Jak obliczyć zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową (c.w.u.)? Są dwa sposoby!
Obliczenie zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową dla domu jednorodzinnego nie powinno stanowić problemu. Z pewnością więc może dziwić fakt, że istnieją dwa systemy, według których się je oblicza. Co ciekawe – mniej intuicyjny, a wręcz przez niektórych uważany za bezsensowny sposób to ten, którym należy się posługiwać przy obliczeniach cieplnych. Obliczenie zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową (c.w.u) możemy wykonać sami, a my postaramy się wytłumaczyć, jak to zrobić.
Redakcja GLOBEnergia
- Modernizację systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej śmiało możemy nazwać termomodernizacją. Co więcej, sami możemy ją zaplanować.
- Przedstawiamy dwa sposoby na obliczenie zapotrzebowania na c.w.u. i wyjaśniamy, dlaczego ten obowiązujący przy wyznaczaniu świadectw ma swoje wady.
- Różnica między tymi dwoma sposobami dla domu o powierzchni 150 m2, w którym mieszkają cztery osoby to aż 1200 kWh!
Do czego umiejętność obliczenia zapotrzebowania na c.w.u. może nam się przydać? Przede wszystkim przy modernizacji systemu przygotowania ciepłej wody. Zmiana liczby domowników, wymiana źródła ciepła czy konieczność montażu nowego zasobnika to tylko kilka głównych powodów. Usprawnienia w tym zakresie śmiało możemy nazwać termomodernizacją, ponieważ zwykle elementy systemu grzewczego wymieniamy na nowe, które charakteryzują się wyższą sprawnością. Nawet zasobnik c.w.u. posiada swoją sprawność, co niekoniecznie musi być zaznaczone na zasobniku, a aby ją poznać należy pochylić się nad kartą produktu. Czym jest sprawność zasobnika? To w skrócie umiejętność magazynowania, uwzględniająca straty do otoczenia przez izolację.
Modernizacja systemu c.w.u. to również termomodernizacja
Aby wymienić zasobnik c.w.u. często nie sięgamy po opinię projektanta, ale nic nie szkodzi, aby tę wymaganą objętość obliczyć we własnym zakresie. Poświęcając chwilę, możemy zapobiec zakupowi urządzenia w złym rozmiarze. Inwestycja w zbyt duży będzie droższa, niewykorzystana energia z tak dużego magazynu ciepła będzie się marnować, a ponadto sam zasobnik będzie zajmował więcej miejsca. Z kolei montaż zbyt małego zasobnika c.w.u. będzie stale uprzykrzał życie domownikom, ponieważ szybko będzie się rozładowywał.
Zanim jednak przejdziemy do głównej – obliczeniowej części, to przybliżymy nieco teorię. Wydawać by się mogło, że zapotrzebowanie powinno odnosić się do liczby osób, które mieszkają w budynku. Cóż, polskie prawo i metodologia wyznaczania świadectw charakterystyki energetycznej mówią inaczej. Zapotrzebowanie na c.w.u oblicza się w odniesieniu do powierzchni budynku, co ma sens o tyle, że liczba mieszkańców jest zmienna w czasie. Na tym jednak sensowność się kończy. Ciekawostką jest to, że jak wprowadzono świadectwa w 2009 roku to obowiązywała zasada z liczbą domowników. Później ją zmieniono. Pokażemy więc, w jaki sposób obliczyć zapotrzebowanie na c.w.u. dla domu jednorodzinnego przy pomocy tych dwóch sposobów. Porównamy też, jakie różnice między nimi wychodzą. Oto dwa potrzebne wzory.
- Zobacz również: Ile węgla potrzebuje pompa ciepła? Porównanie z kotłem węglowym!
Dwie metody obliczeń
Wzór aktualnie obowiązujący, a pod nim ten uwzględniający liczbę mieszkańców. Poniżej przedstawiamy wyniki obliczeń.
Qw,nd = VWi·Af·cw·ρW·(θW-θ0)·kR·tR/3600 [kWh/rok]
Qw,nd = VCWi·Li·cw·ρW·(θW-θ0)·kt·tUZ/3600 [kWh/rok]
gdzie:
VWi – jednostkowe dobowe zapotrzebowania ciepłą wodę użytkową – dla domu jednorodzinnego równy 1,4 dm3/(m2·doba)
VCWi – jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody na osobę – według Rozporządzenia z 2008 roku, jeśli nie ma dostępnych pomiarów to wybierana jest wartość z tabeli, czyli 35 dm3/(j.o.·doba)
Af – powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza – do analizy na potrzeby artykułu przyjęto 150 m2
Li – liczba jednostek odniesienia, czyli ile osób mieszka w budynku – do analizy przyjęto 4 osoby
cw – ciepło właściwe wody, czyli parametr określający, ile potrzeba dostarczyć energii do 1 kg wody, aby podnieść jej temperaturę o jeden stopień – jest to wartość stała równa 4,19 kJ/(kg·K)
ρW – gęstość wody, którą do obliczeń przyjmuje się równą 1 kg/dm3
θW – obliczeniowa temperatura c.w.u. w zaworze czerpalnym, która jest równa 55°C
θ0 – obliczeniowa temperatura wody przed podgrzaniem, która jest równa 10°C
kR – współczynnik korekcyjny ze względu na przerwy w użytkowaniu c.w.u. – dla budynku jednorodzinnego równy jest 0,9
kt – mnożnik korekcyjny dla temperatury ciepłej wody innej niż 55°C – dla domu jednorodzinnego 1
tR – liczba dni w roku, czyli 365
tUZ – czas użytkowania, czyli rok pomniejszony o przerwy urlopowe o 10%, czyli 328,5 dnia
Omówienie wyników obliczeń zapotrzebowania na c.w.u.
Okazuje się, że według aktualnej metodologii roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na c.w.u. jest przeszło 1200 kWh wyższe niż to odnoszące obliczenia do liczby mieszkańców. System obliczania według mieszkańców jest zdecydowanie bardziej prawdopodobny. Co ciekawe, aby zrównać te dwa słupki na wykresie, należałoby przeprowadzić obliczenia aż dla 6 osób. Przy modernizacji systemu przygotowania c.w.u. nieocenionym wsparciem oczywiście będzie wiedza o zużyciu ciepłej wody. Można to ocenić bardzo prosto. Jeżeli dotychczas zasobnik 150-litrowy wystarczał na czteroosobową rodzinę, a najstarsze dziecko się już wyprowadziło, to przy modernizacji śmiało można zamontować mniejszy zbiornik o pojemności 120 litrów. Każde gospodarstwo domowe charakteryzuje się innym i charakterystycznym dobowym zapotrzebowaniem na c.w.u. Metoda uwzględniająca liczbę domowników ma w większości przypadków dużo więcej sensu i we własnym zakresie lepiej z niej skorzystać.
Opracowano na podstawie: Dz.U. 2008 nr 201 poz. 1240, Dz. U. 2015 poz. 376
