Regulace v technice prostředí (staveb) (2161087 + 2161109) 5. Význam cirkulace vzduchu pro regulaci 27. 4. 2016 a 4. 5. 2016 Ing. Jindřich Boháč
Regulace v technice prostředí Přednášky: Cvičení: Celkem: Požadavky: Každou středu 14.15 až 15.45 hod v místnosti č. 337 (prof. Bašta) REG - Sudé středy 16.00 až 17.30 hod v místnosti č. D82 (data: 24.2./9.3./23.3./6.4./20.4./4.5./(18.5.)) RTP - Liché středy 16.00 až 17.30 hod v místnosti č. 337 (data: 2.3./16.3./30.3./13.4./27.4./11.5.rektorský den/25.5.(předtermín ZK) 5 cvičení Prezenční forma - účast nejméně na 4 cvičeních Docházka uznána při příchodu max. do 15 min po ofic. začátku cvičení! Kombinovaná forma - závěrečný test 2
Příklad 3) z minulého cvičení Nakreslete funkční schéma standardního klimatizačního VZT zařízení ( AHU ) se všemi příslušnými komponenty sloužícího pro klimatizaci prostor kongresového sálu, které se skládá mj. z deskového ZZT, cirkulace vzduchu, vodního ohřevu a chlazení. Rovněž uveďte požadavky pro profesi MaR (měření a regulace) nutné pro správnou funkci zařízení a zakreslete jednotlivé měřené a kontrolované veličiny do schématu. 3
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? Zátěž prostoru: Q z = 6060 W Počet osob: n = 30 os Dávka čerstv. vzduchu: d = 50 m 3 /(h.os) Prac. rozdíl teplot: anemostat: Δt p = 12 K 2-ř.vyústka: Δt p = 6 K Teplota ext. vzduchu: t e = 32 C Entalpie ext. vzduchu: h e = 58 kj/kg Teplota int. vzduchu: t i = 26 C Vlhkost int. vzduchu: φ i = 40 % Povrchová teplota chladiče: t ch = 9 C 4
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? Vířivé anemostaty + cirkulace: Průtok čerstvého vzduchu: Průtok pro odvedení zátěže: V e V z t p 12K V 3 e n. d 30.50 1500 m / h Q z V 6060 3 z 1500 m / h. c. t 1,2.1010.12 p Co to znamená?? V případě použití vířivých anemostatů nyní není třeba využívat cirkulačního vzduchu a zátěž je dostatečně odváděna pouze čerstvým vzduchem! 5
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? Vířivé anemostaty + cirkulace: Výkon chladiče: Q V. h Proč Δh? h-x diagram vlhkého vzduchu ch z. 6
Citelné teplo Ohřev Citelné teplo t 1 1 t 2 t 2 2 2 t ch h 2 h 1 Q ch m. h m. c. t m. l. x " citelné teplo vázané teplo" Q ch m. c. t "citelné teplo " t 1 1 x 2 x 1 Vázané teplo (kondenzace v. par)
t e t i I E Δt p =12 K t p t ch P h e h p Δh e-p
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? Vířivé anemostaty + cirkulace: Výkon chladiče: Q 2-řadé vyústky + cirkulace: ch V.( h h ) z. e p 1500 3600.1,2.(58 33,5 ) 12,3 kw t p 6K Min. průtok čerstvého vzduchu: V 3 e n. d 30.50 1500 m / h Q z Průtok pro odvedení zátěže: V 6060 3 z 3000 m / h. c. tp 1,2.1010.6 V z V e Co to znamená?? Potřebujeme cirkulační vzduch (který je chladnější než ten venkovní ) k odvedení zbytku tep. zátěže. 9
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? 2-řadé vyústky + cirkulace: Průtok oběhového vzduchu: t s t V 1 ob 1. V1. V V t2 V V 2 2 z V e 3000 1500 32.1500 26.1500 3000 3 1500 m / h Pokud využíváme oběhový vzduch, je vždy třeba stanovit teplotu vzduchu, který vznikne smíšením dvou proudů s tímto pak pracovat při návrhu výměníků Což lze výpočtem: Nebo opět dle h-x diagramu, kde hledám opět dále entalpie pro výpočet výkonu chladiče Q ch V.. h z 29 C 10
Δt p =6 K t e t s t i PI t p S E h e t ch Δh s-p h p h s
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? 2-řadé vyústky + cirkulace: Výkon chladiče: Q ch 2-řadé vyústky bez cirkulace: Min. průtok čerstvého vzduchu: Průtok pro odvedení zátěže: V.( h h ) z. s p p 3000 3600 Nemám k dispozici cirkulaci, proto veškerá zátěž musí být odvedena pomocí čerstvého vzduchu!!.1,2.(52 41) 11kW V 3 e n. d 30.50 1500 m / h Q z V 6060 3 z 3000 m / h. c. t 1,2.1010.6!! V z V e 3000 m 3 / h 12
Δt p =6 K t e t s t i PI t p t ch S E Δh s-p h p h e Hlavní úsporu energie díky h s cirkulaci lze definovat rozdílem entalpií ( h e -h s ) Δh e-p
CIRKULACE VZDUCHU VE VZTAHU K VÝKONU VÝMĚNÍKU Př. 1) Vypočtěte výkon chladiče pro letní provoz vzduchového 1-kanálovém systému s cirkulací a vířivými anemostaty, pracujícího s parametry uvedenými níže. Jak se změní výkon chladiče, pokud použijeme místo vířivých anemostatů 2-řadé vyústky? Jak se změní výkon chladiče v případě, že nebudeme využívat cirkulační vzduch? 2-řadé vyústky bez cirkulace: Výkon chladiče: Q ch V.( h h ) z. e p 3000 3600.1,2.(58 41) Úspora na výkonu chladiče více než 35 %! 17 kw 14
VYUŽITÍ MOŽNOSTI SNÍŽENÍ PRŮTOKU ČERSTVÉHO VZDUCHU Je dovoleno snížit dávku čerstvého vzduchu na osobu na ½ v případě, že teplota venkovního vzduchu klesne pod 0 C nebo překročí 26 C. Př. 2) Jak se změní výkon ohřívače vzduchu umístěného za deskovým výměníkem tepla s faktorem zpětného získávání tepla Ф ZZT = 0,55 pro níže uvedené parametry, průtok čerstvého vzduchu standardně V e = 3500 m 3 /h a teplotu přiváděného vzduchu t i = 20 C (ohřívač nehradí tepelnou ztrátu místnosti, ale obstarává pouze ohřev přiváděného vzduchu)? a) t e = 0 C b) t e = -15 C x = 3 g/kg φ = 100 % 15
VYUŽITÍ MOŽNOSTI SNÍŽENÍ PRŮTOKU ČERSTVÉHO VZDUCHU Př. 2) Jak se změní výkon ohřívače vzduchu umístěného za deskovým výměníkem tepla s faktorem zpětného získávání tepla Ф ZZT = 0,55 pro níže uvedené parametry, průtok čerstvého vzduchu standardně V e = 3600 m 3 /h a teplotu přiváděného vzduchu t i = 20 C (ohřívač nehradí tepelnou ztrátu místnosti, ale obstarává pouze ohřev přiváděného vzduchu)? a) t e = 0 C b) t e = -15 C x = 3 g/kg φ = 100 % a): Výkon ohřívače: Q V oh, a e.. c. t V e.. c.( ti tzzt ) ZZT t ZZT t i t t e e Faktor ZZT není totéž jako účinnost!! 16
VYUŽITÍ MOŽNOSTI SNÍŽENÍ PRŮTOKU ČERSTVÉHO VZDUCHU Př. 2) Jak se změní výkon ohřívače vzduchu umístěného za deskovým výměníkem tepla s faktorem zpětného získávání tepla Ф ZZT = 0,55 pro níže uvedené parametry, průtok čerstvého vzduchu standardně V e = 3600 m 3 /h a teplotu přiváděného vzduchu t i = 20 C (ohřívač nehradí tepelnou ztrátu místnosti, ale obstarává pouze ohřev přiváděného vzduchu)? a) t e = 0 C b) t e = -15 C a): x = 3 g/kg φ = 100 % Výkon ohřívače: Q V oh, a e.. c. t V 3600 e.. c.( ti tzzt ) 3600 t.( t t ) t 0,55.(20 0) 0 11C ZZT b): ZZT i e t ZZT 0,55.(20 ( 15)) ( 15) 4,25 C Q 1800 3600 oh, b.1,2.1010.(20 4,25) e 9,55.1,2.1010.(20 11) kw Snížení výkonu 10,91kW 9,55 1 10,91 22% 17
Děkuji za pozornost