MSE0040 - Soojusmajandus ENERGIA TARBIMINE 2 osa

Soojuskoormuste liigid ENERGIATE KOORMUSGRAAFIKUTE KOOSTAMINE PÜSIV SOOJUSKOORMUS ETTEANTUD SOOJUSKOORMUS TEMPERATUURIST SÕLTUV ENERGIATE TARBIMISE PROGNOOS TARBITAVA ENERGIA PARAMEETRID

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus Teatud vahemikus P1 / T1 = P2 / T2 =P3 / T3 = Pi / Ti= const, ehk lineaarne sõltuvus VÕIMSUS, P, [MW] P3 3 2 P2 1 P1 P1 T1 T2 T3 Temperatuur, T [oC]

(väljaarvatud sooja tarbevee tootmine) Temperatuurist sõltuv soojuskoormus TEMPERATUURIST SÕLTUVA SOOJUSKOORMUSE TINGLIKUD NÄITED: Küte KAUGKÜTE (väljaarvatud sooja tarbevee tootmine) EHK Ventilatsioon http://www.ehitusinfo.ee/index.php?aid=2080 [08.09.15]

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KAUGKÜTE 1 VÕIMSUS, P, [MW] 2 ~ -25oC ~ +15

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KAUGKÜTE 1 VÕIMSUS, P, [MW] Arvutuslik talvine välisõhu temperatuur küttele ja ventilatsioonile on ~-23°C. Normatiivid: EVS 844:2004 Hoonete kütte projekteerimine Reaalne langus kaugküttevõrgus ei ole järsk ja sõltub tarbijate konkreetsest soojussõlmedest! Sageli valesti projekteeritud soojussõlmed (ennekõike soojusvahetid). ~ -23oC

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KAUGKÜTE 2 1. Inimfaktor Loobumine kaugkütte kasutamisest üleminekuperioodidel (sügise algus, kevade lõpp) VÕIMSUS, P, [MW] 2. Tasakaalu temperatuur on 12 – 17oC (~15°C). Normatiivid: EVS 844:2004 Hoonete kütte projekteerimine ~ 15oC

Tasakaalu temperatuur Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KAUGKÜTE Tasakaalu temperatuur Siseõhu temperatuur hoones kujuneb kütte- ja vabasoojuse tulemusel. Viimase allikateks on inimesed, elektriseadmed, elektrivalgustus, päikese-kiirgus. Piltlikult öeldes küttega kaetakse soojuskaod välisõhu temperatuurist kuni tasakaalutemperatuurini tB. Soojuskaod tasakaalutemperatuurist kuni ruumi siseõhu temperatuurini tS kaetakse vabasoojusega. ~21oC tS Elamud=21oC vabasoojus ~15oC tB tasakaalutemperatuur kütte

Tasakaalu temperatuur Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KAUGKÜTE Tasakaalu temperatuur http://kredex.ee/energiatohususest/kraadpaevad-4/

Tasakaalu temperatuur Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KAUGKÜTE Tasakaalu temperatuur Kaugküttevõrku keskmine tasakaalu temperatuur on tavaliselt 15 – 17oC

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus Arvutuslik talvine välisõhu temperatuur Tasakaalu temperatuur Aastad on erinevad. Kuidas võrrelda eriaastate soojustarbimist? Kui on ühe piirkonna andmed, siis kuidas võiks võrrelda teise piirkonnaga? Kuidas arvutada?

KRAADPÄEVAD, KRAADTUNNID Temperatuurist sõltuv soojuskoormus LAHENDUS http://www.energiatalgud.ee/img_auth.php/9/93/Loigu,_E.,_Kõiv,_A._Eesti_kraadpäevad.pdf

KRAADPÄEVAD, KRAADTUNNID

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Eessõna (1/2) Käesolev töö on koostatud Eesti Majandus- ja Kommunikatsiooni Ministeeriumi tellimisel. Töö eesmärkideks on: määrata nn lihtsad kraadpäevad normaalaastale ja aastatele 1999 kuni 2004 Eesti 6-le geograafilisele punktile; esitada nn normaalaasta ja aastate 1999 kuni 2004 kraadpäevad erinevatele tasakaalutemperatuuridele Eesti 6-le geograafilisele punktile; anda juhised kraadpäevade kasutamiseks.

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Eessõna (2/2) Kraadpäevade kasutajateks on: hoonete energiaaudiitorid; energiatõhususe sertifitseerijad; projekteerijad; eksperdid; hoonete valdajad; kinnisvarafirmad jt asjast huvitatud. Kraadpäevad on vajalikud hoone soojusvajaduste määramiseks, aga samuti tegelikult tarbitud soojuse või kütuse võrdlevaks analüüsiks erineva väliskliimaga aastatel.

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD Kraadpäevade mõiste Üks kraadpäev väljendab 1°C erinevust arvestusliku sisetemperatuuri ja ööpäeva (24 tunnise perioodi) keskmise välisõhu temperatuuri vahel. Kui näiteks ööpäeva keskmine välisõhu temperatuur on 2°C ja arvestuslik siseõhutemperatuur 17oC, siis on 24 tunnise perioodi (1 ööpäev) kraadpäevade arv 17 – 2 = 15 (°C×d). Miks võetakse arvestuslik siseõhutemperatuur madalam kui tegelik? Teame, et osa soojusvajadusest kaetakse vaba soojusega (elektriseadmetelt, inimestelt jne) tulevate sisemiste soojuseritustega ja päikese kiirgusega.

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Võtmepiirkonnad kraadpäevade määramiseks Tingituna klimaatilistest erinevustest pole kraadpäevade arvud erinevates Eesti piirkondades võrreldavad. 

I Jõhvi IV Valga II Tartu V Pärnu III Tallinn VI Ristna Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Kust võib leida? - Uuring: Loigu,E., Kõiv, A. Eesti kraadpäevad - KREDEXi koduleht (http://kredex.ee/energiatohususest/kraadpaevad-4/ ) Erinevate Eesti võtmepiirkondade kraadpäevade andmed erinevatel tasakaalutemperatuuridel ja aastatel:   I Jõhvi IV Valga II Tartu V Pärnu III Tallinn VI Ristna

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Erinevate aastate välisõhu temperatuuri mõju kompenseerimine   Kraadpäevade oluliseks kasutusalaks on erinevate aastate välisõhu temperatuuri mõju elimineerimine soojustarbimisele. Et elimineerida erinevate aastate välisõhu temperatuuride mõju, viiakse reaalse aasta soojustarbimine üle võrreldavale nn normaalaasta tarbimisele, kasutades seost: kus:       QN – normaalaasta soojustarbimine, MWh; Qteg – tegeliku aasta soojustarbimine, MWh; SN – normaalaasta kraadpäevade arv (lihtsad kraadpäevad, valitud vastavalt tasakaalutemperatuurile tB hoones); Steg – tegeliku aasta kraadpäevade arv (valitud samal tasakaalutemperatuuril tB, mis SN); C - kraadpäevadest sõltumatu soojustarbimine, MWh.

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Näide 1: Aastal 2009 vana korterelamu tarbimine kütte ja ventilatsiooni tagamiseks 500 MWh aastas. Peale renoveerimist (näiteks otseseinte soojustus) aastal 2010 tarbimine 510 MWh aastas. Sooja tarbevee valmistamine elektriboileritega. Kus on energiasääst? Milleks oleme seda teinud? …, …, …

528 MWh Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid kus:       QN – normaalaasta soojustarbimine, MWh; Qteg – tegeliku aasta soojustarbimine, MWh; SN – normaalaasta kraadpäevade arv (lihtsad kraadpäevad, valitud vastavalt tasakaalutemperatuurile tB hoones); Steg – tegeliku aasta kraadpäevade arv (valitud samal tasakaalutemperatuuril tB, mis SN); C - kraadpäevadest sõltumatu soojustarbimine, MWh. 2009. a. Enne renoveerimist C = 0 (sooja tarbeveetootmine puudub) Qteg = 500 [MWh] SN = 4220 [kraadpäevad] Steg = 3999 [kraadpäevad] QN = 500 x 4220/3999 = 528 MWh

458 MWh Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid kus:       QN – normaalaasta soojustarbimine, MWh; Qteg – tegeliku aasta soojustarbimine, MWh; SN – normaalaasta kraadpäevade arv (lihtsad kraadpäevad, valitud vastavalt tasakaalutemperatuurile tB hoones); Steg – tegeliku aasta kraadpäevade arv (valitud samal tasakaalutemperatuuril tB, mis SN); C - kraadpäevadest sõltumatu soojustarbimine, MWh. 2010. a. Peale renoveerimist C = 0 (sooja tarbeveetootmine puudub) Qteg = 510 MWh SN = 4220 kraadpäevad Steg = 4606 kraadpäevad QN = 500 x 4220/4606 = 458 MWh

528 MWh 458 MWh Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid 2009. a. Enne renoveerimist C = 0 (sooja tarbeveetootmine puudub) Qteg = 500 [MWh] SN = 4220 [kraadpäevad] Steg = 3999 [kraadpäevad] QN = 500 x 4220/3999 = 528 MWh SÄÄST 13% 2010. a. Peale renoveerimist C = 0 (sooja tarbeveetootmine puudub) Qteg = 510 MWh SN = 4220 [kraadpäevad] Steg = 4606 [kraadpäevad] QN = 500 x 4220/4606 = 458 MWh

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Tarbimisandmete „normaliseerimine“ planeerimisülesannete lahendamisel on oluline!

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid Näide 2: Sama majakomplekt on paigaldatud kahes kohas. 1. Saaremaa. Soojuse tarbimine 100 MWh aastal 2014. 2. Tartu. Soojuse tarbimine 110 MWh aastal 2014. Sooja tarbevee valmistamine elektriboileritega. Vähe soojusisolatsiooni? Valed soojusemõõtjad? Halb soojusisolatsioon? …, …

111 MWh Temperatuurist sõltuv soojuskoormus Saaremaa Tartu KRAADPÄEVAD SV süsteemid Saaremaa C = 0 (sooja tarbevett ei tooda) Qteg = 100 [MWh] Steg = 2944 [kraadpäevad] (tasakaalutemperatuuril 15oC) Arvutame üle Tartu tingimustele 100 x 3280/2944 = 111 MWh Tartu C = 0 (sooja tarbevett ei ole) Qteg = 110 [MWh] Steg = 3280 [kraadpäevad] (tasakaalutemperatuuril 15oC)

0,98 [kW/oC] Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD Näide 3: Normaalaasta soojustarbimine 100 MWh (100 000 kWh). SN = 4220 kraadpäevad [oC.päev] (tasakaalu temperatuuril = 17oC), ehk 4220 x 24 = 101 280 [oC.h] Leidke seos vajaliku võimsuse ja välistemperatuuri vahel. SV süsteemid 100 000 [kWh] / 101 280 [oC.h] = 0,98 [kWh/oC.h] 0,98 [kW/oC]

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD SV süsteemid VÕIMSUS, P, [kW] (arvestuslik siseõhutemperatuur (17oC) - ööpäeva keskmine välisõhu temperatuur (0oC) )x 0,98 [kW/oC] VÄLISÕHU TEMPERATUUR, tv, [oC]

Temperatuurist sõltuv Temperatuurist sõltuv soojuskoormus Temperatuurist sõltuv Allikas: http://www.icrepq.com/icrepq'10/475-Latosov.pdf

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD Allikas: http://www.icrepq.com/icrepq'10/475-Latosov.pdf

Temperatuurist sõltuv soojuskoormus KRAADPÄEVAD Allikas: http://www.icrepq.com/icrepq'10/475-Latosov.pdf