Úvod do problematiky průmyslového vytápění velkoprostorových objektů

Transkript

1 Faula rojní Úav echny proředí Úvod do problemay průmylového vyápění veloproorových objeů Ing. Ondřej Hojer, Ph.D. Obah přednášy Charaer vyápěného objeu Tepelná pohoda Rozdíl mez álavým a eplovzdušným vyápěním Vlv druhu vyápění Teorecý návrh vyápění veloproorových objeů Zónová meoda navrhování veloproorových objeů

2 Charaer vyápěného objeu Zóny vlvu na řešení oopných ouav v průmylové hale Pracovní obla požadave opmálních eplo a nízých rychloí proudění Neurální obla požadave nízého eploního gradenu Podropní obla požadave na co nejnžší eplou (nízé zráy) Korbaý, M. a ol.: Vyápění průmylových a veloproorových objeů (I-IVX). Serál Sálavé článů a průmylové vyápění 2006 až

3 Charaer vyápěného objeu Tepelná pohoda q n = q + q + q + q + q m ved vyp dých Rovnce epelné rovnováhy g u v = 0,5 + 0, 5 mr g mr L Chela J.: Vyápění, věrání a lmazace, SNTL Praha 985. Orgnál expermenálně Nelen a Pederen 3

4 Rovnce epelné rovnováhy q n = q + q + q + q + q m ved vyp dých č = 5,25 W/(m 2.K) č = 4,80 W/(m 2.K) p pe ev Výledná eploa g g = = + mr mr mr, λ Operavní eploa o č + č = + č č mr + 2 mr [Brož,K.: Vyápění. Srpa ČVUT v Praze. 2002] Výledná eploa Měří e ulovým eploměrem, erý voří ulová baňa z eného měděného plechu maným černým povrchem, v jejímž ředu je zaunuo eploní čdlo (ruťový eploměr, ermočláne, odporový eploměr). Výledný eploměr nemá vlaní zdroj epla; v uáleném avu je álavý epelný o z proředí do ulové baňy v rovnováze onvečním epelným oem z povrchu oule do proředí. V uáleném avu e zoožní eploa povrchu baňy eploou čdla na hodnoě g [Nový,R. a ol.: Techna proředí. Srpa ČVUT v Praze. 2002] Sřední radační eploa Společná eploa všech oolních ploch, př eré by bylo celové množví epla dílené áláním mez povrchem ěla a oolním plocham ejné jao ve uečném, eploně nehomogenním proředí. Sanovuje e výpočem [Brož,K.: Vyápění. Srpa ČVUT v Praze. 2002] Operavní eploa Operavní eploa je jednoná eploa černého uzavřeného prooru, ve erém by ělo dílelo radací a onvecí ejně epla, jao ve uečném eploně nehomogenním proředí. Sanovuje e výpočem [Zmrhal, V.: Sanovení řední radační eploy (I)

5 Rozdíl mez eplovzdušným a álavým vyápěním Výšový eploní graden Teplovzdušné vyápění Sálavé vyápění Kovářová, Z.: Propagační maerály frmy Korbaý,.r.o., 2008 Teplovzdušné - Přechodné období Soupání eploy vnřního vzduchu po výšce objeu př eploách venovního vzduchu θ e = + 2 C - 3 C vyápění náěnným eplovzdušným oupravam Korbaý, M. a ol.: Vyápění průmylových a veloproorových objeů (I-IVX). Serál Sálavé článů a průmylové vyápění 2006 až

6 Teplovzdušné - Zmní exrém Soupání eploy vnřního vzduchu po výšce objeu př eploách venovního vzduchu θ e = - 3 C - 5 C vyápění náěnným eplovzdušným oupravam Korbaý, M. a ol.: Vyápění průmylových a veloproorových objeů (I-IVX). Serál Sálavé článů a průmylové vyápění 2006 až 2007 Sálavé vyápění Soupání eploy vnřního vzduchu po výšce objeu - vyápění haly álavým panely Korbaý, M. a ol.: Vyápění průmylových a veloproorových objeů (I-IVX). Serál Sálavé článů a průmylové vyápění 2006 až

7 Vlvy druhu vyápění ČSN EN 283 Poyny pro výpoče návrhových epelných zrá ve zvlášních případech Vyoé proory a rozlehlé proory U mínoí výšou do 5 m včeně e počíá e ejnou eploou vyápěného prooru. Teno U mínoí vyšších nelze zanedba vlý eploní graden, erý ovlvňuje především epelné zráy řechou. Svlý eploní graden, erý vzrůá výšou míno, edy značně záví na celových návrhových epelných zráách (úrovn epelné zolace obály budovy a výpočové venovní eploě) a druhu a umíění oopných ěle. Tyo účny e muí zohledn přrážam návrhovým epelným zráám. Tyo dodaečné návrhové zráy e nejlépe anoví užím výledů dynamcých výpočů, eré zahrnou ndvduální vlano budovy. Pro budovy návrhovým epelným zráam rovným nebo nžším než 60 W/m 2 podlahové plochy, celová návrhová epelná zráa Φ pro proory vyoou výšou e může orgova zavedením výšového orečníhočnele f h,, : Φ ( T, + V, ) h, [ W ] Φ Φ Hodnoy f h, jou uvedeny v abulce B.. = f Tabula B. Výšový oreční čnel, f h Způob vyápění a druh nebo umíění oopných ěle PŘEVÁŽNĚ SÁLAVÉ fh Výša vyápěných proorů 5 m až 0 m 0 m až 5 m podlahové ropní (eploa < 40 C) álavé o řední a vyoé eploě měrem dolů z vyoé výšy PŘEVÁŽNĚ KONVEKČNÍ ohřáí vzduchu přrozenou onvecí OHŘÁTÍ VZDUCHU NUCENOU KONVEKCÍ,5 nevhodné pro eno účel,5,5 nevhodné pro eno účel příčné proudění vzduchu v nízé výšce,30,60 proudění vzduchu měrem dolů z vyoé výšy,2,45 příčné proudění vzduchu o řední a vyoé eploě ze řední výšy,5,30 7

8 Návrh vyápění veloproorových objeů Fyzálně právné řešení Vychází ze záladních fyzálních záonů (celové epelné blance) Zjednodušené řešení - Praxe Fyzálně právné řešení Rovnce epelné rovnováhy prooru (blance ěn) Rovnce epelné rovnováhy vzduchu Rovnce epelné pohody př álavém vyápění r Chela, J.: Sálavé vyápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 96. Praha. 376 r. 8

9 Rovnce epelné rovnováhy prooru Pro plochu S ( ) S ( p) + ( ϕn ( n ) S ( pn p ) = Λ S ( p ev ) n T = σ ε ε 4 pn 4 p 2 ( n ) 2 8 c ( ) pn T p c c = č 4 4 Tpn Tp 0 pn p 5,67e-8 W/m 2 K 4 5,67 W/m 2 K 4 p pe ev Λ = + λ e n.. Čílo n-é ěny, λ 23 W/m 2 K Chela, J.: Sálavé vyápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 96. Praha. 376 r. V = ve ρ c Rovnce epelné rovnováhy vzduchu ( ) ( n Sn ( pn )) + p S p ( p ) + V p ρ p c p ( p ) n ev = p p pn oopná plocha palny povrchová n-é plochy Chela, J.: Sálavé vyápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 96. Praha. 376 r. 9

10 Rovnce epelné pohody pro álavé vyápění Qz g = + r S n q m 4 r = 4 T pj ϕ j B j 2735, ( ) od Q z [W] S od [m 2 ] a [W/m 2 K] a [W/m 2 K] f j-b [-] T j [K] r [ C] [ C] g [ C] Výon zářčů Povrch člověa (oděvu) Součnel přeupu epla áláním u člověa Součnel přeupu epla onvecí u člověa Poměr oálání mez j-ým povrchem a bodem B Aboluní eploa j-é ěny Sřední radační eploa Teploa vzduchu Výledná eploa r Chela, J.: Sálavé vyápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 96. Praha. 376 r. ZÓNOVÁ METODA NAVRHOVÁNÍ VYTÁPĚNÍ VELKOPROSTOROVÝCH OBJEKTŮ 0

11 Movace: Projean vyápění v oučano nerozlšují mez velým a malým proory, což vede e zbyečně zvýšené pořebě energe na vyápění Rodnné domy Průmylové objey, lady Byové domy Kancelářé budovy Koncerní ály, porovní adony, oely Hlavní myšlena: Různá mía v hale jou ovlvněna různým orajovým podmínam doc. Jaromír Chela 960 Ing. Mrolav Korbaý dne Zónová meoda ČSN EN 283 uvažuje v čá B velé proory, ale počíá pouze verálním rozdělení objeu

12 KONVEKCE Vlv chladné ěny Chladný onvevní proud 2 Inflrace 3 Chladné álání onem 4 Chladná onvece SÁLÁNÍ Vlv poměrů oálání B (m) Šířa budovy h (m) Výša zavěšení álavých panelů 2

13 Vlv poměrů oálání Poměr oálání v úzé hale Poměr oálání v šroé hale θ e = -2 C 60 x 54 x 9 m (L x B x h) Nově poavená andardní úroveň zaeplení Obla Praha ČSN EN W 4 W 28 W 2 56 W 40 W 80 W 3

14 Děuj za pozorno! Použá leraura Chela, J.: Sálavé vyápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 96. Praha. 376 r. Korbaý, M.: Sálavé vyápění álavé panely, nfrazářče. Společno pro echnu proředí 993. Praha. 39 r. Korbaý, M.; Sedl, J.: Průmylové oopné ouavy. Společno pro echnu proředí Čeé Budějovce. 64 r. Kolev: Topenářá příruča. 200, Praha: GAS Brož, K.: Vyápění. Srpa ČVUT. Vydavaelví ČVUT Praha. 205 r. 205 ASHRAE: ASHRAE Handboo HVAC Applcaon Ví, M., Mále, B. a Z. Mahauerová: Měření mrolmacých paramerů pracovního proředí a vnřního proředí aveb. Vění MZ. ČR, Edor. 2004, Mnervo Zdravoncví. p ČNI: ČSN Tepelná ochrana budov čá 2: Požadavy Korbaý, M. a ol.: Vyápění průmylových a veloproorových objeů (I- IVX). Serál článů až

15 Rešerše Google ( Wpeda ( Člány v čaopech Národní (VVI, Topn, Tzb-nfo, ) Meznárodní ( brána EIZ) Daabáze (Elever, Scopu, Iconda, Pcara, ) Čaopy (HLH - Hezung, Lüfung / Klma Hauechn, TZB Hauechn, Energy and Buldng, Journal of Hea Tranfer) Doupná leraura Knhovny ČVUT ( Sání echncá nhovna ( Národní nhovna ( 5