi, jednocześnie analiza uwzględnia przeznaczenie pomieszczeń i sposób ich wykorzystania. Wartości temperatury obliczeniowej nie są przypadkowe, muszą być zgodne z normą PN-82/B-02403, dla poszczególnych stref klimatycznych.