Ćwiczenie 5

Ćwiczenie 5

Zadanie 5:

Zaprojektować system wentylacji pomieszczeń usługowych. System obsługiwał będzie 4

pomieszczenia o różnym przeznaczeniu.

Charakterystykę pomieszczeń przedstawiono w tabeli 1.

Szczegółowy wykaz bilansów cieplnych

pomieszczeń dla okresu letniego zamieszczono w tabelach 2.

Zaprojektować system z wentylokonwektorami

czterorurowymi.

Maksymalne zyski ciepła i strumienie powietrza wentylującego:

czerwiec

Nr 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

t_z,^oC 20,9 24,7 27,8 28,4 28,5 28 26,5 24

t_p,^oC 20,5 22,4 23,9 24,2 24,3 24 23,3 22

U 07 3,97 5,06 5,36 7,94 9,44 10,44 10,42 8,03

U 017 6,65 9,59 11,41 12,08 12,4 12,41 12,55 12,06

U 018 10,31 9,95 8,33 7,98 8,09 8,08 7,94 7,09

U 024 9,86 9,49 8,17 7,94 7,99 7,98 7,79 7,6

SQ_zbj, kW 30,79 34,09 33,27 35,94 37,92 38,91 38,7 34,78

h m s

m kgK K

kJ m

kg V kW

3 3

3

018 1,22 4390

7 005 , 1 2 , 1

31 ,

10 = =

⋅

⋅

=

h m s

m kgK K

kJ m

kg V kW

3 3

3

07 1,24 4465

7 005 , 1 2 , 1

44 ,

10 = =

⋅

⋅

=

h m s

m kgK K

kJ m

kg V kW

3 3

3

017 1,49 5365

7 005 , 1 2 , 1

55 ,

12 = =

⋅

⋅

=

h m s

m kgK K

kJ m

kg V kW

3 3

3

024 1,17 4215

7 005 , 1 2 , 1

86 ,

9 = =

⋅

⋅

=

Charakterystyka pomieszczeń:

Nr pom.

F K n h V_pp V_pp V V V_o V_o

m² m³ os m m³/h m³/s m³/h m³/s m³/h m³/s

U 07 184 736 18

3,2

720 0,2 4464 1,24 3744 1,04

U 017 298,2 1193 30 1200 0,33 5364 1,49 4176 1,16

U 018 199,8 799,2 20 800 0,22 4392 1,22 3600 1

U 024 140 560 14 560 0,16 4212 1,17 3636 1,01

Strumień powietrza pierwotnego ze względów higienicznych:

V_pp= 40m³/h

13

18 20

25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

-18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

t

t

Założony przyrost temperatury powietrza pierwotnego w rocznym cyklu pracy urządzenia.

Ciepło asymilowane przez powietrze pierwotne:

( )

C t

t

t t c V

Q

o pp p

pp p p pp

pp

= 7

−

−

⋅

⋅

⋅

= ρ

Nr pom.

Vpp Qpp

m³/s kW

U 07 0,2 1,69

U 017 0,33 2,79

U 018 0,22 1,86

U 024 0,16 1,35

Ciepło jawne asymilowane przez powietrze obiegowe:

pp zbj

jpo

Q Q

Q = −

Nr 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

t_z, ^oC 20,9 24,7 27,8 28,4 28,5 28 26,5 24

t_p, ^oC 20,5 22,4 23,9 24,2 24,3 24 23,3 22

t_pp, ^oC 13,5 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

Qzbj

U 07 3,97 5,06 6,36 7,94 9,44 10,44 10,42 8,03

U 017 6,65 9,59 11,41 12,08 12,4 12,41 12,55 12,06

U 018 10,31 9,95 8,33 7,98 8,09 8,08 7,94 7,09

U 024 9,86 9,49 8,17 7,94 7,99 7,98 7,79 7,6

Qjpo

U 07 2,28 3,37 4,67 6,25 7,75 8,75 8,73 6,34

U 017 3,86 6,8 8,62 9,29 9,61 9,62 9,76 9,27

U 018 8,45 8,09 6,47 6,12 6,23 6,22 6,08 5,23

U 024 8,51 8,14 6,82 6,59 6,64 6,63 6,44 6,25

Qpp

kW 1,69 2,79 1,86 1,35

Nr 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

∆tpo

U 07 1,8 2,7 3,7 5 6,2 7 7 5,1

U 017 2,8 4,9 6,2 6,6 6,9 6,9 7 6,6

U 018 7 6,7 5,4 5,1 5,2 5,2 5 4,3

U 024 7 6,7 5,6 5,4 5,5 5,4 5,3 5,1

Przyrost temperatury powietrza obiegowego:

po p

no

no p o

p pp zbj

po

t t

t

t V t

c Q t Q

∆

−

=

−

⋅ =

⋅

= −

∆ ρ

Nr 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo t_z, ^oC 20,9 24,7 27,8 28,4 28,5 28 26,5 24 t_p, ^oC 20,5 22,4 23,9 24,2 24,3 24 23,3 22 t_pp, ^oC 13,5 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

∆

∆∆

∆tpo

U 07 1,8 2,7 3,7 5 6,2 7 7 5,1

U 017 2,8 4,9 6,2 6,6 6,9 6,9 7 6,6

U 018 7 6,7 5,4 5,1 5,2 5,2 5 4,3

U 024 7 6,7 5,6 5,4 5,5 5,4 5,3 5,1

Q^scho, ^oC

U 07 2,26 3,39 4,64 6,27 7,78 8,78 8,78 6,4 U 017 3,92 6,85 8,67 9,23 9,65 9,65 9,79 9,23 U 018 8,44 8,08 6,51 6,15 6,27 6,27 6,03 5,19 U 024 8,53 8,16 6,82 6,58 6,7 6,58 6,46 6,21

bez osuszania

ΣΣΣ ΣQ_CHpo,

kW 23,15 26,48 26,64 28,23 30,4 31,28 31,06 27,03 Moc chłodnicy suchej zamontowanej w wentylokonwektorze – bez osuszania:

o o

CHo

V t

Q = ⋅ 1 , 2 ⋅ 1 , 005 ⋅ ∆

Nr 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo t_z, ^oC 20,9 24,7 27,8 28,4 28,5 28 26,5 24 t_p, ^oC 20,5 22,4 23,9 24,2 24,3 24 23,3 22 t_pp, ^oC 13,5 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

∆ipo

U 07 2 5 5,5 8,5 12 12,5 12,5 9

U 017 5 9 11 12 13 13 13 11,5

U 018 10,5 11,5 9 8,3 8,5 8,5 8,5 8

U 024 10,5 11,5 7,5 9 9 9 9 8

Q^scho, ^oC

U 07 2,5 6,27 6,9 10,66 15,05 15,68 15,68 11,29 U 017 6,99 12,59 15,39 16,79 18,19 18,19 18,19 16,09 U 018 12,66 13,87 10,85 10,01 10,25 10,25 10,25 9,65 Moc chłodnicy mokrej zamontowanej w wentylokonwektorze – z osuszaniem:

pn p

po

i i

i = −

8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

∆t_pp 7,4 9,3 10,9 11,2 11,2 11 10,2 9

bez osuszania

Q_CHpp,

kW 8,12 10,21 11,96 12,29 12,29 12,07 11,19 9,88

∆i_pp 10,5 17 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5

z osuszaniem

Q_CHpp,

kW 11,47 18,56 19,1 19,1 19,2 19,1 18,5 16,8 Moc chłodnicy suchej i mokrej zamontowanej w centrali wentylacyjnej:

mokra chł

i V

Q

sucha chł

t V

Q

pp pp

CHpp

pp pp

CHpp

. 2

, 1

. 005

, 1 2 , 1

−

∆

⋅

⋅

=

−

∆

⋅

⋅

⋅

=

∑

∑

8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo Q_CHpp+Q_CHo, kW

sucha 31,27 36,69 38,6 40,52 42,69 43,35 42,25 36,91 Q_CHpp+Q_CHo, kW

mokra 46,41 65,3 19,1 19,1 19,2 19,1 18,5 16,8

Nr pom.

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax V_max V_min V_pp V_o

kW kW kW m³/s m³/s m³/s m³/s

U 07 -7,24 -2,13 -1,08 1,24 0,62 0,2 1,04

U 017 -9,39 -1,44 -0,66 1,49 0,745 0,33 1,16

U 018 -6,29 -0,86 0,44 1,22 0,61 0,22 1

U 024 -3,9 -0,51 1,01 1,17 0,585 0,16 1,01

S -26,82 -4,94 -0,29 5,12 2,56 0,91

Zestawienie statycznych strat ciepła oraz bilansu ciepła dla okresu zimowego:

Bilans ciepła z uwzględnieniem zapotrzebowania na podgrzanie powietrza pierwotnego:

Q_zbjpp(oz) Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

kW kW kW kW

U 07 -1,69 -8,93 -3,82 -2,77

U 017 -2,79 -12,18 -4,23 -3,45

U 018 -1,86 -8,15 -2,72 -1,42

U 024 -1,35 -5,25 -1,86 -0,34

) (

005 , 1 2 ,

1

)

(oz pp pp oz p oz

jpp

V t t

Q = ⋅ ⋅ ⋅ −

Temperatura powietrza nawiewanego:

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

t_n, ^oC t_n, ^oC t_n, ^oC

U 07 27,1 23 22,2

U 017 28,7 23 22,5

U 018 26,8 22,3 21,2

U 024 24,3 21,5 20,3

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

Q_Npo Q_Npo Q_Npo

kW kW kW

U 07 8,91 3,76 2,76

U 017 12,17 4,2 3,5

U 018 8,2 2,77 1,45

U 024 5,24 1,83 0,37

suma: 34,52 12,56 8,08

) (

005 , 1 2 ,

1

po

Npo

V t t

Q = ⋅ ⋅ ⋅ −

Moc nagrzewnicy powietrza obiegowego:

o oz

n

V

oz t Qzbj

⋅

= ⋅

005 , 1 2 , 1

) (

) (

Energia potrzebna do podgrzania powietrza pierwotnego:

) (

005 , 1 2 ,

1

pp

Npp

V t t

Q = ∑ ⋅ ⋅ ⋅ −

Bez wymiennika do odzysku ciepła:

Bez wymiennika do odzysku ciepła:

) (

005 , 1 2 ,

1

pp

Npp

V t t

Q = ∑ ⋅ ⋅ ⋅ −

t_z(oz)= -18 ^oC Q_Npp Q_Npp

kW kW

Zapotrzebowanie energii grzewczej w warunkach obliczeniowych bez odzysku ciepła:

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

Q_Npo Q_Npo Q_Npo

kW kW kW

68,54 46,58 42,1

Zapotrzebowanie energii grzewczej w warunkach obliczeniowych z odzyskiem energii:

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

Q_Npo Q_Npo Q_Npo

kW kW kW

37,26 15,3 10,82

Nr 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

system dwuprzewodowy ze stałym strumieniem powietrza

Qch, kW 50 70,5 75,2 79,6 82,7 85,7 79,7 76,6

system dwuprzewodowy ze zmiennym strumieniem powietrza

Q_CH, kW 46,80 71,06 71,14 77,03 80,56 82,66 78,67 63,94 system strefowy z nagrzewnicami strefowymi i stałym strumieniem powietrza

Q_CH 61,44 76,8 82,94 89,09 89,09 92,16 89,09 73,73

system strefowy z nagrzewnicami strefowymi i zmiennym strumieniem powietrza

Q_CH 45,6 63,34 68,21 74,12 78,3 82,98 79,69 61,8

układ z wentylokonwektorami/ chłodzenie suche

Q_CHpp+Q_CHo, kW

sucha 31,27 36,69 38,6 40,52 42,69 43,35 42,25 36,91 układ z wentylokonwektorami/ chłodzenie mokre

Q_CHpp+Q_CHo, kW

mokra 46,41 65,3 19,1 19,1 19,2 19,1 18,5 16,8

Porównanie pracy systemów: