Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Optymalizacja systemów grzewczych i wentylacyjnych
Course of study:
2012/2013
Code:
DIS-1-409-s
Faculty of:
Mining Surveying and Environmental Engineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż, prof. AGH Pająk Leszek (pajakl@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż, prof. AGH Pająk Leszek (pajakl@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K002 docenia poszanowanie energii i ma świadomość wpływu wybieranych rozwiązań technicznych na zaczerpywania zasobów paliw kopalnych IS1A_K04, IS1A_K02 Activity during classes
M_K003 posiada wiedzę pozwalającą opiniować proponowane rozwiązania, w świetle innych powszechnie stosowanych w technice rozwiązań IS1A_K05 Activity during classes
Skills
M_U001 potrafi określić zapotrzebowanie na moc i energię zużywaną w celach grzewczych i klimatyzacyjnych dla obiektów o charakterze mieszkalnym i usługowym IS1A_U15, IS1A_U14, IS1A_U17 Execution of a project
M_U002 potrafi określić parametry przyłącza w zakresie określenia mocy przyłączeniowej i sezonowego zapotrzebowania na nośnik energii IS1A_U15, IS1A_U18, IS1A_U17 Execution of a project
M_U003 potrafi przewidywać efekty wykorzystania energii odpadowej w procesach ogrzewania, klimatyzacji i wentylacji IS1A_U18, IS1A_U17 Execution of a project
M_U004 potrafi zaproponować modyfikacje technologii procesów ogrzewania, klimatyzacji i wentylacji zmierzające do ich optymalizacji IS1A_U18, IS1A_U17 Activity during classes,
Project
Knowledge
M_W001 posiada podstawy wiedzy z zakresu komfortu cieplnego i jego wpływu na charakterystykę odbiorcy oraz efekty pracy systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji IS1A_W15, IS1A_W13 Examination
M_W002 zna poszczególne sposoby wymiany ciepła budynku z otoczeniem wraz ilościową i jakościową oceną ich wpływu charakterystykę obiektu IS1A_W15, IS1A_W13 Examination
M_W003 wie jaki jest wpływ charakterystyki budynku na środowisko IS1A_W23, IS1A_W26 Examination
M_W004 zna stosowane w technice technologie ciepłownicze, wentylacyjne i klimatyzacyjne oraz komponenty tych instalacji IS1A_W15 Examination
M_W005 zna sposoby oceny jakości pracy instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych pod kątem oceny technicznej (energetycznej), ekologicznej i ekonomicznej Examination
M_W008 zna matematyczne podstawy optymalizacji procesów technicznych wraz z zasadami obowiązującymi przy ustalaniu założeń upraszczających IS1A_W15, IS1A_W01, IS1A_W02, IS1A_W13 Execution of a project
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K002 docenia poszanowanie energii i ma świadomość wpływu wybieranych rozwiązań technicznych na zaczerpywania zasobów paliw kopalnych - - - - - - - - - - -
M_K003 posiada wiedzę pozwalającą opiniować proponowane rozwiązania, w świetle innych powszechnie stosowanych w technice rozwiązań - - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi określić zapotrzebowanie na moc i energię zużywaną w celach grzewczych i klimatyzacyjnych dla obiektów o charakterze mieszkalnym i usługowym - - - + - - - - - - -
M_U002 potrafi określić parametry przyłącza w zakresie określenia mocy przyłączeniowej i sezonowego zapotrzebowania na nośnik energii - - - + - - - - - - -
M_U003 potrafi przewidywać efekty wykorzystania energii odpadowej w procesach ogrzewania, klimatyzacji i wentylacji - - - + - - - - - - -
M_U004 potrafi zaproponować modyfikacje technologii procesów ogrzewania, klimatyzacji i wentylacji zmierzające do ich optymalizacji - - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 posiada podstawy wiedzy z zakresu komfortu cieplnego i jego wpływu na charakterystykę odbiorcy oraz efekty pracy systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji + - - - - - - - - - -
M_W002 zna poszczególne sposoby wymiany ciepła budynku z otoczeniem wraz ilościową i jakościową oceną ich wpływu charakterystykę obiektu + - - - - - - - - - -
M_W003 wie jaki jest wpływ charakterystyki budynku na środowisko + - - - - - - - - - -
M_W004 zna stosowane w technice technologie ciepłownicze, wentylacyjne i klimatyzacyjne oraz komponenty tych instalacji + - - - - - - - - - -
M_W005 zna sposoby oceny jakości pracy instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych pod kątem oceny technicznej (energetycznej), ekologicznej i ekonomicznej + - - - - - - - - - -
M_W008 zna matematyczne podstawy optymalizacji procesów technicznych wraz z zasadami obowiązującymi przy ustalaniu założeń upraszczających + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Pojęcie komfortu cieplnego

    Podstawy z zakresu higieny jako czynniki kreujące kryteria, którym sprostać muszą instalacje ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (komfort cieplny, jakość powietrza, oddziaływanie budynku na zdrowie człowieka).

  2. Elementy fizyki budowli

    1. Bilans cieplny budynku, elementy składowe bilansu: zyski i straty energii. Bilans zapotrzebowania na powietrze świeże.
    2. Charakterystyka elementów składowych budynku, wprowadzenie definicji i pojęć opisujących budynek (charakterystyka cieplna i wentylacyjna).

  3. Charakterystyka odbiorcy (grzewcza, wentylacyjna i klimatyzacyjna)

    1. Krzywa uporządkowana zapotrzebowania na moc i parametry nośnika ciepła/chłodu, średnioroczny i sezonowy współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej.
    2. Wpływ parametrów opisujących atmosferę na potrzeby cieplne i wentylacyjne. Źródła ogólnie dostępnych danych pogodowych.

  4. Wprowadzenie do klimatyzacji

    Omówienie podstawowych zagadnień związanych z klimatyzacją obiektów mieszkalnych i usługowych.
    Źródła chłodu – rodzaje charakterystyka, efektywność pracy.

  5. Przygotowanie ciepłej wody użytkowej

    Wprowadzenie do tematyki związanej z przygotowaniem ciepłej wody użytkowej. Zasady doboru i wymiarowania elementów składowych instalacji.

  6. Zaspokojenia zapotrzebowania na energię cieplną

    1. Wymagania stawiane elementom składowym systemu energetycznego: źródło energii – system dystrybucji nośnika energii – system ogrzewania. Opis i charakterystyka ww. komponentów.
    2. Źródła energii: konwencjonalne (paliwa) i odnawialne – charakterystyka. Zasady doboru i wymiarowania.
    3. Rodzaje systemów dystrybucji energii. Sposoby sterowania mocą dostarczoną. Zasady doboru i wymiarowania.

  7. Wentylacja

    Wprowadzenie do wentylacji budynków: rodzaje wentylacji, elementy składowe instalacji wentylacyjnych, rekuperacja. Zasady doboru i wymiarowania elementów składowych instalacji wentylacyjnej.

  8. Techniczne metody poprawy jakości pracy instalacji

    1. Recyrkulacja.
    2. Rekuperacja.
    3. Okresowe obniżenie temperatury i redukcja wymiany powietrza.
    4. Strefy zróżnicowanych parametrów roboczych.
    5. Akumulacja energii.
    6. Elementy pasywne.
    7. Sterowanie z priorytetem na zaspokojenie określonych potrzeb.

  9. Wprowadzenie podstawowych pojęć z zakresu optymalizacji

    1. Matematyczne podstawy procesu optymalizacji.
    2. Metody numeryczne optymalizacji.
    3. Praktyczna adaptacja optymalizacji w rozwiązaniach technicznych, definicja parametrów istotnych.

Project classes:
  1. Określenie efektu adaptacji wybranej metody poprawy efektywności systemu

    1. Wprowadzona zostanie wybrana metoda poprawy efektywności pracy systemu ogrzewania i/lub wentylacji.
    2. Zakładając zastosowanie ww. modyfikacji systemu określone zostaną nowe parametry i efekty jego pracy.

  2. Jakościowa i ilościowa ocena efektywności i opłacalności adaptacji proponowanych rozwiązań

    1. Na tle grupy studentów rozwiązujących podobne zagadnienie projektowe przedyskutowane zostaną osiągnięte efekty modyfikacji systemu bazowego (określając wybrane wskaźniki techniczne, ekologiczne i ekonomiczne).
    2. Na podstawie dyskusji i przeglądu literatury określone zostaną przybliżone efekty zastosowania poszczególnych metod poprawy efektywności pracy instalacji ogrzewania i wentylacji.

  3. Wybór technologii adekwatnej do dostępnych źródeł energii i potrzeb odbiorcy

    1. Wybór technologii adekwatnej dla zaspokojenia potrzeb odbiorcy co do zaspokojenia potrzeb cieplnych i
    wentylacyjnych.
    2. Określanie głównych parametrów projektowych instalacji grzewczej i wentylacyjnej: strumienie czynników roboczych, temperatury robocze.

  4. Ilościowa ocena efektywności energetycznej, ekologicznej i ekonomicznej

    1. Ustalanie zapotrzebowanie na napędowe nośniki energii,
    2. Określanie kosztów funkcjonowania instalacji oraz podstawych wskaźników techniczno-ekonomiczne.
    3. Określenie wpływu instalacji na środowsisko w zakresie emisji zanieczyszczeń do powietrza.

  5. Ocena zapotrzebowania obiektu na moc i energię

    1. Określanie obliczeniowe, przybliżone, zapotrzebowanie na moc maksymalną i wymianę powietrza dla wybranego obiektu na podstawie charakterystyki używanych materiałów, docelowego sposobu użytkowania i lokalnych warunków klimatycznych.
    2. Określanie obliczeniowe zapotrzebowanie na energię dla wybranego obiektu.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 130 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in project classes 30 h
Contact hours 2 h
Completion of a project 30 h
Realization of independently performed tasks 36 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa będzie ustalana na podstawie:
1. wyniku egzaminu (zakres tematyki obowiązującej na egzaminie będzie się pokrywał z programem wykładów).
2. projektu realizowanego samodzielnie przez Studenta (zakres projektu obejmował będzie zagadnienia zgodnie z przewidywanym programem ćwiczeń projektowych). Na ćwiczeniach projektowych omawiane będą kolejne jego etapy i problemy, na które napotkają Studenci realizując projekt. W trakcie zajęć prowadzący będzie dodatkowo oceniał zaangażowanie i samodzielną pracę poświęconą realizacji poczynionych zamierzeń.
Ocena końcowa będzie średnią ważoną z oceny egzaminu z wagą 0,4 i oceny z projektu z wagą 0,6.
Do zaliczenia przedmiotu konieczne jest uzyskanie oceny pozytywnej zarówno z egzaminu jak i ćwiczeń projektowych – niezależnie od podanego sposobu wyliczania średniej. W przypadku braku pozytywnej oceny z egzaminu lub projektu realizowanego w trakcie ćwiczeń projektowych wystawia się ocenę końcową 2,0 (co jest równoznaczne z brakiem zaliczenia przedmiotu).

Prerequisites and additional requirements:

Podstawy z zakresu termodynamiki i techniki cieplnej:
- moc, praca, energia, entalpia, entropia, egzergia,
- gazy wilgotne, wykres i-X (Moliera) dla powietrza wilgotnego,
- energia odpadowa i sposoby jej efektywnego odzysku,
- wykresy pasmowe rozpływu energii (wykresy Sankey’a).
Podstawy matematyki i fizyki:
- ekstrema funkcji, w tym ekstrema funkcji wielu zmiennych,
- analiza wrażliwości,
- optymalizacja.

Recommended literature and teaching resources:

1. Recknagel H., Sprenger E., Schramek E.R.. Kompendium wiedzy: ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo. OMNI SCALA, Wrocław, 2008.
2. Rubik M., Nowicki J., Chmielowski A., Pykacz S., Furtak L. Centralne ogrzewanie, wentylacja, ciepła i zimna woda oraz instalacje gazowe w budynkach jednorodzinnych – Poradnik. Ośrodek Informacji “Technika instalacyjna w budownictwie”. Warszawa, 2000.
3. Krygier K., Klinke T., Sewerynik J. Ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja. WSziP. Warszawa, 1995.
4. Norwisz J (red.) Termomodernizacja budynków dla poprawy jakości środowiska. Biblioteka Fundacji Poszanowania Energii. Gliwice, 2004.
5. Szarkowski A., Łatowski L., Ciepłownictwo. WNT. Warszawa 2006.
6. Zbijowski K. (red.), Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku – metodyka “Krok po roku”. Wydawnictwo S+O. Bielsko-Biała 2008.
7. Materiały opisujące metodykę sporządzania Świadectw charakterystyki energetycznej budynków (Rozp. Ministra Infrastruktury z 6.11.2009, Dz. U. 201 poz. 1240).
8. Ciepłownictwo, ogrzewnictwo, wentylacja – miesięcznik naukowo-techniczny.
9. Branżowe portale internetowe (renomowane), przykładowo:
a) InstalReporter: http://instalreporter.pl/,
b) Ogrzewnictwo.PL: http://www.ogrzewnictwo.pl/,
c) Wentylacja.com.pl: http://wentylacja.com.pl/.
10. Ministerstwo Infrastruktury Rzeczypospolitej Polskiej. Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków: http://www.mi.gov.pl/2-48203f1e24e2f-1787735-p_1.htm.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None