MSE0170 - Soojusvarustussüsteemid Loengu konspekt 8. Kütteks vajalik võimsus
Mõiste Kütteseadmete võimsuse valikul on olulised paljud tegurid: hoone konstruktiivne lahendus, piirdetarindite pindalad ja nende soojusläbikande tegurid (U-arvud), soovitav siseõhu temperatuur, välisõhu arvutuslik temperatuur.
Mõiste Välisõhu temperatuur on teatavasti ajaliselt muutuv suurus. Samas, vajalik küttevõimsus sõltub temperatuuride vahest hoone sees ja õues. Küttesüsteemide projekteerimisel on vaja lähtuda välisõhu arvutuslikust temperatuurist. Küttesüsteeme tavaliselt ei projekteerita antud paikkonnas esinenud ekstreemselt madalale temperatuurile, kuna ekstreemselt madalad temperatuurid esinevad harva ja lühiajaliselt.
Mõiste Välisõhu arvutuslik temperatuur – see on talvine välisõhu temperatuur antud paikkonnas, mille puhul ruumide sisetemperatuur ka ekstreemsetel madalaimatel välisõhu temperatuuridel ei tohi, võrrelduna arvutuslike sisetemperatuuridega, langeda rohkem kui 2,5 oC või 4,0 oC.
Määramine Eestis ei ole siiani veel üheselt juurdunud praktikat välisõhu arvutusliku temperatuuri valikuks. Kasutatakse kahte erinevat lähenemisviisi: nõukogude ajast jäänud lihtsustatud lähenemist arvutusliku välisõhu temperatuuri valikule ja uut Eestis väljatöötatud projekteerimisnormide kohast lähenemist arvutusliku välistemperatuuri valikule. (Eesti Projekteerimisnormid EPN 18).
Määramine Nõukogude Liidus kehtinud projekteerimiseeskirjad (СНИП – projekteerimisnormid ja eeskirjad) sätestasid üheselt arvutusliku välisõhu temperatuuri Nõukogude Liidu linnadele, sõltuvana piirkonna kliimatingimustest. Välisõhu arvutusliku temperatuuri määramisel kütte tagamiseks oli lähtutud antud paikkonnas esinenud madalaimast keskmisest välisõhu temperatuurist viie üksteisele järgnenud ööpäeva jooksul. СНИП-is väljapakutud välisõhu arvutuslikud temperatuurid määrati kliimaandmete statistilise töötluse järgi. Sama metoodika järelkajana on arvutuslikud välisõhu temperatuurid, kütteperioodide kestvused ja kütteperioodi keskmised välisõhu temperatuurid Eesti linnadele ja maakondadele esitatud järgnevalt :
Näitarvud (СНИП)
Määramine EPN 18 Normatiivdokumendis “Hoonete kütte projekteerimine. Eesti projekteerimisnormid EPN 18” on kasutatud mõnevõrra teistsugust lähenemisviisi arvutusliku välistemperatuuri määramisele. Selles normatiivdokumendis on välisõhu arvutusliku temperatuuri määramisel arvestatud kolme teguri koosmõjuga: 1). hoonete soojusfüüsikalised parameetrid, s.o. hoone soojuspüsivus (soojuse akumulatsioonivõime), väljendatuna tema soojusliku ajakonstandi kaudu; 2). meteoroloogilised tegurid – välisõhu ekstreemne madalaim temperatuur antud paikkonnas; 3). soojusliku mugavuse parameetrid – maksimaalne lubatav siseõhu temperatuuri langus külmema perioodi kestel.
Määramine EPN 18 Sõltuvalt hoonetüübist, on lubatavad kaks erinevat võimalikku siseõhu temperatuuri langust külmima perioodi kestel, võrrelduna Eesti Projekteerimisnormis EPN 12.2 “Sisekliima” lubatud ruumiõhu temperatuuri alumise piiriga: Δts =2,5 oC: haiglad, raamatukogud, hotellid, õppeasutused, lasteaiad jt. analoogse otstarbega hooned; Δts =4,0 oC: kõik ülejäänud hoonetüübid, sh. elamud.
Määramine EPN 18 Hoone soojuslik ajakonstant iseloomustab tema soojuse akumulatsioonivõimet, ajakonstandi mõistet saab kasutada hoones toimuva siirdeprotsessi arvutamisel kui eeldada teatud astmelise häiringu teket. Projekteerimisnormatiiv EPN18 annab järgneva määratluse selle kohta: hoone soojuslik ajakonstant on hoone soojusmahtuvuse kasuliku (efektiivse) osa suhe summaarsetesse soojuskadudesse ja ta iseloomustab hoone jahtumise kiirust välistemperatuuri suhtes, tema ühikuks on tund.
Määramine EPN 18 Hoone soojuslik ajakonstant on hoone soojusliku inertsi mõõtarvuks, mida suurem on soojuslik ajakonstant, seda aeglasemaks osutuvad selles toimuvad siirdeprotsessid. Mida suurem on hoone soojuslik ajakonstant, seda rohkem silutakse hoone soojusakumulatsiooni võime tagajärjel välistingimuste kiired muutused ja ebatäpsused ruumidesse suunatava soojushulga reguleerimisel.
Määramine EPN 18 EPN 18 jagab hooned soojuslike ajakonstantide järgi kolme gruppi: 1). madala soojuspüsivusega (soojuseakumulatsioonivõimega) hooned, ajakonstant: τb = 40..100 h; 2). keskmise soojuspüsivusega hooned, ajakonstant: τb = 100...200 h; 3). kõrge soojuspüsivusega hooned, ajakonstant: τb > 200 h.
Määramine EPN 18 Esimesse gruppi kuuluvad valdavalt enne 1990. aastat ehitatud mitmekorruselised hooned, mille välispiirete U-arv on kõrge ja ventilatsioonil puudub soojusetagastus, Teise gruppi kuuluvad pereelamud ja mitmekorruselised hooned, mille välispiirded on iseloomustatavad kaasaegsete hoonete U-arvudega, välisseinad on suhteliselt tihedad (väikese infiltratsiooniga), kuid ventilatsioonil puudub soojusetagastus. Kolmanda grupi moodustavad hooned , mille välispiirded on iseloomustatavad tänapäevasel tasemel U-arvudega ja mille ventilatsioonil on olemas soojusetagastus.
Määramine EPN 18 Välisõhu arvutuslikud temperatuurid sõltuvana hoone soojuslikust ajakonstandist (kui Δts =4,0 oC)
СНИП vs EPN 18 On olemas põhimõtteline erinevus välisõhu arvutusliku temperatuuri valikul nõukogude ajal kasutatud metoodika ja Eesti Projekteerimisnormatiivi EPN 18 metoodika järgi. Nõukogude aegne metoodika andis välisõhu arvutusliku temperatuuri ainult antud paikkonna kliimatingimuste järgi, lähtudes antud paikkonnas esinenud madalaimast viie üksteisele järgneva ööpäeva keskmisest temperatuurist EPN 18 metoodika seob välisõhu arvutusliku temperatuuri ka hoone soojuspüsivusega (soojuse akumulatsioonivõimega).