ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov"

Jakub Štěpánek
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov TZ21 Otopné soustavy Doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Týden Téma Vnitřní klima, zásady pro volbu vytápěcího zařízení, Výpočet tepelného příkonu dle ČSN EN Návrh a konstrukce otopných ploch I Návrh a konstrukce otopných ploch II Parametrické navrhování otopných soustav Dimenzování OS Regulace vytápění Hydronika otopných soustav Navrhování a konstrukce čerpadel Kombinované otopné soustavy Sálavé a teplovzdušné vytápění průmyslových objektů Parní otopné soustavy Prezentace seminární práce Prezentace seminární práce 1

2 Seminární práce: Téma : Optimalizace návrhu vytápění objektu Objekt: z projektu 10 nebo 30 Osnova (orientační): Stručný popis objektu (účel, umístění, zdroje energie, provozní režim) 2 až 3 varianty řešení koncepce vytápění (jednotrubka, dvoutrubka, radiátory, konvektory, velkoplošné sálavé, teplovzdušné atd.) a jejich porovnání (multikriteriální analýza např. z hlediska provozních nákladů, investičních nákladů, účinnosti, kvality vnitřního prostředí atd.) Výběr varianty. Varianty dokumentovat technickým popisem a schématickým výkresem 1:100 až 1:200. Detaily řešení charakteristických a kritických prvků zvolené varianty -(např. osazení otopných těles, uložení potrubí, skladba podlahy, materiál a spojování potrubí, umístění těles atd.) v měřítku 1:10 1:25 Řešení hydraulické stability zvolené varianty - umístění a typy regulačních prvků pro hydraulické vyregulování soustavy Popis režimu provozní regulace a specifikace funkčních požadavků na regulátory, senzory a akčníčleny ve vazbě na zdroj tepla, provoz a tepelné zisky. Rozsah : max 20 stran A4 + přílohy Forma odevzdání: zpráva + poster; prezentace Termín odevzdání: nejpozději do Ukončen ení předm edmětu Zkouška ka Obhajoba seminárn rní práce prezentace nebo poster Písemný test problémov mové okruhy na www Literatura V. Jelínek, K. Kabele TZB 20 Vytápění Přednášky. Skriptum ČVUT D.Petráš áš,, D.Koudelková,, K.Kabele: Teplovodní a elektrické podlahové vytápění D.Petráš a kol.: Vytápění rodinných a bytových domů J. Bašta, K. Kabele - Otopné soustavy teplovodní.. Sešit projektanta. Společnost pro techniku prostřed edí,, 2001 J. Doubrava a kol, Regulace ve vytápění.. Sešit projektanta. Společnost pro techniku prostřed edí,, 2001 J. Bašta Otopné plochy ČVUT 2001 časopis Topenářstv ství Instalace ročník časopis Vytápění,, větrv trání instalace info.cz/ fsv.cvut..cvut.cz/ 2

3 Základy termokinetiky Teplo, tepelná energie Forma přenosu p energie související s neuspořádaným pohybem částic soustavy Teplota Stavová veličina, ina, vyjadřuj ující středn ední kinetickou energii částic hmoty Termodynamická /Kelvin/ T [K] Celsius t [ C] Fahrenheit [ F] 1 F=5/9 t= T-273,15T F=5/9 C ( F-32).5/9= 32).5/9= C O.zákon Základn kladní zákony termodynamiky Existuje stavová veličina ina TEPLOTA. Dvě soustavy v termodynamické rovnováze mají stejnou teplotu. Dvě soustavy v tepelném m kontaktu měním své fyz.parametry tak dlouho, dokud nenastane rovnováha vyjádřen ená stejnou teplotou. 3

4 Základn kladní zákony termodynamiky 1.zákon Součet energií všech hmotných objektů izolované soustavy je konstantní 2.zákon Teplo se šíří samovolně z místa m vyšší teploty do místa m s nižší teplotou. 3.zákon Žádným konečným ným pochodem nelze dosáhnout absolutní nuly Sdílen lení tepla v prostoru Vedení (kondukce) Sdílen lení uvnitř pevných těles, t Biot-Fourier Fourierův zákon Proudění (konvekce) Sdílen lení tepla makropohybem molekul a jejich shluků Pohybem tekutiny a přenos p z povrchu pevného tělesa t do tekutiny a naopak Newton-Richman Richman, Fourier-Kirchhof 4

5 Sdílen lení tepla v prostoru Prostup = proudění+veden +vedení+proudění Sálání (radiace) Přenos tepla elektromagnetickým vlněním Nevyžaduje hmotu Stefan-Boltzmann Boltzmannův zákon Sazima a kol: Technický průvodce Sdílen lení tepla VNITŘNÍ PROSTŘED EDÍ BUDOV Teorie vnitřního prostřed edí budov Tepelně vlhkostní mikroklima Akustické mikroklima Psychické mikroklima Světeln telné mikroklima Elektrostatické mikroklima a další ší. Tepelně-vlhkostn vlhkostní mikroklima Stav vnitřního prostřed edí z hlediska tepelných a vlhkostních toků mezi člověkem a okolím Tepelná pohoda Tepelná rovnováha mezi člověkem a okolím 5

6 Člov lověk k z hlediska tepelné energie Zdroj tepla Qm metabolické teplo Sdílen lení tepla s okolím Qz Dýchání Konvekce Radiace Kondukce Evaporace Rovnice tepelné bilance organismu Qm=Qz Qz pohoda Qm>Qz Qz horko Qm<Qz Qz chlad T a T p Faktory ovlivňuj ující TVM Člověk Tepelná produkce metabolismu Tepelný odpor oděvu Místnost Teplota vzduchu Povrchová teplota okolních stěn Rychlost proudění vzduchu Vlhkost vzduchu 6

Fyzikáln lní veličiny iny pro popis tepelného stavu místnosti m Teplota vzduchu Teplota okolních ploch Účinná teplota okolních ploch, t reff Teplota imaginárn rní duté šedé

t n 273 1 Operativní teplota, (globeteplota( globeteplota,, výsledná teplota) Zohledňuje teplotu vzduchu i teplotu okolních ploch Měří se kulovým teploměrem tg = hcgt a h cg

7 Fyzikáln lní veličiny iny pro popis tepelného stavu místnosti m Teplota vzduchu Teplota okolních ploch Účinná teplota okolních ploch, t reff Teplota imaginárn rní duté šedé koule, která má stejné sálavé účinky jako daný prostor t r = ϕrr1.t ϕrn.t n Operativní teplota, (globeteplota( globeteplota,, výsledná teplota) Zohledňuje teplotu vzduchu i teplotu okolních ploch Měří se kulovým teploměrem tg = hcgt a h cg + h t + hrg rg r Tepelná pohoda Faktory prostřed edí: teplota, vlhkost, rychlost proudění vzduchu, sálánís Osobní faktory: Aktivita - metabolické teplo (W/m 2 ) Oděv tepelná izolace oblečen ení (m 2.K/W) Jednotka 1 clo=0,155m 2.K/W <0,5 clo 0,6-1,2 clo >3,5 clo 7

Tepelná pohoda Hodnocení kvality prostřed edí-indexy: PMV (Predicted Mean Vote) předpokl edpokládaná průměrn rná volba=průměrný rný tepelný pocit člověka PPD (Predicted

chladno, zima PPD PMV Kategorie prostřed edí Kategorie vnitřního tepelného prostředí A B C Tepelná pohoda Celkový tepelný stav těla Předpokládané procento nespokojených

8 Tepelná pohoda Hodnocení kvality prostřed edí-indexy: PMV (Predicted Mean Vote) předpokl edpokládaná průměrn rná volba=průměrný rný tepelný pocit člověka PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) předpokládané procento nespokojených PMV - vyhodnocení 7stupňů 3, 2, 1, 0,-1,-2,-3 horko, teplo, mírně teplo neutrálně mírně chladno, chladno, zima PPD PMV Kategorie prostřed edí Kategorie vnitřního tepelného prostředí A B C Tepelná pohoda Celkový tepelný stav těla Předpokládané procento nespokojených PPD < 6% < 10% < 15% Předpokládané průměrné hodnocení PMV 0,2 < PMV < + 0,2 0,5 < PMV < + 0,5 0,7 < PMV < + 0,7 PMV predicted mean vote,, PPD predicted percentage of dissatisfied 8

9 Tepelná pohoda Optimáln lní výsledná teplota Provoz Kancelář Bydlení clo 1,0 1,0 met 1,2 1,2 Kat. A B C A B C Výsledná teplota Tepelná pohoda optimáln lní výsledná teplota 9

10 Tepelná pohoda optimáln lní výsledná teplota Vyhodnocení vnitřního prostřed edí operativní teplota t g ( C) asymetrie radiační teploty t r ( C) rozdíl l operativních teplot vzduchu v úrovni hlava-kotn kotníky ky t o ( C) rychlost proudění vzduchu v a (m.s-1 ) intenzita sálánís I (W.m -2 ) relativní vlhkost rh (%) 10

Měř ěřen ení vnitřního prostřed edí budov Kulový teploměr Teplota vzduchu

Podklady pro navrhování OS - energetické výpočty Stanovení potřebn ebného

ústředním m vytápění ČSN EN 12831 Tepelné soustavy.

11 Měř ěřen ení vnitřního prostřed edí budov Kulový teploměr Teplota vzduchu Relativní vlhkost Intenzita sálání Povrchové teploty Rychlost proudění vzd Podklady pro navrhování OS - energetické výpočty Stanovení potřebn ebného výkonu tepelné ztráty ty ČSN O60210 Výpočet tepelných ztrát t při p ústředním m vytápění ČSN EN Tepelné soustavy. Stanovení tepelného příkonu Stanovení roční potřeby energie Denostupňov ová metoda EN 832 Vyhláš áška MPO č.291/2001 sb energetický průkaz budovy EPDB energy performance building directive Matematické modelování Porovnání variant řešení Nestandardní řešení 11

Podobné dokumenty

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. EEB1 - doc.ing.karel Kabele, CSc. 1

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov EEB1 Vytápění Úvod do vytápění doc.ing.karel Kabele,CSc. 1 Literatura, informace Skripta EEB1 (Kabele a kol.) http://tzb.fsv fsv.cvut..cvut.czcz