Vytápění místností a návrh otopných ploch, výpočet tepelných bilancí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Vytápění místností a návrh otopných ploch, výpočet tepelných bilancí"

Sára Marková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 yápění mísnosí a návrh oopných ploch, výpoče epelných bilancí PŘEDNÁŠKA Č.. 9 SDÍLENÍ TEPLA 1 PROUDĚNÍ (KONEKCE) ÝKON P =α.s.( p - v ) voda α= W/m K vzduch v α=5 5 W/m K RYCHLOST PROUDĚNÍ YŠŠÍ RYCHLOST - YŠŠÍ α 1

2 SDÍLENÍ TEPLA SÁLÁNÍ (RADIACE) ÝKON 4 TP1 R1 = ε1.c.s T P R = ε.c.s. 100 ZÁŘIOST c=5,77 W/m K 4 POHLTIOST ( W ) ( W) ε MATNÝ NÁTĚR 0,98 LESKLÝ NÁTĚR 0,05 = 0 C, ε = 1, = 44W / R1 m SDÍLENÍ TEPLA 3 EDENÍ (KONDUKCE) s p ÝKON λ λ s = S ( ) ( W) P1 P p1 λ λ BETON 1 W/mK λ OCEL 50W/mK λ POLYSTYREN 0,04 W/mK λ

3 SDÍLENÍ TEPLA 4 PROSTUP (EDENÍ + PROUDĚNÍ) s v = + O O P = k.s. ( ) ( W) K e e O max P malé λ,velké s podsaná konvekce (l.0,5mm) max K velké λ, malé s podsaná kondukce k je nově U součiniel prosupu epla A ZIMA YTÁPĚNÍ PRO POHODU PROSTŘEDÍ v s p B LÉTO v s p ~ < ~ > p v i eploa vzduchu v mísnosi P průměrná eploa povrchů ploch P S i. = S i Pi 3

4 ÝPOČTOÁ TEPLOTA C D p1 p v i p =( + )/ i p v i výpočová eploa (kulový eploměr) + P i = i =0 C ( C) obyné mísnosi i =4 C lázně p1<< p NERONOMĚRNOST TEPLOTY S D p1 E p D - nerovnoměrnos horizonální - od svislých chladných ploch různé sálání E - nerovnoměrnos verikální - konvekce (rozložení eploy vzduchu po výšce) 4

5 TEPELNÁ ZTRÁTA MÍSTNOSTI 1 M 1 M p p M 1 M 0 TEPELNÁ ZTRÁTA MÍSTNOSTI (BUDOY) PROSTUPEM (součiniel prosupu epla k nově U) ÝPOČTOÉ EXTRÉMNÍ PODMÍNKY ( ) = j = n 0 k j.s j. i ej j= 1 (w) e = -1, -15, -18, (-1) i + = P PRŮMĚRNÝ SOUČINITEL PROSTUPU TEPLA k c (U c ) 0 kc = ( W / m K) S. C ( ) i e 5

6 TEPELNÁ ZTRÁTA MÍSTNOSTI (BUDOY) PŘIRÁŽKY: PŘIRÁŽKA p 1 (vliv chladných sěn) p 1 = (nově značeno U c ) PŘIRÁŽKA p (záop) p =0 nepřerušované p =0,1 p =0, k C.0,15 vyápění τ>16h vyápění τ<16h PŘIRÁŽKA p 3 (na svěové srany) PŘIROZENÉ ĚTRÁNÍ INFILTRACE 1 (ÚČINEK ĚTRU) 6

7 PŘIROZENÉ ĚTRÁNÍ INFILTRACE (ÚČINEK ĚTRU) TLAK ĚTRU PODLE RYCHLOSTI c c p = ρe PŘETLAK c = 4 10m / s c 0,67 p = 0,67 ρ P e B = 3 1(18)(Pa ) SÁNÍ M = 1;0,7 0,4;0 3 1 c i = 0,4 1,m s / mpa p = 0,33 ρ S e ÝKON NA OHŘÁTÍ ZDUCHU 1300 J/m 3 K = 1300 ( i L) B M ( ) i e 0, (m 3 /s). ( i e ) (W) = 0,36(Wh / 3 m K) (m 3 / h) ( ) i e PŘIROZENÉ ĚTRÁNÍ - EXFILTRACE ŠACHTOU Z ROZDÍLU TEPLOT ŠACHTA SCHODIŠTĚ 1 7

8 PŘIROZENÉ ĚTRÁNÍ - EXFILTRACE ŠACHTOU Z ROZDÍLU TEPLOT ŠACHTA SCHODIŠTĚ - ZORCE H g ( ρ ρ ) = 10 10(1,37 1,) 17Pa p = = H i e p = p = 17Pa = e H i L H 10m,g = 10m / s, ρ = 1,37; ρ = 1,kg / m = i = 1, 10 4 m 3 s 1 / Pa m,l = 3m 4 3 = p i L = 17 1, 10 3 = 0,06m / s e = m 3 / h ÝKON NA OHŘE ZDUCHU: = 0,36 ( ) = 0,36 ( ) 80W = i e 3 PŘIROZENÉ ĚTRÁNÍ - EXFILTRACE ŠACHTOU Z ROZDÍLU TEPLOT ŠACHTA SCHODIŠTĚ 8

9 ROČNÍ SPOTŘEBA TEPLA MAX. ÝKON BUDOY B, POČET OTOPNÝCH DNÍ d DENOSTUPNĚ D = ( is es).d B.4 BR.D.e i.e.ed.n r.n 0.e i = e e i -nesoučasnos infilrace a prosupu (0,8 0,9) e -snížení eploy během dne (0,8 7) e d -zkrácení doby s vy. přesávkami (0,8 1) n r -účinnos rozvodů (0,95 0,98) n o -účinnos obsluhy (0,9 1) PRŮBĚH ROČNÍHO ÝKONU 1 YTÁPĚNÍ PLNÝ PROOZ PRŮBĚH ÝKONU BUDOY - YTÁPĚNÍ(%) % 80% 7,6%,4% 6 19 dnů 50 47,% 118 dnů % 150 0,8% 5 dnů 40% 14,8% 37 dnů 00 ε 0% 10% 18 7,% 50 [DEN] TOPNÉ OBDOBÍ (τ=6000 h) ENKONÍ TEPLOTA [ e] 9

10 PRŮBĚH ROČNÍHO ÝKONU TOPNÁ SEZÓNA (OTOPNÉ OBDOBÍ) 1.9 AŽ PRŮMĚRNÁ DENNÍ ENKONÍ TEPLOTA ed (Z MĚŘENÍ) = ed <13 C dva dny ZAČÁTEK YTÁPĚNÍ >13 C dva dny KONEC YTÁPĚNÍ i ODCHYLKA PROOZNÍ DOBĚ ± 1,5 C ROČNÍ SPOTŘEBA R =. τ. ε [ Wh/r] MAX τ 6000h(50dní.4hod) ε 0,5 PRŮBĚH ROČNÍHO ÝKONU 5 ĚTRÁNÍ MAXIMÁLNÍ ÝKON: 15 = 0,36 n ( i e ) ( W) = ĚTRANÝ OBJEM BUDO m 3 n - inenzia výměny 0,1/h i 0 C, e -15 C ROČNÍ SPOTŘEBA TEPLA: =. τ. ε ,488 ( Wh) 15 = 15 10

11 PRŮBĚH ROČNÍHO ÝKONU 6 ÝPOČTOÝ PRŮBĚH PRŮBĚH ROČNÍHO ÝKONU 7 BIALENTNÍ PROOZ 11

12 DODÁKA TEPLA = ODBĚR =k.a.(80-0) 1 1 1=m 1.c. =0.(90-70) = + 1 m=m + m 1 =m.c.(90-70) =k.a.(80-0) =m.c. 80 =0.(90-70) 70 0 m kg.s DODÁKA TEPLA = ODBĚR ZMĚNA ÝKONU snížení o 1/4 =m.c. DODANÉ PRŮTOKEM M m= 8l/s 6l/s TEPLOTOU ODY = 0(90-70) 15(7,5-57,5) =80 =65 m m ODEBRANÉ 3/4.=k.A.(80-0) =k.a.(65-0) NULOÉ =k.a.(0-0) 1

13 YTÁPĚNÍ MÍSTNOSTÍ TEPLOZDUŠNÉ YTÁPĚNÍ KONEKCE (ZDUCH) TEPLOSMĚNNÉ PLOCHY KONEKCE, RADIACE A. 1 PŘÍMOTOPNÉ AKUMULAČNÍ - ODA, KONSTRUKCE (PODLAHA, STĚNA) B. 1. OTOPNÁ TĚLESA -ČLÁNKOÁ - DESKOÁ ĚTŠÍ RADIACE - TRUBKOÁ - TRUBKOÁ S PŘÍDANOU PLOCHOU - KONEKTORY PODSTATNÁ KONEKCE. ELKOPLOŠNÉ OTOPNÉ PLOCHY - PODLAHOÉ KONEKCE, SÁLÁNÍ - STĚNOÉ KONEKCE, SÁLÁNÍ 3. SÁLAÉ STROPNÍ - ELKOPLOŠNÉ CELÝ STROP - MALOPLOŠNÉ ČÁST STROPU (PANELY, JEDNOTKY, PÁSY) OTOPNÁ TĚLESA 1 SDÍLENÍ TEPLA K K + K R1 R1 R1 D K1 ε P A 13

14 OTOPNÁ TĚLESA KONEKCE OTOPNÁ TĚLESA 3 PŘESTUP: =.A=.(10-100).A= W α W ( ) W α (10) ( věší) A min A max 14

15 T P OTOPNÁ TĚLESA 4 RADIACE PORCHOÁ TEPLOTA T a SOUČ. ABSORB. P 4 =5,7..( TP ε ).A (W) R 100 ε Wm ε ĚTŠÍ ÝKON: ĚTŠÍ A, T, P ε CELKOÝ ÝKON TĚLESA: =k.a.( - ) (W) OTOPNÁ TĚLESA 5 TEPELNÁ ZTRÁTA (ENKONÍ STĚNA) Pe P T P T P1 ( ε ) ( ε ) 1 4 =5,7..( TP ε ).A R 100 =5,7. ε.( T 4 P1).A R Wm R ZTRÁTA - R1 R 15

16 KONEKTORY 1 KONEKCE PŘIROZENÁ - PRINCIP =5 ( ρ=1,18) p ρ 0,15 H=0,6 v =0 1 ( ρ 1 =1,04) p G v = ρ KONEKTORY KONEKCE PŘIROZENÁ - ÝPOČET ÝKON: TAH: 1 1. S=1.0,15=0,15m =S.v = v= v p=0,144 = p=0,1= = ρ = G 3 = 0,1.S..( 1 ρ )=0,061m/s=0m/h. S 16

17 KONEKTORY 3 KONEKTORY 4 KONEKCE NUCENÁ - ENTILÁTOREM 0 5 PODSTROPNÍ PODLAHOÉ 17

18 KONEKTORY 5 KONEKTORY ELKOPLOŠNÉ P PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 1/1 ZABUDOANÉ BET. MAZANINĚ, OLNĚ KONSTRUKCI ROHOŽE, DESKY, PANELY min 60-80mm DILATAČNÍ PLOCHY ODDĚLIT, ROZTAŽNOST POTRUBÍ (BRÁNÍ BETON) 18

19 PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 1/ SCHEMA ROZODU PODLAZE O1 O3 O O4 PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 1/3 ZÁSADY NÁRHU PODLAH. YTÁPĚNÍ PORCHOÁ TEPLOTA PODLAH. PLOCHY: NA PRACOIŠTI, KDE SE STOJÍ..6 C OBYTNÉ A ADMINISTRATINÍ...8 C KOUPELNY, CHODBY, BAZÉNY..3 C TEPLOTNÉ OTOPNÉ ODY NESMÍ PŘEKROČIT 50 C TEPLOTNÍ SPÁD MAX. 10 C, DOPORUČUJE SE 5-6 C STEJNÝ PRŮMĚR TRUBEK OTOPNÝCH HADŮ MAXIMÁLNÍ RYCHLOST PROUDĚNÍ v=0,5m/s DÉLKY OKRUHU PŘIBLIŽNĚ STEJNÉ max 10m ELIKOST OTOPNÉ PLOCHY 0m, MAX. ROZMĚR PŘÍMÉ DÉLKY (ROZTAŽNOST POTRUBÍ) JE 5m KLADENÍ DO PARABOLY DÁÁ LEPŠÍ HYDRAULICKÉ PARAMETRY I ROZLOŽENÍ TEPLOT úhel o 180 úhel o

20 PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 1/4 ZÁSADY NÁRHU PODLAH. YTÁPĚNÍ ROZTEČ TRUBEK mm U OBODOÝCH STĚN HUSTŠÍ EDENÍ TRUBEK TRUBKY NEKLÁST TĚSNĚ K OBODOÝM STĚNÁM BETONOOU RSTU ODDĚLIT OD OBODOÉ STĚNY IZOLACÍ ZMÍRNĚNÍ PŘESTUPU TEPLA Z TOPNÉ PLOCHY DO OBODOÉ ZDI NÁŠLAPNÁ RSTA LÉPE S YŠŠÍ TEP. ODIOSTÍ: PC, KERAMIKA NÁBYTEK NA NOŽKÁCH SNIŽUJE ÝKON NA 1/3-1/ (STŮL A ŽIDLE ZANEDBAT) U YŠŠÍCH BUDO KONTROLOAT PŘETLAK E SPODNÍCH PODLAŽÍCH PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ SDÍLENÍ TEPLA 1 ε max DOPRAENÉ: EDENÍ NA PORCHU = A. ( - ) s P =40-50 Z PORCHU DO MÍSTNOSTI PŘEDANÉ: = + K R EDENÍ > K ( ) ε R max =95% U =6-30 C P EDENÍ = 5% (SÁLÁNÍ) 0

21 PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 3 SDÍLENÍ TEPLA =0 KONEKCE = α.1.( - )=5.(30-0)=50W/m K P RADIACE 4 =5,7..( TP ε ).A (W) R =0 = P =5,7.1.1.[( )-( ) ]=485-44=61W/m R =111W/m A=1m T =303K (30 C) PODLAHY ε=1 T =93K (0 C) STROP + ST ĚNY PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 4 SDÍLENÍ TEPLA 3 - CHLAZENÍ =30 P =A. λ 1 s.( - )= (0-30)= -166,67W s P 0,06 λ =1W/mK BET =0 s=60mm A=1m 1

22 PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 5 SNÍŽENÍ ÝKONU OHŘÁTÍM OD SLUNCE = = A=1 λ s =1 =A. λ.( - ) STANDARD 14 =(40-6) SLUNCE 10 =(40-30) =30 P s P =6 P =40 oopné vody P s Pmax A PODLAHOÉ YTÁPĚNÍ 6 TOPNÉ TRUBKY OLNĚ KONSTRUKCI ROHOŽE, FÓLIE

23 SÁLAÉ YTÁPĚNÍ 1 SDÍLENÍ TEPLA K R1 T R A1 T ( ε) R1 1 K1 T R ( ε) A ÝKON = - R1 R T 4 T 4 R1 R =C. ε.ε.τ. 1 A A.[( )-( )] 1, PROPUSTNOST ZDUCHU τa= 1-α SOUČINITEL ZNEČIŠTĚNÍ ZDUCHU (PRACH,HO,CO) 0 0 SÁLAÉ YTÁPĚNÍ ĚTŠÍ ÝKON: - ĚTŠÍ ROZDÍL TEPLOT T R1 a T R - ĚTŠÍ SOUČINITELE ε, ε, τ 1 a - ĚTŠÍ ODBĚR TEPLA KONEKCÍ K α R TEPELNÁ ZTRÁTA: A 1 A K1 α PLOCHY: 1 R1 FUNKCE RYCHLOSTI PROUDĚNÍ ZDUCHU (OHŘÁTÍ ZDUCHU - OCHLAZENÍ PODLAHY) KONEKCE U SÁLAÉ PLOCHY JE ŽDY TEPELNOU ZTRÁTOU ĚTŠÍ KONEKCE U OSÁLANÉ PLOCHY (PODLAHY) ZYŠUJE ÝKON!!! 3

24 SÁLAÉ YTÁPĚNÍ 3 PŘÍOD TEPLA ODA, PÁRA, SPALINY SDÍLENÍ TEPLA + RZ K TEPELNÉ ZTRÁTY K1 K1 T =100 R1 K1 T =80 R1 T =0 R1 A=1m α=5 T =80 α=10 T =0 = α.a.(t -T ) K1 1 R = 5.1.(100-80)=100W K1 =10.1.(100-0)=800W K1 SÁLAÉ YTÁPĚNÍ 4 KONSTRUKCE ELKOPLOŠNÉ - AKUMULAČNÍ ZABUDOANÉ HADY 55/45 (max 60 ) T=35-45 R PODHLED ELKOPLOŠNÉ - PŘÍMOTOPNÉ =10W/m R1 110/70 T=85-95 C R = W/m R1 4

25 PANELY - PÁSY SÁLAÉ YTÁPĚNÍ 5 PANELY ZAĚŠENÉ ZABUDOANÉ DO PODHLEDU SÁLAÉ YTÁPĚNÍ 6 SÁLAÉ PANELY-PLYNOÉ,ELEKTRICKÉ PLYNOÉ ZÁŘIČE TMAÉ(SPALINOÉ TRUBKY + ODOD SPALIN) (B,C) ε min (ZRCADLO) PLYN ε max = C R ZDUCH LOKÁLNÍ P S LINIOÉ H H ODOD SPALIN H H-HOŘÁK, P-PLYN, -ZDUCH, S-SPALINY 5

26 SÁLAÉ YTÁPĚNÍ 7 PLYNOÉ ZÁŘIČE SĚTLÉ(BEZ PLAMENE, SPALOÁNÍ BEZ ODODU SPALIN)(A) P INJEKTOR DIAFRAGMA = C R SPALINY-ĚTRACÍ SYSTÉM SÁLAÉ CHLAZENÍ 1 ODOD TEPLA STROPEM (ODA,ZDUCH) T R1 A T T R T R1 ODOD TEPLA Z PORCHŮ (STĚN, PODLAHY) RADIACE 4 4 R1 R =C. A.[( )-( T )] R 1 a 1, ODOD TEPLA ZE ZDUCHU KONEKCE =.A.(T -T ) K R TR1 T R1 A 1 A 1 6

SÁLAÉ CHLAZENÍ TEPLOTA ROSNÉHO BODU ÝKON JE ĚTŠÍ

SOUČINITEL PŘESTUPU TEPLA α (U STROPU NUCENÉ

27 SÁLAÉ CHLAZENÍ TEPLOTA ROSNÉHO BODU ÝKON JE ĚTŠÍ ČÍM JE: ZDUCHU - NIŽŠÍ PORCHOÁ TEPLOTA CHL. STROPU T R> TR - YŠŠÍ TEPLOTA PORCHŮ (STĚN, PODLAH) TR1 - YŠŠÍ TEPLOTA ZDUCHU T - YŠŠÍ SOUČINITEL PŘESTUPU TEPLA α (U STROPU NUCENÉ PROUDĚNÍ) TEPELNÉ ZISKY OD SLUNCE (OKNO, PODLAHA, STROP) SÁLAÉ CHLAZENÍ 3 7

Podobné dokumenty

Vytápění místností a návrh otopných ploch, výpočet tepelných bilancí

Vytápění místností a návrh otopných ploch, výpočet tepelných bilancí yápění mísnosí a návrh oopných ploch, výpoče epelných bilancí PŘEDNÁŠKA Č.. 8 SDÍLENÍ TEPLA 1 PROUDĚNÍ (KONEKCE) ÝKON P =h.s.( p - v ) voda h=500 4000 W/m K vzduch v h=5 5 W/m K RYCHLOST PROUDĚNÍ YŠŠÍ