step_mm1 [tryb zgodności]

Transkrypt

Klimatyzacja 1
dr inż. Maciej Mijakowski
Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Środowiska
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa
http://www.is.pw.edu.pl
[email protected]
Klimatyzacja 1
PL0077 Sustainable Thermomodernisation of Public Buildings
Termodynamika powietrza wilgotnego
Schemat procesu projektowania systemu
klimatyzacji/chłodzenia/wentylacji inwentaryzacja
Analiza efektywności systemu
Analiza procesów uzdatniania powietrza
Inspekcja systemów klimatyzacji
[email protected]
1
Klimatyzacja 1
Parametry powietrza wilgotnego
Temperatura powietrza
Wilgotność względna
Zawartość wilgoci
Temperatura punktu rosy
Temperatura termometru mokrego
Entalpia
Ciśnienie cząstkowe pary wodnej
Gęstość powietrza wilgotnego
ϕ=
x=
pH2O
pnasH2O
mH2O
mpow.such.
[email protected]
Klimatyzacja 1
Wykres i-x
[email protected]
2
Klimatyzacja 1
Ilustracja punktu 20°C i 50% na wykresie i-x
temp. = 20°C
wilg. = 50%
x = 7,3 g/kg
tR = 9,0°C
tm = 13,8°C
i = 38 kJ/kg
pH2O =1168 Pa
ρ = 1,20 kg/m3
[email protected]
Klimatyzacja 1
Ile pary wodnej „zmieści” się w pudełku?
x = 15,0 g/kg
15,0 ⋅ 30 ⋅ 1,20 = 540 g
30 m3
temp. = 20°C
wilg. = 100%
temp. = -20°C
wilg. = 100%
x = 0,8 g/kg
0,8 ⋅ 30 ⋅ 1,36 = 33 g
540 g
33 g
[email protected]
3
Klimatyzacja 1
Wykres i-x Europa/USA
Europa
USA
[email protected]
Klimatyzacja 1
Zamiast wykresu i-x
x(t , ϕ ) =
Rp.s. Pv
ϕ ⋅ Pvnas
⋅
= 0.622
Rv P − Pv
P − ϕ ⋅ Pvnas
ϕ (t , x) =
Pv
x⋅P
=
Pvnas Pvnas ⋅ ( x + 0.622)
t R (t , ϕ ) = ln
ϕ ⋅ Pvnas
⋅
238,3
610,78 17,294 − ln ϕ ⋅ Pvnas
610,78
w zakresie temperatury –45°C ÷ +60°C:
Pvnas(t) = 612,2 exp(17,62⋅t / (243,12 + t))
xnas = exp(18,8161 − 4110,34 /(t R + 235) )
[email protected]
4
Klimatyzacja 1
Zamiast wykresu i-x c.d.
dla t < 0°C
ln(Pvnas) = –5674.359 / T + 6.3925247 – 9.677843·10-3 · T +
+ 6.2215701·10-7 · T 2 + 2.0747825·10-9 ·T 3 –
– 9.484024·10-13 · T 4 + 4.1635019·ln(T)
dla t > 0°C
ln(Pvnas) = –5800.2206 / T + 1.3914993 –
– 4.8640239·10-2 · T + 4.1764768·10-5 · T 2 –
– 1.4452093·10-8 ·T 3 + 6.545967·ln(T)
dla t < 0°C
t R = 6.09 + 12.608 · ln(0.001 · Pv) +
+ 0.4959 · [ln(0.001 · Pv)]2
dla t > 0°C (do +93°C)
tR = 6.54 + 14.526 · ln(0.001 · Pv) +
+ 0.7389 · [ln(0.001 · Pv)]2 +
+ 0.09486 · [ln(0.001 · Pv)]3 +
+ 0.4569 · [ln(0.001 · Pv)]0.1984
[email protected]
Klimatyzacja 1
Zamiast wykresu i-x c.d.
t ⋅ f ⋅ P + tR ⋅ s
0
t m (t , ϕ ) = s
f ⋅P+s
f =
spr = f ⋅ P ⋅ (t s − t m ) − (Pvnas (t m ) − Pvnas (t R ) )
tm = tm
i
i −1
−
spr
∂ spr
∂ tm
s=
cp
cieplo_parowania ⋅
M H 2O
M pow
Pvnas (t s ) − Pvnas (t R )
ts − t R
I (t , x) = c pp ⋅ t + x(c pw ⋅ t + r0 ) = 1.0 ⋅ t + x(1.96 ⋅ t + 2500)
[email protected]
5
Klimatyzacja 1
Psychrometria w Excelu
[email protected]
Klimatyzacja 1
Psychrometria w Excelu c.d.
[email protected]
6
Klimatyzacja 1
Wykres „i-x” w Excelu
[email protected]
Klimatyzacja 1
Wykres „i-x” w Excelu c.d.
[email protected]
7
Klimatyzacja 1
Procesy zmieniające parametry powietrza
Ogrzewanie powietrza
30 m3
temp. = -20°C
wilg. = 100%
temp. = 20°C
wilg. ??
[email protected]
Klimatyzacja 1
Ogrzewanie powietrza - wykres i-x
30
25
temp. = 20°C
wilg. < 10%
Temperatura powietrza [degC]
20
15
10%
10
25%
50%
100%
5
0
-5
-10
-15
temp. = -20°C
wilg. = 100%
-20
-25
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Zawartość wilgoci [g/kg]
[email protected]
8
Klimatyzacja 1
Ogrzewanie powietrza - zapotrzebowanie na ciepło
temp. = 20°C
wilg. < 10%
30 m3
ilość ciepła =
30m3 x 1.2kg/m3 x
x 1kJ/(kg K) x (20-(-20))K =
= 1440 kJ = 0.4 kWh
ilość ciepła =
temp. = -20°C
wilg. = 100%
30m3 x 1.2kg/m3 x
x (22-(-18))kJ/kg =
= 1440 kJ = 0.4 kWh
[email protected]
Klimatyzacja 1
Chłodzenie powietrza
30 m3
temp. = 30°C
wilg. = 50%
temp. = 15°C
wilg. = ??
[email protected]
9
Klimatyzacja 1
Chłodzenie powietrza - wykres i-x
temp. = 30°C
wilg. = 50%
30
25
20
15
10%
10
25%
50%
100%
5
temp. = 15°C
wilg. = 100%
0
-5
2.5 g H2O / kg powietrza
-10
-15
-20
-25
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
[email protected]
Klimatyzacja 1
Chłodzenie powietrza - zapotrzebowanie na „ciepło”
ilość ciepła (chłodu) =
30m3 x 1.2kg/m3 x
30 m3
temp. = 30°C
wilg. = 50%
x (64.5-42.0)kJ/kg =
= 810 kJ = 0.225 kWh
ilość wykroplonej pary wodnej =
30m3 x 1.2kg/m3 x
temp. = 15°C
wilg. = 100%
x 2.5g/kg =
= 90 g
[email protected]
10
Klimatyzacja 1
Chłodzenie powietrza - wykres i-x
temp. = 30°C
wilg. = 50%
30
25
20
15
10%
10
25%
50%
100%
5
0
temp. = 15°C
wilg. = 90%
-5
punkt komorowy:
-10
- ϕK = 90%
-15
-20
-25
0
2
4
6
lub
- ECH = 0,9
– xZ) 20
ECH
8
10
12 = (x14
16 / (xT18
K – xZ)
xT = (xK+(E-1)xZ) / E
[email protected]
Klimatyzacja 1
Nawilżanie powietrza
30 m3
temp. = 20°C
wilg. < 10%
temp. = 20°C
wilg. = 50%
[email protected]
11
Klimatyzacja 1
Nawilżanie powietrza – nawilżacz parowy - wykres i-x
30
25
temp. = 20°C
wilg. = 50%
temp. = 20°C
wilg. < 10%
20
15
10%
10
25%
50%
100%
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
[email protected]
Klimatyzacja 1
Nawilżanie powietrza – nawilżacz parowy - zużycie pary
30 m3
ilość pary =
temp. = 20°C
wilg. < 10%
temp. = 20°C
wilg. = 50%
30m3 x 1.2kg/m3 x
x 6.5g/kg =
= 234 g
[email protected]
12
Klimatyzacja 1
Mieszanie powietrza
15 m3 15 m3
temp. = -20°C
wilg. = 100%
temp. = 20°C
wilg. = 100%
[email protected]
Klimatyzacja 1
Mieszanie powietrza - wykres i-x
30
25
temp. = 20°C
wilg. = 100%
20
15
10%
10
25%
50%
100%
temp. = 5°C
wilg. = 100%
5
0
-5
2.0 g/kg
-10
i = const
-15
temp. = -20°C
wilg. = 100%
-20
-25
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
[email protected]
13
Klimatyzacja 1
Mieszanie powietrza - ilość wykroplonej wilgoci
30 m3
temp. = 20°C
wilg. = 100%
temp. = 5°C
wilg. = 100%
ilość wykroplonej wilgoci =
30m3 x 1.2kg/m3 x
x 2.0g/kg =
= 72 g
temp. = -20°C
wilg. = 100%
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
14
Klimatyzacja 1
Schemat procesu projektowania
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
15
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
16
Klimatyzacja 1
Wymagane parametry powietrza wewnętrznego
PN-78/B-03421
[email protected]
Klimatyzacja 1
EN 15251
[email protected]
17
Klimatyzacja 1
EN 15251 c.d.
[email protected]
Klimatyzacja 1
EN 15251 c.d.
[email protected]
18
Klimatyzacja 1
Parametry powietrza zewnętrznego
PN-76/B-03420
[email protected]
Klimatyzacja 1
ASHRAE Fundamentals Handbook, Chapter 27, Climate
design information
[email protected]
19
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
20
Klimatyzacja 1
Zyski i straty ciepła
Promieniowanie słoneczne
–
–
zyski przez przegrody przeźroczyste (+przenikanie)
zyski przez przegrody nieprzeźroczyste
Oświetlenie
Ludzie
–
–
zyski ciepła
zyski wilgoci
Urządzenia
–
–
zyski ciepła
zyski wilgoci
Zyski / straty przez przenikanie
Razem ≠ suma
[email protected]
Klimatyzacja 1
...
urządzenia (biuro)
...
[email protected]
ASHRAE Fundamentals, Chapter 29, Nonresidential cooling and
heating load calculation procedures
21
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
22
Klimatyzacja 1
Wybór systemu
[email protected]
Klimatyzacja 1
Parametry pracy systemu
parametry
czynnika
strumień
czynnika
przekazanie
ciepła do
pomieszczenia
[email protected]
23
Klimatyzacja 1
Dobór elementów
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
24
Klimatyzacja 1
Temperatura powietrza
Wilgotność powietrza
Prędkość ruchu powietrza
Strumień powietrza wentylacyjnego
Stężenia zanieczyszczeń
...
[email protected]
Klimatyzacja 1
Pomiary
[email protected]
25
Klimatyzacja 1
Wymagania (PN-76/B-03420)
[email protected]
Klimatyzacja 1
Wymagania (PN EN 15251)
[email protected]
26
Klimatyzacja 1
Przykład wymagań według
EN 15251 Criteria for the Indoor Environment including thermal,
indoor air quality, light and noise
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
27
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
28
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
29
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
30
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
31
Klimatyzacja 1
[email protected]
Klimatyzacja 1
Wymagania (ASHRAE 55-2004)
[email protected]
32
Klimatyzacja 1
Wymagania (ASHRAE 55-2004)
[email protected]
Klimatyzacja 1
Temperatura wilgotność – ilustracja na wykresie i-x
[email protected]
33
Klimatyzacja 1
Statystyki - histogram
[email protected]
Klimatyzacja 1
Statystyki - histogram
[email protected]
34
Klimatyzacja 1
Rozwój grzybów i pleśni
Sedlbauer K., Prediction of mould fungus formation on the surface of and inside
building components, Fraunhofer Institute for Building Physics, 2001
[email protected]
Klimatyzacja 1
Wyniki - basen
[email protected]
35
Klimatyzacja 1
Przypomnienie wymagań dot. intensywności wentylacji
Pomieszczenia przeznaczone do stałego i czasowego pobytu i ludzi powinny mieć
zapewniony dopływ co najmniej 20 m3/h powietrza zewnętrznego dla każdej
przebywającej osoby.
W pomieszczeniach publicznych, w których jest dozwolone palenie tytoniu, strumień
powietrza powinien wynosić 30 m3/h dla każdej osoby.
Dla pomieszczeń w żłobkach i przedszkolach przeznaczonych do przebywania dzieci,
strumień powietrza zewnętrznego może być obniżony do 15 m3/h dla każdego dziecka.
Strumień powietrza wentylacyjnego dla pomieszczeń, w których występuję inne poza
ludźmi źródła zanieczyszczeń powietrza, należy określić na podstawie odrębnych
wymagań.
W pomieszczeniach klimatyzowanych oraz wentylowanych o nie otwieranych oknach
strumień powietrza powinien wynosić co najmniej 30 m3/h dla każdej przebywającej
osoby, a w przypadku dozwolonego palenia w tych pomieszczeniach - co najmniej 50
m3/h dla każdej osoby.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690)
Norma PN-B-03430:1983/Az3:2000 "Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego
i użyteczności publicznej - Wymagania"
[email protected]
Klimatyzacja 1
Przypomnienie wymagań dot. intensywności wentylacji
qtot = n ⋅ q p + A ⋅ qB
Projekty norm CEN
[email protected]
36
Klimatyzacja 1
Analiza stężenia CO2
[email protected]
Klimatyzacja 1
Analiza stężenia CO2
[email protected]
37
Klimatyzacja 1
Pomiar strumienia powietrza
[email protected]
Klimatyzacja 1
Metoda gazów znacznikowych - idea
Zmiana ilości
gazu w
pomieszczeniu
d mi tr
dt
=
= S + Ce ⋅ Qe − Ci ⋅ Qi
Ilość gazu
wyemitowanego
〈 q〉 =
-
Ilość gazu
usunięta na
skutek
wentylacji
 ∆c (t ) 
Te  s
V

⋅ 〈 〉 − ⋅ ln
Ti  ∆c ∆t  ∆c (t + ∆t ) 
[email protected]
38
Klimatyzacja 1
Metoda gazów
znacznikowych
Metoda zaniku
koncentracji
∆c (t ) = ∆c (0) ⋅ exp
〈 n〉 =
−t
t
ln[∆c (t )] = ln[∆c (0)] −
τn
τn
 ∆c (t + ∆t ) 
Te

⋅ ln
∆t ⋅ Ti  ∆c (t ) 
δ n δ ( ∆c ) 1
=
⋅
⋅ 1 + exp(2 ⋅ n ⋅ ∆t )
n
∆ c (t ) n ⋅ ∆ t
δn
δ ( ∆c )
≈ 3⋅
n
∆ c (t )
rysunki za: INNOVA Air Tech Instruments
[email protected]
Klimatyzacja 1
Metoda gazów
znacznikowych
Metoda stałej emisji

s
−t s
∆c (t ) = ∆c (0) −  ⋅ exp +
q
τn q


s
∆c ( ∞ ) =
q
s
q=
∆c (∞)
ln[∆c(t )] − ln[∆c(t + ∆t )] « n ⋅ ∆t
q=
s
〈 ∆c〉
[email protected]
39
Klimatyzacja 1
Metoda gazów
znacznikowych
Metoda stałej koncentracji
〈 q〉 =
Te 〈 s〉
⋅
Ti ∆c
[email protected]
Klimatyzacja 1
Metoda gazów znacznikowych - przykład
[email protected]
40
Klimatyzacja 1
Metoda gazów
znacznikowych
Pomiar strumienia powietrza
[email protected]
Klimatyzacja 1
Metoda gazów
znacznikowych
Wiek powietrza
A
C
B
C
A
B
[email protected]
41
Klimatyzacja 1
Analiza efektywności procesu wentylacji
Efektywność rozdziału powietrza
εν =
Wentylacja
mieszająca
ts
Wentylacja
mieszająca
Ce
Ce − C s
Ci − C s
Wentylacja
wyporowa
ts
ti Ci
Ce
ti Ci
Ce
ts
Różnica
Efektywność
Różnica
Efektywność
Różnica
temperatury
wentylacji temperatury wentylacji temperatury
ts - ti
ts - ti
ts - ti
°C
°C
°C
<0
0.9 ÷ 1.0
< -5
0.9
<0
0÷2
0.9
0.8
-5 ÷ 0
0.9 ÷ 1.0
0÷2
2÷5
>0
1.0
>2
>5
0.4 ÷ 0.7
ti Ci
Efektywność
wentylacji
1.2 ÷ 1.4
0.7 ÷ 0.9
0.2 ÷ 0.7
[email protected]
Klimatyzacja 1
[email protected]
42

step_mm1 [tryb zgodności]

Transkrypt

Podobne dokumenty

4 500 PLN brutto - Dąbrowscy sp. z oo

Zapisz jako PDF - Dacia Katowice

Zapisz jako PDF - Grupa Pietrzak

29 900 PLN brutto

Zapisz jako PDF - Grupa Pietrzak

32 900 PLN brutto - Renault Katowice

19 900 PLN brutto

59 900 PLN netto

46 900 PLN brutto