Βαθμός αποδόσεως και βελτιστοποίηση καύσεως –

ενεργειακή θεώρηση

Απόστολος Ευθυμιάδης

Δρ. Μηχανικός, Διπλ. Μηχ/γος-Ηλ/γος Μηχανικός

Πέμπτη, 15 Μαΐου 2014, Αμφιθέατρο 1ου ΕΠΑΛ ΙΛΙΟΥ

ΗΜΕΡΙΔΑ:

Το Φυσικό Αέριο στο Επαγγελματικό Λύκειο Ειδικότητα :

• Τεχνικός Μηχανικός Θερμικών Εγκαταστάσεων και

• Μηχανικός Τεχνολογίας Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου

διοργάνωση :

1ο ΕΠΑΛ ΙΛΙΟΥ

5ο ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΙΛΙΟΥ

ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ Δ/ΝΣΗ / Ε.Π.Κ. Δ.Ε. ΑΤΤΙΚΗΣ

ΣΧΟΛΙΚΟΙ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΑΤΤΙΚΗΣ

Μονάδες ενέργειας-ισχύος

Πείραμα του Joule - Ισοδυναμία Εργου και Θερμότητας :

1 kg νερό θερμαίνεται κατά 1°C όταν θερμανθεί με έργο 4,1868 kJ ή με θερμότητας 1 kcal.

Αρα: 1 kcal = 4,1868 kJ

1 kWh = 859,8 kcal

Επίσης 1 kWh = 1 kW. 3600 s = 3600 kJ

1 kWh = 3412,14 Btu

Επίσης 1 Btu = 1,55056 kJ

1 kWh = 860 kcal 1 kW = 859,8 kcal/h 1 kcal/hr = 1,163 W

εργαζόμενοι ομοίως : 1 kW = 3412,14 Btu/h,

1 Ψυκτικός Τόνος (Refrigerant tone – RT) = 12.000 Btu/h = 3,5168 kW

Ηλεκτρική ενέργεια (κίνηση – θέρμανση)

Θερμός αέρας/θέρμανση χώρων

Θερμό νερό/παραγωγή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ)

Ψυχρός αέρας/κλιματισμός

Βιομηχανικές χρήσεις ηλεκτρισμού (τήξη μετάλλων, κίνηση, θέρμανση υλικών)

Βιομηχανική χρήση θερμότητας (έψηση υλικών, θέρμανση, ξήρανση,)

Τελική μορφή ενέργειας – τελική χρήση ενέργειας

Συμβατικές πηγές Ανανεώσιμες πηγές

Καύσιμες ύλες (άνθρακας,

πετρέλαιο, αέριο, κλπ)

Υδροηλεκτρική ενέργεια

Ηλιακή ενέργεια

Σχάσιμες ύλες (ουράνιο,

πλουτώνιο, κλπ)

Αιολική ενέργεια

Βιομάζα

Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού

θερμότητας

Γεωθερμία

Πηγές ενέργειας

Στερεά καύσιμα Υγρά καύσιμα Αέρια καύσιμα

Γαιάνθρακας,

φαιάνθρακας

Ελαφρύ Πετρέλαιο

(Ντήζελ)

Φυσικό αέριο

Λιγνίτης Βαρύ πετρέλαιο

(Μαζούτ)

Υγραέριο (μίγμα

βουτανίου 80%,

προπανίου)

Ανθρακίτης Νάφθα, παραφίνη Προπάνιο (μίγμα

προπανίου 80%,

βουτανίου)

Μεταλλουργικό Κώκ Κηροζίνη, Βενζίνη υδρογόνο

Βιομάζα/ξύλο Βιοκαύσιμα (βιοντήζελ) Βιοαέριο

Συμβατικές πηγές ενέργειας

Τύπος σταθμού Καύσιμο Βαθμός

απόδοσης

Ατμοηλεκτρικοί σταθμοί (κύκλος Καρνό) Στερεά, υγρά (βαρύ

πετρέλαιο)

. 33 – 38%

Σταθμοί αεριοστροβίλων (Κύκλος Bryton) Ελαφρύ πετρέλαιο, αέρια . 28 – 38%

Σταθμοί συνδυασμένου κύκλου Αέρια καύσιμα . 52 – 60%

Σταθμοί μηχανών εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) Υγρά και αέρια . 40 – 48%

Ενεργειακός τομέας – πρωτογενής ενέργεια

Πηγή ενέργειας Συντελεστής μετατροπής

σε πρωτογενή ενέργεια

Εκλυόμενοι ρύποι ανά

μονάδα ενέργειας

(kgCO2/kWh)

Φυσικό αέριο 1,05 0,196

Πετρέλαιο θέρμανσης 1,10 0,264

Ηλεκτρική ενέργεια 2,90 0,989

Υγραέριο 1,05 0,238

Βιομάζα 1,00 ---

Τηλεθέρμανση από Δ.Ε.Η. 0,70 0,347

ΤΟΤΕΕ : Πίνακας 1.2. Συντελεστής αναγωγής της κατανάλωσης ενέργειας του

κτηρίου σε πρωτογενή ενέργεια.

Καυσαέρια

Ταινιόδρομοι

μεταφοράς λιγνίτη

Τροφοδοτικό νερό

Συμπυκνωτής

Ταινιόδρομοι

αποκομιδής τέφρας

Φίλτρα τέφρας

Καμινάδα

Καυσ

αέρια

Αέρας καύσεως

Τροφο

δοσία

καυσίμ

ου

Συμπ

ύκνω

μα

Προθ

ερμα

νήρα

ς

αέρα

τέφρα

Ατμοστρόβιλοι υψηλής,

μέσης και χαμηλής πιέσεως

Γεννήτρια Μετασχηματιστής

ανύψωσης τάσης

στα 150 ή 400 kV

Πύργος ψύξεως

φυσικής κυκλοφορίας

Ψυκτικό νερό

Ανάθερμος και

υπέρθερμος ατμός

Εξατ

μιστή

ς

Λιγντικός ατμοηλεκτρικός σταθμός ΔΕΗ

ΥΔΡΟΓΟΝΟ-

ΑΠΟΘΕΙΩΣΗ

ΝΑΦΘΑΣ

ΔΙΑΜΕΡΙΣΗ

ΙΣΟΜΕΡΙΣΜ.

ΣΥΝΕΧΗΣ

ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ

ΑΝΑΜΟΡΦΩΣΗ

ΥΔΡΟΓΟΝΟ-

ΑΠΟΘΕΙΩΣΗ

ΝΤΗΖΕΛ

ΥΔΡΟΓΟΝΟ-

ΠΥΡΟΛΥΣΗ

(ή ΔΙΑΣΠΑΣΗ)

ΥΔΡΟΓΟΝΟ-

ΑΠΟΘΕΙΩΣΗ

ΚΗΡΟΖΙΝΗΣ

ΑΠΟΣΤΑΞΗ

ΥΠΟ

ΚΕΝΟ

ΣΤΗΛΗ

ΑΤΜΟΣΦ.

ΑΠΟΣΤΑΞΗΣ

ΑΡΓΟΥ

ΙΣΟΜΕΡΕΣ

AΝΑΜΟΡΦΩΜΑ

ΚΗΡΟΖΙΝΗ

ΝΤΗΖΕΛ

ΠΕΤΡΕΛΑΪΚΟΣ

ΟΠΤΑΝΘΡΑΚΑΣ

(ΚΩΚ)

LPG MEROX

ΑΕΡΙΑ ΔΙΥΛΙΣΤΗΡΙΟΥ (C1, C2)

ΑΡΓΟ

ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ

Vaccum GASOIL (VGO)

GASOIL (ΕΛΑΦΡΥ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ) (C8 – C25)

ΥΓΡΑΕΡΙΑ (C3, C4)

ΥΓΡΑΕΡΙΑ

ΒΕΝΖΙΝΕΣ ΥΨΗΛΩΝ

ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΩΝ

ΚΗΡΟΖΙΝΕΣ/ΚΑΥΣΙΜA

ΑΕΡΟΘΟΥΜΕΝΩΝ

(KERO/JET)

ΕΞΑΝΡΘΡΑΚΩΣΗ

(ΟΠΤΗΣΗ)

ΝΤΗΖΕΛ

ΚΩΚ

ΘΕΙΟ

ΤΕΛΙΚΑ

ΠΡΟΪΟΝΤΑ

ΑΝ

ΑΜ

ΙΞΗ

MTBE

ΑΜΙΝΕΣ

ΥΔΡΟΓΟΝΟ

ΥΠΟΛΕΙΜΜΑ

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ

ΑΠΟΣΤΞΕΩΣ

(> C22)

ΥΠΟΛΕΙΜΜΑ

ΑΠΟΣΤΑΞΕΩΣ

ΥΠΟ ΚΕΝΟ

ΝΑΦΘΑ

ΚΗΡΟΖΙΝΗ

(C8 – C17)

ΠΑΡΑΓΩΓΗ

ΔΙΥΛΙΣΤΗΡΙΟΥ

Σύγχρονο διϋλιστήριο

• Ανωτέρα θερμογόνος δύναμη (με

συμπύκνωση υδρατμών στα καυσαέρια)

• Κατωτέρα θερμογόνος δύναμη

ΑΘΔ = ΚΘΔ + hfg . [ 9 (H.%) + υ%)

Θερμογόνος δύναμη καυσίμων

• ΚΘΔ πετρελαίου : 10250 kcal/kg

• ΚΘΔ φυσικού αερίου : 8670 kcal/Nm3

Στοιχείο Μοριακό

βάρος (ΜΒ)

Σύσταση

(κ.β.%)

Δείκτες χημικού τύπου

σύμβολο τιμή

Ανθρακας

12,0110

86,30% c

16

Υδρογόνο

1,0079

13,00% h

28,72

Αζωτο

14,0067

0,35% n

0,056

Οξυγόνο

15,9994

0,35% o

0,049

Θείο

32,0660

0,01% s

0,003

Σύνολο 100,00%

Τυπικά στοιχεία συστάσεως πετρελαίου

Συστατικό Μοριακό

βάρος

κατ' όγκο

σύσταση

(%)

Πυκνότητα

kg/Nm3

κατά

βάρος

σύσταση

(%)

ΚΘΔ

kcal/Nm3 kJ/Nm3 kcal/kg kWh/kg

CH4 16,0428 97,49 0,72 95,2% 8.570,6 35.882,6 11.974,4 13,926

C2H6 30,0700 2,32 1,34 4,2% 15.256,9 63.875,9 11.372,4 13,226

C3H8 44,1000 0,1 1,97 0,3% 21.818,6 91.347,8 11.089,4 12,897

C4H10 58,1200 0,07 2,59 0,2% 28.376,2 118.802,5 10.943,3 12,727

C5H12 72,1503 0 3,22 34.936,2 146.267,4 10.853,2 12,622

N2 28,0135 0,01 1,25 0,0% - - - -

CO2 44,0098 0 - - - -

Αέριο 16,4253 100,0 0,7328 1,0 8751,1 36638,4 11941,8 13,888

Τυπικά στοιχεία συστάσεως φυσικού αερίου

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Πίε

ση υ

γρα

ερίο

υ σ

την δ

εξα

μεν

ή (

bar)

Θερμοκρασία υγραερίου στην δεξαμενή (C°)

Καμπύλη πιέσεως – θερμοκρασίας προπανίου

Συστατικό Μοριακό

βάρος

κατ' όγκο

σύσταση

(%)

Πυκνότητα

kg/Nm3

κατά

βάρος

σύσταση

(%)

ΚΘΔ

kcal/Nm3 kJ/Nm3 kcal/kg kWh/kg

CH4 16,0428 0 0,72 0,0% 8.570,6 35.882,6 11.974,4 13,926

C2H6 30,0700 0 1,34 0,0% 15.256,9 63.875,9 11.372,4 13,226

C3H8 44,1000 84,05 1,97 80,0% 21.818,6 91.347,8 11.089,4 12,897

C4H10 58,1200 15,95 2,59 20,0% 28.376,2 118.802,5 10.943,3 12,727

C5H12 72,1503 0 3,22 34.936,2 146.267,4 10.853,2 12,622

N2 28,0135 0 1,25 0,0% - - - -

CO2 44,0098 0 - - - -

Αέριο 16,4253 100,0 2,0673 1,0 22864,5 95726,8 11060,1 12,863

Τυπικά στοιχεία συστάσεως εμπορικού προπανίου

Συστατικό Μοριακό

βάρος

κατ' όγκο

σύσταση

(%)

Πυκνότητα

kg/Nm3

κατά

βάρος

σύσταση

(%)

ΚΘΔ

kcal/Nm3 kJ/Nm3 kcal/kg kWh/kg

CH4 16,0428 0 0,72 0,0% 8.570,6 35.882,6 11.974,4 13,926

C2H6 30,0700 0 1,34 0,0% 15.256,9 63.875,9 11.372,4 13,226

C3H8 44,1000 24,6 1,97 19,8% 21.818,6 91.347,8 11.089,4 12,897

C4H10 58,1200 75,4 2,59 80,2% 28.376,2 118.802,5 10.943,3 12,727

C5H12 72,1503 0 3,22 34.936,2 146.267,4 10.853,2 12,622

N2 28,0135 0 1,25 0,0% - - - -

CO2 44,0098 0 - - - -

Αέριο 16,4253 100,0 2,4391 1,0 26763,0 112048,6 10972,3 12,760

Τυπικά στοιχεία συστάσεως προπανίου

(μίγματος βουτανίου)

Καύσιμο Κατώτερη θερμογόνος

δύναμη CO2 SO2 NOx

[kWh/kg] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh]

Πετρέλαιο θέρμανσης 11,92 263,6 0,1 200,0

Υγραέριο 12,73 238,0 0,0 165,1

Φυσικό αέριο 13,83 196,3 0,0 152,0

Λιγνίτης 1320,0 1,2 1,0

Ηλεκτρισμός (περιοχές που είναι διασυνδεδεμένες με το ηπειρωτικό ηλεκτρικό δίκτυο)

850,0 15,5 1,2

Ηλεκτρισμός (νησιά που δεν είναι διασυνδεδεμένα με το ηπειρωτικό ηλεκτρικό δίκτυο)

1062,5 19,4 1,5

Θερμική ενέργεια από τηλεθέρμανση 346,6 1,5 0,6

ΤΟΤΕΕ : Πίνακας 7.1. Συντελεστής εκπομπής αέριων ρύπων για διάφορα

καύσιμα που χρησιμοποιούνται στον κτηριακό τομέα.

TI

Μονάδα

εξαερίωσης

υγραερίου

Παροχή υγραερίου υγρής φάσης

Παροχή υγραερίου αέριας φάσης

Παροχή υγραερίου αέριας φάσης

Υγραέριοαέριας φάσης

Θ

Χαλύβδινος

λέβητας

1.300.000 kcal/h

= 1510 kW

1510 kW

Θ

Θ

ΛΕΒΗΤΕΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΚΑΙ ΖΕΣΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ

PP

DN50 DN65 DN65

4DN 2DN

DN50

1,8 bar

100 mbar

Θ

Q = 1000 kW

Θ

ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ

Q = 1000 kW

1000 kW

Χαλύβδινος

λέβητας

Χαλύβδινος

λέβητας

Υπόγεια δεξαμενή

υγραερίου

χωρητικότητας

50.000 λίτρα

Ρυθμιστής πίεσης

στα 1,8 bar

1,8 bar

18 bar

Ερμάρειο μείωσης και

ρύθμισης της πίεσης

στα 100 mbar

ΧΩΡΟΣ ΛΕΒΗΤΟΣΤΑΣΙΟΥ

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

1.300.000 kcal/h

= 1510 kW

1.300.000 kcal/h

= 1510 kW

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

100 mbar

100 mbar

100 mbar

1,8 bar

18 bar 18 bar

DN50

DN60

1000 kW

1510 kW 1510 kW

Τυπική εγκατάσταση υγραερίου σε Νοσομομείο

TI

Μονάδα

εξαερίωσης

υγραερίου

Παροχή υγραερίου υγρής φάσης

Παροχή υγραερίου αέριας φάσης

Παροχή υγραερίου αέριας φάσης

Υγραέριοαέριας φάσης

Θ

Χαλύβδινος

λέβητας

1.300.000 kcal/h

= 1510 kW

1510 kW

Θ

Θ

ΛΕΒΗΤΕΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΚΑΙ ΖΕΣΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ

PP

DN50 DN65 DN65

4DN 2DN

DN50

1,8 bar

100 mbar

Θ

Q = 1000 kW

Θ

ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ

Q = 1000 kW

1000 kW

Χαλύβδινος

λέβητας

Χαλύβδινος

λέβητας

Υπόγεια δεξαμενή

υγραερίου

χωρητικότητας

50.000 λίτρα

Ρυθμιστής πίεσης

στα 1,8 bar

1,8 bar

18 bar

Ερμάρειο μείωσης και

ρύθμισης της πίεσης

στα 100 mbar

ΧΩΡΟΣ ΛΕΒΗΤΟΣΤΑΣΙΟΥ

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

Νέος

καυστήρας

αερίου

1.300.000 kcal/h

= 1510 kW

1.300.000 kcal/h

= 1510 kW

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

Εξο

πλισ

μό

ς κ

αυσ

τήρ

α

(GA

S T

RA

IN)

100 mbar

100 mbar

100 mbar

1,8 bar

18 bar 18 bar

DN50

DN60

1000 kW

1510 kW 1510 kW

Τυπική εγκατάσταση υγραερίου σε Νοσομομείο

απώλειες χρήσης

Απώλειες διανομής

Ζήτηση ενέργειας

διάχυτες απώλειες λεβητοστασίου

Σώματα

θέρμανσης Νερό θέρμανσης (ΝΘ) λέβητας Ενέργεια

καυσίμου

συγκεντρωμένες απώλειες (καυσαέρια)

Ισοζύγιο ενέργειας και βαθμός απόδοσης

QK : Ενέργεια καυσίμου

QΝΘ : Ενέργεια του νερού θέρμανσης

QΖ : Ζήτηση θερμότητας στον χώρο

QΖ = QK ηΛ ηΔ ηΧ

ηΛ : βαθμός απόδοσης λέβητα

ηΔ : βαθμός απόδοσης διανομής = 1 –(απώλειες διανομής)%

ηΧ : Βαθμός απόδοσης χρήσης ενέργειας

η = QΝΘ / QK

QK = Km ΚΘΔ

QΝΘ = Nm cP ΔΤ

Βαθμός απόδοσης παραγωγής-διανομής-χρήσης θερμότητας

2g1ggmgen nnnn

Βαθμός απόδοσης παραγωγής θερμότητας

Σήμανση Απαίτηση απόδοσης [%] σε ονομαστική ισχύ Pn

και σε μέση θερμοκρασία του νερού του λέβητα 70oC

* ≥ 84 + 2·λογPn

** ≥ 87 + 2·λογPn

*** ≥ 90 + 2·λογPn

**** ≥ 93 + 2·λογPn

Πίνακας 4.2. Θερμική απόδοση λέβητα καυστήρα

σύμφωνα με το Π.Δ. 335/1993 Φ.Ε.Κ. 143

Σχέση πραγματικής προς υπολογιζόμενη ισχύ μονάδας

θέρμανσης (Pm / Pgen), όπου Pm είναι η πραγματική

θερμική ισχύς του λέβητα και Pm υπολογίζεται από

τον ανωτέρω τύπο

Συντελεστής

βαρύτητας ng1

Λέβητας με διπλάσια ισχύ από τη μέγιστη υπολογιζόμενη

(Pm/Pgen = 2) 0,75

Λέβητας με 50% μεγαλύτερη ισχύ από τη μέγιστη

υπολογιζόμενη (1,5 < Pm/Pgen < 2,0) 0,85

Λέβητας με 25% μεγαλύτερη ισχύ από τη μέγιστη

υπολογιζόμενη (1,25 < Pm/Pgen < 1,5) 0,95

Λέβητας με ίση η μικρότερη ισχύ από τη μέγιστη

υπολογιζόμενη ( Pm/Pgen < 1,0) 1,00

Πίνακας 4.3. Συντελεστής υπερδιαστασιολόγησης ng1 μονάδας λέβητα - καυστήρα.

8,1TUAP mgen

Βαθμός απόδοσης παραγωγής θερμότητας κατά ΚΕΝΑΚ

Ονομαστική ισχύς

(kW) 20 - 100

100 -

200

200 -

300

300 -

400 ≥ 400

Λέβητας με μόνωση

σε καλή κατάσταση

μόνωσης

1,0

Λέβητας γυμνός

ή με κατεστραμμένη

μόνωση

0,936 0,949 0,948 0,951 0,952

Πίνακας 4.4. Συντελεστής μόνωσης ng2 μονάδας λέβητα - καυστήρα.

Βαθμός απόδοσης παραγωγής θερμότητας κατά ΚΕΝΑΚ

Εποχιακός βαθμός αποδόσεως παραγωγής θερμότητας

κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 15378

Η εκτίμηση του μέσου συντελεστή μερικού φορτίου φ

gncn

f

t

V

.

.

φ = top/tgn

• Μέτρηση του εσωτερικού βαθμού αποδόσεως της

καύσεως ηcn όπως προκύπτει από την ανάλυση των

καυσαερίων

• Εκτίμηση του συντελεστή απωλειών κελύφους του

λέβητα Pgn,env , σύμφωνα με τα κατωτέρω

• Εκτίμηση των απωλειών αναμονής (standby)

καμινάδος Pch,off , δηλαδή όταν ο καυστήρας είναι

κλειστός, σύμφωνα με τα κατωτέρω

• Εκτίμηση του ποσοστού μερικού φορτίου φ%, το οποίο

ορίζεται κατωτέρω

Εποχιακός βαθμός αποδόσεως παραγωγής θερμότητας

κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 15378

ngn 83% Μερικό φορτίο φ Γραμμή Σχόλιο

Pgn,env 3%

Pch,off 1% 100% 75% 50% 30% 20% 15% 1

Καύσιμο Κ 100 75 50 30 20 15 2 100.(1)

Απώλειες καυσαερίων

S 17 12,75 8,5 5,1 3,4 2,55 3 (2) (1-ηgn)

S% 17% 17% 17% 17% 17% 17% 4 (3)/(1)

Απώλειες εξαερισμού

Ε 0 0,25 0,5 0,7 0,8 0,85 5 {100 –(1)} Pch,of

(6) / (1) Ε% 0% 0,3% 1% 2% 4% 6% 6

Απώλειες κελύφους

Τ 3 3 3 3 3 3 7 100. Pgn,env

Τ% 3% 4% 6% 10% 15% 20% 8 (7) / (1)

Αποδιδόμενη θερμότητα

Θ 80 59 38 21,2 12,8 8,6 9 (2) -(3) -(5) -(6)

ηgm 80% 79% 76% 71% 64% 57% 10 (9) /(2)

Εποχιακός βαθμός αποδόσεως παραγωγής θερμότητας

κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 15378

Εποχιακός βαθμός αποδόσεως παραγωγής θερμότητας

κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 15378

Πίνακας 4.11. Ποσοστό θερμικών/ψυκτικών απωλειών (%) δικτύου διανομής κεντρικής εγκατάστασης θέρμανσης

ή/και ψύξης ως προς την συνολική θερμική / ψυκτική ενέργεια που μεταφέρει το δίκτυο.

Ισχύς

συστήματος

Διέλευση σε εσωτερικούς χώρους ή/και 20%

σε εξωτερικούς χώρους

Διέλευση > 20%

σε εξωτερικούς χώρους

Μόνωση1

κτηρίου

αναφοράς

Μόνωση2

ίση με την

ακτίνα σωλ.

Ανεπαρκής

μόνωση3

Χωρίς

μόνωση

Μόνωση

κτηρίου

αναφοράς

Με μόνωση

ίση με την

ακτίνα σωλ.

[kW] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ]

Θέρμανση με υψηλές θερμοκρασίες θερμικού μέσου (90 - 70oC)

20 - 100 5,5 4,5 11,0 14,0 8,0 6,5

100 - 200 4,0 3,0 8,5 12,0 7,2 5,7

200 - 300 3,0 2,5 6,5 10,5 6,0 4,2

300 - 400 2,5 2,0 5,0 9,2 3,8 2,7

> 400 2,0 1,5 4,0 7,0 3,0 2,0

Θέρμανση με χαμηλές θερμοκρασίες θερμικού μέσου (50 - 35oC)

20 - 100 - 3,0 8,0 9,0 4,5 3,7

100 -2 00 - 2,2 7,2 8,3 4,0 3,1

200 - 300 - 1,8 6,0 6,2 3,3 2,5

300 - 400 - 1,2 4,5 5,0 2,2 1,2

> 400 - 0,8 3,3 4,0 1,7 1,0

Ψύξη με θερμοκρασίες ψυκτικού μέσου (7 - 12oC)

20 - 100 2,0 1,5 3,0 4,5 2,5 2,0

100 - 200 1,8 1,4 2,8 3,6 2,3 1,9

200 - 300 1,5 1,1 2,2 3,0 2,0 1,6

300 - 400 1,2 0,7 1,8 2,4 1,5 1,2

> 400 0,7 0,4 1,1 2,0 1,0 0,8

1 Για μόνωση σωλήνων σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πίνακα 4.7.

2 Για μόνωση σωλήνων με πάχος ίσο με την ακτίνα του σωλήνα.

3 Ανεπαρκής μόνωση του δικτύου ή κλάδου (τμήματος) αυτού λόγω φθορών. Συνδέσεις και βάνες χωρίς μόνωση.

hydrimrad

emt,em

fff

nn

Βαθμός απόδοσης εκπομπής θερμότητας

hydrimrad

emt,em

fff

nn

Για τερματικές μονάδες θέρμανσης σε χώρους frad

με ύψος μικρότερο από 4 m 1,00

με ύψος από 4 έως 6 m 0,95

με ύψος από 6 έως 10 m 0,90

με ύψος μεγαλύτερο από 10 m 0,85

με ανακυκλοφορία αέρα για μεγάλα ύψη 1,00

Βαθμός απόδοσης εκπομπής θερμότητας

Για τερματικές μονάδες θέρμανσης με: fim

συνεχή λειτουργία 1,00

διακοπτόμενη λειτουργία 0,97

Για τερματικές μονάδες με: fhydr

υδραυλικά εξισορροπημένο σύστημα 1,00

συστήματα εκτός ισορροπίας 1,03

Βαθμός απόδοσης εκπομπής θερμότητας

Υδραυλική εξισορρόπηση σε επίπεδο σώματος

Δίκτυα Διανομής χωρίς υδραυλική εξισορρόπηση

Θερμοκρασία

δωματίου

Ευνοημένα κυκλώματα

Μηευνοημένα

κυκλώματα Μη ισορροπημένη

εγκατάσταση

Έναρξη λειτουργίας

Χρόνος (ώρες)

Έναρξη λειτουργίας

Εξισορροπημένη

εγκατάσταση

Θερμοκρασία

δωματίου

Χρόνος (ώρες)

Οφέλη υδραυλικής εξισορρόπησης

Δίκτυα Διανομής με υδραυλική εξισορρόπηση

CO2 , CO και Ο2

Εσωτερικός βαθμός

απόδοσης καύσεως

Εξοικονόμηση ενέργειας

Μετρήσεις καυσαερίων και

ρύθμιση της καύσεως

• Επιθεώρηση λεβητοστασίων και θερμικών

εγκαταστάσεων

0.0%

1.0%

2.0%

3.0%

4.0%

5.0%

6.0%

7.0%

8.0%

9.0%

10.0%

11.0%

12.0%

13.0%

14.0%

15.0%

16.0%

1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0

Συντελεστής λ περίσσειας αέρα

Συγκέν

τρω

ση C

O2 κ

αι Ο

2 %

(επ

ί ξη

ρού κ

αυσ

αερ

ίου)

0.00%

1.00%

2.00%

3.00%

4.00%

5.00%

6.00%

7.00%

8.00%

9.00%

10.00%

11.00%

12.00%

13.00%

14.00%

15.00%

16.00%

17.00%

18.00%

19.00%

20.00%

Ενέρ

γει

α κ

αυσ

αερ

ίων (

απ

ώλει

ες)%

(ως

προς

ΚΘ

Δ κ

αι Τ

0=

15°C

)

60°C

Θερμοκρασία καυσαερίων Τ

Ο2

CΟ2

100°C

140°C

180°C

220°C

260°C

300°C

340°C

•Ν

ογρ

άφ

ημ

α τ

ης κ

αύσ

εως

πετ

ρελ

αίο

υ

Ζεστός

αέρας

Κρύος

αέρας

Εξατμιστής

Συμπυκνωτής

Συμπιεστής Εκτονωτική

βαλβίδα

Ατμός

Ατμός

Υγρό

Υγρό + ατμός

• Επιθεώρηση κλιματιστικών εγκαταστάσεων

(1) (2)

(3)

(4)

• Βαθμός απόδοσης κλιματιστικών – αντλιών

θερμότητας (COP)

Αερόψυκτοι συμπυκνωτές : COP ~ 2 – 3

Υδρόψυκτοι συμπυκνωτές : COP ~ 3 – 4

Ψύξη συμπυκνωτή με γεωεναλλάκτη : COP ~ 4 – 5

Αντλία θερμότητας

QΑ QZ

W

COP (Coefficient of Performance)

COP = QZ/W

Θέρμανση με

ενδοδαπέδιο

σύστημα

Κεντρική θέρμανση με μονοσωλήνιο και δισωλήνιο σύστημα

Κεντρική

θέρμανση με

μονοσωλήνιο

σύστημα

Κεντρική θέρμανση με αεραγωγούς

Θερμοστατικός έλεγχος στοιχείων ανεμιστήρα

(Fancoil)

Θερμοστατική ρύθμιση θερμοκρασίας χώρου

Διακυμαινόμενη εσωτερική

θερμοκρασία Θ(t) Άνω σημείο ρύθμισης ΘΑ

Κάτω σημείο ρύθμισης ΘΚ

Θ(t)

Δια

κό

πτη

ς

ανο

ιχτό

ς

Δια

κό

πτη

ς

ανο

ιχτό

ς

Δια

κό

πτη

ς

ανο

ιχτό

ς

χρόνος t

Δια

κό

πτη

ς

κλει

στό

ς

Δια

κό

πτη

ς

κλει

στό

ς

χρόνος t

Θ(t)

Θερμοκρασία χώρων ΧΩΡΙΣ αντιστάθμιση

Θερμοκρασία χώρων ΜΕ αντιστάθμιση Ελάχιστη θερμοκρασία

άνεσης 20°C

ΘΡΧΑ

ΘΡΜΑ

Θερμοστατική ρύθμιση θερμοκρασίας χώρου

Κεντρική θέρμανση με κεντρική αντιστάθμιση θερμοκρασίας

Καμπυλη αντιστάθμισης

Κεντρική θέρμανση με κεντρική αντιστάθμιση κατά ζώνη

Κεντρική αντιστάθμιση με τρίοδο βάννα

Πάχος θερμομόνωσης με ισοδύναμο λ = 0,040 (W/(m·K)) στους 20oC

Με διέλευση σε εσωτερικούς χώρους Με διέλευση σε εξωτερικούς χώρους

Διάμετρος

σωλήνα Πάχος μόνωσης

Διάμετρος

σωλήνα Πάχος μόνωσης

Για σωληνώσεις εγκαταστάσεων θέρμανσης, ψύξης, κλιματισμού

από ½˝ έως ¾˝ 9 mm από ½˝ έως 2˝ 19 mm

από 1˝ έως 1½ ˝ 11 mm από 2˝ έως 4˝ 21 mm

από 2˝ έως 3˝ 13 mm μεγαλύτερη από 4˝ 25 mm

μεγαλύτερη από 3˝ 19 mm

Για σωληνώσεις εγκαταστάσεων ζεστού νερού χρήσης

ανεξαρτήτου

διαμέτρου

9 mm ανεξαρτήτου

διαμέτρου

13 mm

Πίνακας 4.7. Πάχη θερμομόνωσης σωληνώσεων

για τις εγκαταστάσεις θέρμανσης, ψύξης, κλιματισμού

και ζεστού νερού χρήσης

10,00

100,00

1000,00

10000,00

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300

Απ

ώλ

ειε

ς θ

ερ

μό

τητα

ς (W

/m)

Ονομαστική διάμετρος σωλήνα dn (mm)

20

40

60

80

100

120

140

160

180

θερμομόνωσηΠάχος : 0 mm

Αγωγιμότητα : 0,05 W/m.K

Αμόνωτες σωληνώσεις

1,00

10,00

100,00

1000,00

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300

Απ

ώλ

ειε

ς θ

ερ

μό

τητα

ς (W

/m)

Ονομαστική διάμετρος σωλήνα dn (mm)

20

40

60

80

100

120

140

160

180

θερμομόνωσηΠάχος : 30 mm

Αγωγιμότητα : 0,05 W/m.K

Μονωμένες σωληνώσεις

Εκτίμηση θερμικών απωλειών σωληνώσεων

L =11,4 + 0,0059 A ,

B = 2,72 ln(A ) + 6,62

Επίσης απαιτείται ο ενδεικτικός αριθμός

ορόφων ο οποίος εκτιμάται ως εξής:

nG = A /(L B)

Μέγεθος Μονάδα Τμήμα V

οριζόντια διανομή προς κατακόρυφα φρεάτια

Τμήμα S κατακόρυφες

στήλες

Τμήμα A συνδετήριες σωληνώσεις

Μέση θερμοκρασία περιβάλλοντος °C 13 έως 20 20 20

Μήκος σωληνώσεων για φρεάτια σε εξωτερικούς τοίχους

Μέτρα 2 L + 0,01625 .L . B2 0,025 L B hG nG 0,55 L B hG

Μήκος σωληνώσεων για εσωτερικά φρεάτια Μέτρα 2 L + 0,0325 .L . B + 6 0,025 L B hG nG 0,55 L B hG

Προσέγγιση των μηκών των σωληνώσεων σε δισωλήνια συστήματα

(Πίνακας Α.Α.4 του προτύπου ΕΛΟΤ EN 15316-2-3, 2006

L =11,4 + 0,0059 A ,

B = 2,72 ln(A ) + 6,62

Επίσης απαιτείται ο ενδεικτικός αριθμός

ορόφων ο οποίος εκτιμάται ως εξής:

nG = A /(L B)

Μέγεθος Μονάδα Τμήμα V

οριζόντια διανομή προς κατακόρυφα φρεάτια

Τμήμα S κατακόρυφες

στήλες

Τμήμα SL συνδετήριες σωληνώσεις

Μέση θερμοκρασία περιβάλλοντος °C 13 έως 20 20 20

Μήκος βρόγχου κυκλοφορίας Μέτρα 2 L + 0,0125 .L . B 0,075 L B hG nG

Μήκος κύριας διανομής Μέτρα 2 L + 0,0325 .L . B + 6 0,025 L B hG nG

Ατομικές σωληνώσεις

Μέτρα 0,075 L B nG

Προσέγγιση των μηκών των σωληνώσεων ζεστού νερού χρήσης

(ΕΛΟΤ EN 15316-2-3, 2006)

Συντελεστές γραμμικών απωλειών

(ΕΛΟΤ EN 15316-2-3, 2006)

Dh

1

d

Dln

λ2

1

πψ

αα

d

Παραγωγή ΖΝΧ : Κεντρικά ηλιακά συστήματα

Παραγωγή ΖΝΧ : Κεντρικά ηλιακά συστήματα

Ηλιοθερμικά για κεντρική θέρμανση και παραγωγή

ζεστού νερού χρήσης (COMBI)

Ηλιοθερμικά συστήματα για κτίρια τριτογενούς τομέα

Παθητικό σύστημα θέρμανσης : τοίχος μάζας

Παθητικό σύστημα θέρμανσης : Θερμοκήπιο

Παθητικά συστήματα θέρμανσης :

Βιοκλιματική κατοικία στις Σέρρες

Παθητικά συστήματα θέρμανσης : Εκδήλωση ΣΟΛΑΡ

Τοίχος Trombe : Γραφείο Τσίπηρα

Τοίχος Trombe :

Γραφείο Τσίπηρα

Βιοκλιματική κατοικία στις Σέρρες : Βόρεια όψη

Βιοκλιματική

κατοικία στα

Κηπιά Καβάλας

Γραφείο Τσίπηρα