Krzywa Grzewcza jest kluczowym narzędziem w projektowaniu i doborze instalacji centralnego ogrzewania. Pokazuje zależność między temperaturą zewnętrzną a zapotrzebowaniem na moc cieplną budynku. Im niższa temperatura na zewnątrz, tym większa moc grzewcza jest potrzebna do utrzymania komfortu cieplnego wewnątrz. Dlatego warto zrozumieć i prawidłowo interpretować krzywą grzewczą.
Kluczowe wnioski:- Krzywa grzewcza pozwala dobrać optymalny system grzewczy i jego parametry dla budynku
- Z krzywej odczytujemy maksymalne zapotrzebowanie na moc cieplną przy najniższych temperaturach zewnętrznych
- Im bardziej stroma krzywa grzewcza, tym gorzej ocieplony jest budynek i większą moc grzewczą wymaga
- Na podstawie kształtu krzywej można ocenić efektywność energetyczną budynku i potencjał do optymalizacji
- Warto regularnie sprawdzać krzywą grzewczą i analizować jej zmiany, aby kontrolować poprawność działania systemu grzewczego
Jak obliczyć krzywą grzewczą?
Krzywa grzewcza jest wykresem pokazującym zależność między temperaturą powietrza na zewnątrz budynku a mocą cieplną potrzebną do ogrzania budynku w zależności od tej temperatury. Innymi słowy, krzywa grzewcza obrazuje ile ciepła trzeba dostarczyć do budynku przy danej temperaturze zewnętrznej, aby utrzymać stałą, komfortową temperaturę wewnątrz.
Aby obliczyć krzywą grzewczą dla budynku potrzebne są następujące dane wejściowe:
- Kubatura ogrzewanych pomieszczeń
- Współczynnik przenikania ciepła przegród zewnętrznych (ścian, okien, drzwi itp.)
- Wentylacyjna strata ciepła
- Bytowe zyski ciepła (od mieszkańców, urządzeń)
- Słoneczne zyski ciepła
- Obliczeniowa temperatura wewnętrzna pomieszczeń
- Obliczeniowe temperatury zewnętrzne (w zależności od strefy klimatycznej)
Na tej podstawie oblicza się straty ciepła przez przenikanie oraz wentylację, a następnie całkowite zapotrzebowanie na moc cieplną przy założonych temperaturach zewnętrznych. Uzyskane punkty nanosi się na wykres, tworząc tym samym krzywą grzewczą.
Wzory do obliczania krzywej grzewczej
Podstawowy wzór na moc cieplną potrzebną do ogrzania budynku przy danej temperaturze zewnętrznej jest następujący:
Q = Qpr + Qwent - ΣQzysk
gdzie:
- Q - całkowita moc cieplna potrzebna przy temperaturze zewnętrznej [W]
- Qpr - straty ciepła przez przenikanie [W]
- Qwent - wentylacyjne straty ciepła [W]
- ΣQzysk - suma zysków ciepła (bytowe, słoneczne) [W]
Straty ciepła przez przenikanie Qpr można obliczyć z wzoru:
Qpr = Σk∙A∙(ti - te)
gdzie:
- k - współczynnik przenikania ciepła danej przegrody [W/(m2∙K)]
- A - powierzchnia przegrody [m2]
- ti - temperatura wewnętrzna pomieszczenia [°C]
- te - temperatura zewnętrzna obliczeniowa [°C]
Wyznaczanie krzywej grzewczej budynku
Aby poprawnie wyznaczyć krzywą grzewczą dla budynku, oprócz obliczeń wartości mocy cieplnej dla różnych temperatur zewnętrznych, ważne jest dobranie odpowiedniej ilości punktów pomiarowych. Zwykle przyjmuje się 7-10 różnych temperatur zewnętrznych charakterystycznych dla danej strefy klimatycznej.
Temperatury obliczeniowe dobiera się następująco:
- Temperatura maksymalna - średnia temperatura najcieplejszego miesiąca w roku
- Temperatura minimalna - temperatura obliczeniowa dla danej strefy klimatycznej
- Pozostałe temperatury rozłożone równomiernie między wartościami skrajnymi
Otrzymane w ten sposób punkty należy połączyć ze sobą wykreślając krzywą grzewczą. Im więcej punktów pomiarowych, tym krzywa będzie bardziej płynna i dokładna.
Czytaj więcej: Brak rachunku Jak otrzymać rachunek za prąd
Symulacja krzywej grzewczej w Excelu
Bardzo wygodnym narzędziem do symulacji krzywej grzewczej jest program Excel. Pozwala on na szybkie przeprowadzenie obliczeń dla różnych temperatur zewnętrznych i naniesienie punktów na wykres.
Aby zasymulować krzywą grzewczą w Excelu należy:
- Wprowadzić dane wyjściowe dotyczące budynku i instalacji CO w oddzielnych komórkach (kubatura, współczynniki U ścian i okien, temperatury itp.)
- W osobnych kolumnach obliczyć kolejno: straty przez przenikanie, wentylacyjne, zyski ciepła oraz całkowitą moc cieplną dla założonych temperatur zewnętrznych
- Kolumny z temperaturami zewnętrznymi i mocą cieplną przenieść na wykres xy
- Połączyć punkty wykreślając krzywą grzewczą
Taka symulacja w Excelu pozwala szybko przetestować wpływ różnych parametrów (np. ocieplenia ścian, szczelności okien) na kształt i położenie krzywej grzewczej.
Pomiar mocy cieplnej urządzeń grzewczych
Oprócz symulacji komputerowych, bardzo przydatne jest też praktyczne określenie mocy cieplnej zainstalowanych w budynku urządzeń grzewczych. Pozwala to zweryfikować, czy rzeczywista wydajność kotłów, grzejników itp. pokrywa obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną.
Do pomiaru mocy urządzeń grzewczych potrzebne są mierniki poboru gazu, prądu lub ciepła. Na ich podstawie można określić rzeczywisty pobór energii i przeliczyć go na wytworzoną moc cieplną w kW.
Pomiary mocy wykonuje się przy różnych temperaturach zewnętrznych, dzięki czemu otrzymuje się kilka punktów pozwalających nanieść wyniki na wykres krzywej grzewczej.
Interpretacja krzywej grzewczej instalacji CO
Poprawnie wyznaczona krzywa grzewcza dostarcza cennych informacji na temat zapotrzebowania budynku na moc cieplną i pozwala ocenić działanie instalacji CO.
Poniższe cechy krzywej grzewczej mają kluczowe znaczenie:
- Maksymalna moc cieplna przy najniższej temperaturze - informuje o zapotrzebowaniu szczytowym i doborze mocy kotła
- Minimalna moc cieplna przy najwyższej temperaturze - pokazuje zapotrzebowanie na ciepło w okresie letnim
- Nachylenie krzywej - im bardziej stroma, tym gorzej ocieplony jest budynek
- Położenie krzywej - im niżej, tym mniejsze zapotrzebowanie na moc przy takiej samej temperaturze
Dokładna analiza i interpretacja krzywej grzewczej pozwala zoptymalizować pracę kotłów, dobrać właściwe grzejniki oraz ocenić efektywność energetyczną budynku.
Podsumowanie
Krzywa grzewcza jest podstawowym narzędziem służącym do projektowania efektywnych energetycznie systemów grzewczych. Pokazuje ona zależność temperatury zewnętrznej od zapotrzebowania na energię cieplną potrzebną do ogrzania budynku. Im bardziej stroma krzywa grzewcza, tym gorzej ocieplony jest budynek.
Aby poprawnie wyznaczyć krzywą grzewczą, należy przeprowadzić obliczenia strat ciepła przez przenikanie i wentylację dla różnych temperatur zewnętrznych. Następnie punkty nanosi się na wykres, tworząc w ten sposób krzywą grzewczą. Jej kształt i położenie pozwala ocenić izolacyjność budynku oraz dobrać optymalne rozwiązania grzewcze.
Interpretacja krzywej grzewczej wymaga zwrócenia uwagi na kilka kluczowych parametrów: maksymalną moc cieplną przy najniższej temperaturze, nachylenie krzywej oraz jej położenie. Analiza tych cech pozwala ocenić efektywność energetyczną budynku i sformułować rekomendacje co do modernizacji systemu grzewczego.
Aby precyzyjnie ustawić krzywą grzewczą dla konkretnego obiektu, można posłużyć się specjalnymi kalkulatorami online. Pozwalają one na szybkie wyznaczenie zapotrzebowania na moc cieplną w zależności od temperatury zewnętrznej i parametrów budynku. Ułatwia to późniejszą konfigurację ustawień sterowników kotłów i zaworów termostatycznych.
