Modelowanie zużycia gazu w lokalnej kotłowni wytwarzającej ciepło na potrzeby budynku mieszkalnego

Abstrakt

Artykuł przedstawia oryginalny matematyczny model prognozowania zużycia gazu w budynkach wielorodzinnych wyposażonych w lokalne kotłownie gazowe. Opracowany model integruje analizę zapotrzebowania na ciepło do centralnego ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej, uwzględniając rzeczywistą zmienność temperatury zewnętrznej, dobowe profile zużycia wody, charakterystykę pracy kotłów oraz parametry instalacji grzewczej. W pracy opisano równania definiujące temperaturę zasilania na podstawie krzywych grzewczych, cykliczną pracę palnika i pomp obiegowych oraz proces mieszania wody w podgrzewaczach pojemnościowych. Walidację modelu przeprowadzono na podstawie danych eksploatacyjnych pozyskanych z budynku mieszkalnego we Wrocławiu, uzyskując wysoką zgodność wyników symulacji z pomiarami godzinowymi i miesięcznymi. Symulacje wykazały, że maksymalne godzinowe zużycie ciepłej wody użytkowej wynosiło 420 dm³, co odpowiadało wykorzystaniu ponad 30% pojemności zastosowanych podgrzewaczy. Przy ujemnych temperaturach obliczeniowych zewnętrznego powietrza konieczne było wykorzystanie niemal pełnej dostępnej mocy kotłów, a udział mocy przeznaczonej na przygotowanie c.w.u. stanowił około 25% chwilowej mocy grzewczej potrzebnej na cele c.o. W analizowanym obiekcie uzasadniono także stosowanie jednostkowych wskaźników zapotrzebowania na ciepło: 57 W/m² dla c.o. oraz 45 dm³/(os·dobę) dla c.w.u. Wyniki te potwierdzają wysoką przydatność modelu do prognozowania zużycia gazu w budynkach mieszkalnych