Master's Thesis

Retrofit of heating system in a family house

Final Thesis 5.79 MB Appendix 2.95 MB

Author of thesis: Ing. Pavel Doležel

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Abstract:

The master’s thesis deals with the solid-fuel fired furnaces, complying with the new emission legislation, and their application in central heating. The introductory part of the thesis focuses on the theory of solid fuels combustion, pertinent legislation, and various designs of solid-fuel fired furnaces. The main part of the thesis deals with the design of a central heating system for a townhouse with a solid-fuel fired furnace as the primary heat source for central heating. A roof-mounted PV system was considered for solar-assisted domestic hot water heating. The energy performance of the house was evaluated with the use of the degree-day method and also with a detailed computer simulation in TRNSYS. As an appendix, the thesis includes the detailed engineering calculations and the engineering drawings and diagrams of the central heating system.

Keywords:

Solid-fuel fired furnaces, design of heating system, domestic hot water heating, townhouse, design of photovoltaic system.

Date of defence

15.07.2020

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student prezentoval svoji DP práci. Byly přečteny posudky vedoucího a oponenta a položeny otázky oponenta. Student zodpověděl dotazy oponenta. V rozpravě k DP byly položeny studentovi tyto otázky: doc. Katolický se dotázal zda je skutečně vhodné v současné době instalovat vytápění na dřevo a to z dlouhodobého pohledu vzhledem k aktuální situaci. Doktor Formánek se dotázal na předpokládanou velikost pojišťovacího ventilu. doc. Katolický se zeptal na způsob řešení nabíjení a vybíjení akumulačních nádob, které není z hydraulického schématu patrné. prof. Jedelský ze zeptal na důvod využití FV panelů pro ohřev TV a návratnost takovéto investice. prof. Jícha se zeptal proč je použit zdroj o výkonu 22 kW pro objekt se ztrátou cca 11 kW? Doktor Formánek položil otázku na rozdíl mezi tlakově závislou a tlakově nezávislou regulační armaturou.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Environmental Engineering (M-TEP)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. (člen)
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Patočka, Ph.D. (člen)
Ing. Marian Formánek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

S tématem diplomové práce přišel sám diplomant a tato skutečnost se velmi pozitivně projevila na jeho přístupu ke zpracování práce. Na řešení diplomové práce se také příznivě projevily zkušenosti, které diplomant získal při své činnosti v projekční praxi, které se věnoval paralelně se studiem. Po úvodním upřesnění obsahu a cílů práce postupoval diplomant samostatně, a to jak při návrhu technického řešení, tak při provádění potřebných výpočtů a zpracování výkresové dokumentace. V úvodu práce se diplomant věnuje také aktuální problematice kotlů na tuhá paliva, u kterých v roce 2022 vejdou v platnost zpřísněné emisní limity. Pro tuto část práce si diplomant připravil několik původních ilustračních obrázků. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria
Splnění požadavků a cílů zadání
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod
Vlastní přínos a originalita
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii
Logické uspořádání práce a formální náležitosti
Grafická, stylistická úprava a pravopis
Práce s literaturou včetně citací
Samostatnost studenta při zpracování tématu

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá problematikou rekonstrukce vytápění rodinného domu, která je vyvolána nutností náhrady současného zdroje tepla za nový, s vyhovující emisní třídou.
Diplomant k řešení dané problematiky přistoupil komplexně, kdy napřed nastiňuje problematiku kotlů na tuhá paliva a legislativu omezující jejich provoz. Následně přechází k návrhu otopného systému budovy, způsobu přípravy TV, volbě zdrojů tepla, řešení problematiky spalovacího vzduchu a systému MaR. Celý proces výpočtů a návrhů je srozumitelně popsán a podložen dostatečným množstvím odkazů na odbornou literaturu.
Zvolená koncepce vytápění je poměrně netradiční a pravděpodobně vychází z požadavků investora. Snahou je maximalizovat využití obnovitelných zdrojů energie (OZE), kdy jako primární zdroj slouží zplynovací kotel na dřevo a k ohřevu TV je přednostně využito fotovoltaických panelů. Záložním zdrojem tepla je plynový kondenzační kotel. Celý systém vytápění a ohřevu teplé vody je tedy poměrně komplikovaný, avšak logicky a funkčně navržený. Oceňuji skutečnost, že student ověřil návrh celé rekonstrukce pomocí energetické simulace v prostředí TRNSYS, což v současnosti nebývá zvykem, ačkoli systémy využívající OZE si o to přímo říkají.
Student vypracoval diplomovou práci v nadstandardním rozsahu a prokázal schopnost aplikovat získané poznatky při řešení aktuální problematiky. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Azimut 70 ° není zrovna obvyklý pro instalaci FV panelů. Mohl byste pro danou lokalitu porovnat zisk Vámi navrženého systému se s optimálně směrovaným systémem?
  2. Z jakého důvodu byla volena kombinace podlahového vytápění a otopných těles?
  3. Jak ovlivňuje průtok tlakové ztráty na regulační armatuře? Lze skutečně na navrženém rozdělovači považovat ztráty regulačních armatur za stejné u všech okruhů, tak jak uvádíte na str. 81?
  4. Jak byla stanovena doba mezi zátopy, viz tab. 4.2 na str. 114?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová