ZADANIE 4 Zaprojektować urządzenie klimatyzacyjne Sali audytoryjnej. Sala nie ma przegród zewnętrznych. Zyski ciepła są tylko od ludzi i oświetlenia. Założenia:

1

ZADANIE 4

Zaprojektować urządzenie klimatyzacyjne Sali audytoryjnej. Sala nie ma przegród zewnętrznych. Zyski ciepła są tylko od ludzi i oświetlenia.

Założenia:

Lokalizacja: Jelenia Góra

Parametry powietrza w pomieszczeniu:

tp(oc) = f(tz)°C tp(oz) = 20°C,

pmin = 35%, pmin = 60%,

Parametry powietrza zewnętrznego:

tz(oz) = -20^oC, z(oz) = 100%, tz(oc) = +30^oC, z(oz) = 45%, Założenia do obliczeń:

1. Wymiary pomieszczenia: AxBxH = 20x12x5; K = 1200 m³ 2. Zyski ciepła:

Q1 = 35 W/m² (zyski ciepła od oświetlenia elektrycznego), Q4 (zyski ciepła od ludzi):

tp, ^oC 18 20 22 24 25 26

qi, W/os 98 90 88 72 68 64

qc, W/os 144

Liczba osób w pomieszczeniu n = 160 osób,

Rozwiązanie:

1. Przyjęcie granicznych parametrów powietrza w pomieszczeniu.

Omawiane pomieszczenie ma przeznaczenie „bytowe”. Należy zatem zapewnić w nim warunki właściwe dla człowieka. Zgodnie z treścią zadania temperatura powietrza w pomieszczeniu nie może być niższa od 20^oC. Maksymalna temperatura powietrza w pomieszczeniu może być obliczona z zależności:

2

max ) ( ) max (

) (

oc z oz p oc p

t

t t 

 , (1)

W której:

2



max ) (oc

tp maksymalna temperatura powietrza w pomieszczeniu (dla pomieszczeń bytowych określana zwykle dla najwyższej temperatury powietrza zewnętrznego); ^oC,



max ) (oc

tz maksymalna temperatura powietrza zewnętrznego; ^oC,

Zatem:

C

t_poc 25^o

2 30

max 20

)

(    .

Biorąc pod uwagę zakres temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz podany w treści zadania zakres wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu można na wykresie i- x Moliera wyznaczyć pełny zakres dopuszczalnych parametrów powietrza w

pomieszczeniu.

Punkty Poc i Poz oznaczają parametry powietrza w pomieszczeniu odpowiednio w okresie ciepłym i zimowym. Teoretycznie takie parametry są najmniej oddalonymi od obliczeniowych parametrów powietrza zewnętrznego (odpowiednio dla okresu ciepłego i zimowego). Jednakże, niezależnie od stanu powietrza zewnętrznego stan powietrza w pomieszczeniu zawsze musi być w polu oznaczonym na wykresie.

2. Obliczenie strumienia powietrza wentylującego:

W omawianym pomieszczeniu zanieczyszczeniem, które należy usunąć z pomieszczenia, jest ciepło jawne. Dlatego strumień powietrza wentylującego będzie obliczony ze wzoru:

) 2 (

max 3 ) (

s m t c V Q

p oc zbj





 



gdzie:



max ) (oc

Qzbj maksymalne obciążenie cieplne (ciepłem jawnym) pomieszczenia; kW,

gęstość powietrza; kg/m3,

p

c ciepło właściwe powietrza, kJ/kgK, Poz

Poc

3



t^max_p maksymalny przyrost temperatury powietrza w pomieszczeniu; K.

2.1. Bilans ciepła w pomieszczeniu:

2.1.a. Maksymalny bilans ciepła jawnego (wystąpi przy najniższej temperaturze

powietrza w pomieszczeniu w okresie letnim, ponieważ wtedy są największe zyski ciepła jawnego od ludzi. W tym pomieszczeniu (brak przegród zewnętrznych oraz stałe w czasie zyski od oświetlenia elektrycznego latem, duże zagęszczenie ludzi) ludzie są decydującym źródłem ciepła.

kW Q

Q

Q_zbj^20_(oc)  ₁ _2j 3524010^31609010^38,414,422,8

2.1.b. Bilans ciepła jawnego przy maksymalnej temperaturze zewnętrznej:

kW Q

Q

Q_zbj^30_(oc)  ₁ _2j 3524010^31606810^38,410,8819,3

Bilans ciepła całkowitego w chwili maksymalnego ciepła jawnego:

kW Q

Q

Q_zbc^20_(oc) ₁ _2j 8,416014410^3 8,423,0431,44

2.1.c. Przyjęcie różnicy temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym a wywiewanym:

t_p^max t_wt_n 6^oC

Strumień powietrza wentylującego:

h m s

V m

3 3

11340 15

, 6 3 005 , 1 2 , 1

8 ,

22  



 

3. Sprawdzenie warunku minimalnej krotności wymian powietrza w pomieszczeniu:

9,45 ¹ 1200

11340  





 h

K V

OKRES LETNI

4. Obliczenie zysków wilgoci w pomieszczeniu:

Bilans wilgoci przy maksymalnych zyskach ciepła jawnego:

s kg kg

kJ os os kW

r q n q

W_oc ^{c joc 3}

20 3 ) 20 (

10 456 , ] 3 / [

] / [ 2500

10 ) 90 144 ] ( [

160 ^

        





Bilans wilgoci przy maksymalnej temperaturze zewnętrznej:

4 s

kg kg

kJ os os kW

r q n q

W_oc ^{c joc 3}

30 3 ) 20 (

10 46 , ] 3 / [

] / [ 2500

10 ) 90 144 ] ( [

160 ^

        





s kg kg

kJ os os kW

r q n q

W_oc ^{c joc 3}

30 3 ) 30 (

10 864 , ] 4 / [

] / [ 2500

10 ) 68 144 ] ( [

160 ^

        





5. Obliczenie współczynnika kierunkowego przemiany powietrza w pomieszczeniu:

kg kJ W

Q

oc oc zbc

oc 9086

10 46 , 3

44 , 31

3 20

max )

20 ( 

 

 _



kg kJ W

Q

oc oc zbc

oc 6465

10 864 , 4

44 , 31

3 20

max )

30 ( 

 

 _



6. Obliczenie udziału powietrza zewnętrznego w wentylującym:

0,42 0,1 0,5 11340

30

160   

 



 V

v n V

a_z^w V^{z zi}

7. Obliczenie temperatury mieszaniny powietrza zewnętrznego i obiegowego w okresie ciepłym :

C t

a t

a

t_m^30_(oc)  _z^w _z(oc)(1 _z^w) _p(oc)0,42300,582527,1^o

20 

) (oc

tm nawiewamy tylko powietrze zewnętrzne !!!!

8. Obliczenie temperatury powietrza nawiewanego w okresie ciepłym:

C t

t

t_n^₍²⁰_oc) _p(oc)^max_p 20614^o

C V C

c t Q

t ^{o o}

p oc zbj oc

p oc

n 19,9 20

15 , 3 005 , 1 2 , 1

3 , 25 19

30 ) ( )

( 30

)

(  



 

 

 

 



C C t_(oc³⁰₎5,08^o 5^o

 ^

5 OKRES ZIMOWY

1. Bilans ciepła w pomieszczeniu:

kW Q

k Q k

Q_zbj(oz)  ₁ ₁ ₂ _2j 0,48,40,2160906,24

kW Q

Q k

Q_zbj^max_(oz^frekw₎  ₁ ₁ _2j 0,48,41609010^317,76

kW Q

k Q k

Q_zbc(oz)  ₁ ₁ ₂ _2c 0,48,40,216014410^38,48 2. Bilans wilgoci w pomieszczeniu:

s W kg

k

W_oz ₂ _oc^200,23,4610^30,69210^3

3. Obliczenie współczynnika kierunkowego przemiany:

kg kJ W

Q

oz oz zbc

oz 12270

10 692 , 0

48 , 8

3 )

( 

 

 _



4. Obliczenie udziału powietrza zewnętrznego w wentylującym:

0,08 0,1 11340

30

32  

 



 V

v n V

a_z^w V^{z zi}

Do dalszych obliczeń przyjęto udział powietrza zewnętrznego w wentylującym azw = 0,1

5. Obliczenie temperatury mieszaniny powietrza zewnętrznego i obiegowego w okresie zimnym :

przy minimalnym udziale powietrza zewnętrznego:

t_m(oz)a_z^wt_z(oz)(1a_z^w)t_p(oz)0,1(20)0,92016,0^oC

przy udziale powietrza zewnętrznego w wentylującym, jak dla okresu letniego

^{t a t a t C}

o oz

p w z oz

z w z oz

m_{( )}  _{( )}(1 ) _{( )}0,42(20)0,58203,2