Ćwiczenie 3

Ćwiczenie 3

Zadanie 2:

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 i 3.

Zaprojektować system ze zmiennymi

strumieniami powietrza. Minimalny strumień

powietrza wentylującego równy jest 0,5V _max

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

ΣQ_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.

Nazwa pomieszczenia

F h n V V Ψ

m² m os m³/s m³/h h^-1

U 07 Księgarnia 184 3,2 18 1,24 4465 7,6

U 017

Sklep

odzieżowy 298,2 3,2 30 1,48 5365 5,6

U 018

Sklep

obuwniczy 199,8 3,2 20 1,22 4390 6,9

U 024 Salon fryzjerski 140 3,2 14 1,17 4215 9,4

Tabela 1. Zyski ciepła jawnego - maj

Tabela 2. Zyski ciepła jawnego - czerwiec

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

t_z,^oC 16 19,4 22,8 24,3 24,5 24,1 21,7 19

t_p,^oC 20 20 21,4 22,2 22,3 22,1 20,9 20

U 07 3,75 5,61 6,43 8,1 9,52 10,45 10,28 8,05

U 017 5,8 9,51 11,27 11,93 12,25 12,23 12,19 11,68

U 018 10,18 9,12 8,37 7,99 8,09 8,01 7,93 7,82

U 024 9,65 9,45 8,04 7,82 7,87 7,79 7,59 7,38

SQ_zbj, kW 29,38 33,69 34,11 35,84 37,73 38,48 37,99 34,93

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

Tabela 1. Zyski ciepła jawnego - lipiec

Tabela 2. Zyski ciepła jawnego - sierpień

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

t_z,^oC 23 26,1 28,4 29,8 30 29,9 28,5 25,5

t_p,^oC 21,5 23,1 24,2 24,9 25 25 24,3 22,8

U 07 3,92 5,5 6,35 9,12 10,22 10,46 8,83 7,99

U 017 6,47 9,61 11,36 12,07 12,39 12,36 12,25 11,85

U 018 10,22 10,06 8,32 7,97 8,07 7,98 7,04 7,78

U 024 9,81 9,56 8,11 7,89 7,95 7,87 7,69 7,5

SQ_zbj, kW 30,42 34,73 34,14 37,05 38,63 38,67 35,81 35,12

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

t_z,^oC 23 26,1 28,4 29,8 30 29,9 28,5 25,5

t_p,^oC 21,5 23,1 24,2 24,9 25 25 24,3 22,8

U 07 3,74 5,39 6,18 7,94 9,37 10,18 9,41 7,67

U 017 6,06 9,27 11,09 11,77 12,11 12,07 11,74 11,37

U 018 8,43 9,8 8,12 7,73 7,85 7,84 7,69 7,67

U 024 8,63 10,45 7,97 7,72 7,78 7,77 7,53 7,42

SQ_zbj, kW 26,86 34,91 33,36 35,16 37,11 37,86 36,37 34,13

Temperatura za wymiennikiem do odzysku ciepła w czerwcu

t

C

8

10

12

14

15

16

18

20

t

C 20,9 24,7 27,8 28,4 28,5 28 26,5 24 t

C 20,5 22,4 23,9 24,2 24,3 24 23,3 22 t

C 20,6 23,1 25,1 25,5 25,6 25,2 24,3 22,6

7 , 0

)

' (

=

− +

= η

η _{p z}

z

z t t t

t

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

Symbol

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

czerwiec

nr/godz 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

V 07 0,47 0,6 0,63 0,94 1,12 1,24 1,23 0,95

V 017 0,79 1,14 1,35 1,43 1,47 1,47 1,49 1,43

V 018 1,22 1,18 0,99 0,95 0,96 0,96 0,94 0,84

V 024 1,17 1,12 0,97 0,94 0,95 0,95 0,92 0,9

V 3,65 4,04 3,94 4,26 4,49 4,61 4,58 4,12

Strumienie powietrza w poszczególnych godzinach w czerwcu V[m³/s], przy założeniu, że ∆t = 7^oC.

Bilans ciepła w miesiącu czerwcu

U 07 38 48 51 76 90 100 99 77

U 017 53 77 91 96 99 99 100 96

U 018 100 97 81 78 79 79 77 69

U 024 100 96 83 80 81 81 79 77

V/Vmax, % 79 88 85 92 97 100 99 89

V/5,12, % 74 79 77 83 88 90 89 81

% 100

max

⋅

= V γ V

Względny strumień powietrza nawiewanego w poszczególnych godzinach

czerwiec

nr/godz 8^oo 10^oo 12^oo 14^oo 15^oo 16^oo 18^oo 20^oo

V 07 m³/s 0,47 0,6 0,63 0,94 1,12 1,24 1,23 0,95

V 017 m³/s 0,79 1,14 1,35 1,43 1,47 1,47 1,49 1,43

V 018 m³/s 1,22 1,18 0,99 0,95 0,96 0,96 0,94 0,84

V 024 m³/s 1,17 1,12 0,97 0,94 0,95 0,95 0,92 0,9

V m³/s 3,65 4,04 3,94 4,26 4,5 4,61 4,58 4,12

skorygowany procentowy udział powietrza wentylującego w strumieniu max

U 07 50 50 51 76 90 100 99 77

U 017 53 77 91 96 99 99 100 96

U 018 100 97 81 78 79 79 77 69

U 024 100 96 83 80 81 81 79 77

Strumień powietrza wentylującego może zostać ograniczony maksymalnie o 50%

strumienia maksymalnego a zatem:

skorygowany chwilowy strumień powietrza wentylującego

U 07 0,62 0,62 0,63 0,94 1,12 1,24 1,23 0,95

U 017 0,79 1,14 1,35 1,43 1,47 1,47 1,49 1,43

U 018 1,22 1,18 0,99 0,95 0,96 0,96 0,94 0,84

U 024 1,17 1,12 0,97 0,94 0,95 0,95 0,92 0,9

ΣV, m3/s 3,80 4,06 3,94 4,26 4,50 4,62 4,58 4,12

było 38% było 48%

Przyrost temperatury powietrza w pomieszczeniu, ∆t, ^oC

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

U 017 7 7 7 7 7 7 7 7

U 018 7 7 7 7 7 7 7 7

U 024 7 7 7 7 7 7 7 7

∆t_śr, ^oC 6,7 7 7 7 7 7 7 7

Temperatura nawiewu; t_n,^oC

U 07 15,2 15,6 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

U 017 13,5 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

U 018 13,5 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

U 024 13,5 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

t_nśr, ^oC 13,8 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

V c t Q V c t Q

p j śr

p j

Σ

⋅

⋅

= Σ

⋅ ∆

= ⋅

∆ ρ ^; ρ

c

z

t_z’

12^oC

Zakładamy, że t

= t

;

t

= 12

C

zi ci

ci n zi zi

ci zi n ci

zi n z c c

zi zi ci c zi c zi ci c n

zi c ci

c n

t t

t a t

t t

t a t

t t t t a

t t t a t a t t a t

t a t

a t

−

= −

−

= −

−

=

−

+

−

=

⋅

− +

⋅

=

⋅

− +

⋅

=

) (

) (

) 1 (

Udział powietrza zimnego i ciepłego w wentylującym:

udziały powietrza ciepłego i zimnego

t_ci=t_z',^oC 20,6 23,1 25,1 25,5 25,6 25,2 24,3 22,6

t_zi,^oC 12 12 12 12 12 12 12 12

t_n, ^oC 13,8 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

c 0,21 0,31 0,37 0,39 0,39 0,38 0,35 0,28

z 0,79 0,69 0,63 0,61 0,61 0,62 0,65 0,72

z t_z’

t_n c

c’

z’

c’=z’=0,5

t_zi t_z’ t’ci

t_zi

5 , 0

5 , ' 0

1 5 , 0 5 , 0

zi n

ci

n zi ci

t t t

t t t

= −

= +

Stosując „spinkę” w układzie możemy uzyskać : c’ = z’ = 0,5

ΣV, m³/s 3,80 4,06 3,94 4,26 4,50 4,62 4,58 4,12 t_ci=t_z',^oC 20,6 23,1 25,1 25,5 25,6 25,2 24,3 22,6

t_zi,^oC 12 12 12 12 12 12 12 12

t_n,^oC 13,8 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

t’_ci,^oC 15,6 18,8 21,8 22,4 22,6 22 20,6 18

→ 0,29 0,19 0,13 0,11 0,11 0,12 0,15 0,22

spinka c’ 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50

z’ 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50

z

t_n

c c’

z’

t’_ci

t_zi t_z’

5 , 0 ' ' ' ;

' = =

−

= − c z

t t

t c t

zi ci

zi n

z

t_n

c c’

z’

t’_ci

t_zi t_z’

' ;

"

zi ci

ci ci

t t

t c t

−

= −

t_ci t_ci

t_zi

t_zi

ΣV, m³/s 3,80 4,06 3,94 4,26 4,50 4,62 4,58 4,12 t_ci=t_z',^oC 20,6 23,1 25,1 25,5 25,6 25,2 24,3 22,6

t_zi,^oC 12 12 12 12 12 12 12 12

t_n, ^oC 13,8 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15 t’_ci,^oC 15,6 18,8 21,8 22,4 22,6 22 20,6 18

c" 18 0,39 0,25 0,23 0,22 0,24 0,30 0,43 z" 0,42 0,61 0,75 0,77 0,78 0,76 0,70 0,57 Udział powietrza ciepłego i zimnego dla układu ze spinką:

c 0,21 0,31 0,37 0,39 0,39 0,38 0,35 0,28

z 0,79 0,69 0,63 0,61 0,61 0,62 0,65 0,72

V_zi, m³/s 3,00 2,82 2,47 2,62 2,74 2,87 2,98 2,96

∆i, kJ/kg_ps 23,5

Q_CH, kW 80,8

Moc chłodnicy w odgałęzieniu powietrza zimnego:

i V

z i V

Q

=

⋅ ρ ⋅ ∆ = ⋅ ⋅ ρ ⋅ ∆

ΣV, m³/s 3,80 4,06 3,94 4,26 4,50 4,62 4,58 4,12 t_ci=t_z',^oC 20,6 23,1 25,1 25,5 25,6 25,2 24,3 22,6

t_zi,^oC 12 12 12 12 12 12 12 12

t_n,^oC 13,8 15,4 16,9 17,2 17,3 17 16,3 15

Nr pom.

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax V_max V_min

kW kW kW m³/s m³/s

U 07 -7,24 -2,13 -1,08 1,24 0,62 U 017 -9,39 -1,44 -0,66 1,49 0,745

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

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

Σ -26,82 -4,94 -0,29 4,62 2,31

Straty ciepła i bilanse ciepła dla okresu zimowego:

Temperatury powietrza nawiewanego:

Nr pom.

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

t_n t_n t_n

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

U 07 24,8 29,7 21,4 22,8 20,7 21,4

U 017 25,2 30,5 20,8 21,6 20,4 20,7

U 018 _{24,3 28,6 20,6 21,2 19,7 19,4}

U 024 22,8 25,5 20,4 20,7 19,3 18,6

Σ 24,8 29,6 20,9 21,8 20,1 20,1

Zakładamy, że t

= 35

C i 25

C

; t

= 12

C

ΣV = 0,5 ΣV

Nr pom.

noc minimalna frekw. maksymalna frekw.

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

t_n^noc t_n^min.f. t_n^max.f.

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

U 07 24,8 29,7 21,4 22,8 20,7 21,4

U 017 25,2 30,5 20,8 21,6 20,4 20,7 U 018 24,3 28,6 20,6 21,2 19,7 19,4 U 024 22,8 25,5 20,4 20,7 19,3 18,6 budynek 24,8 29,6 20,9 21,8 20,1 20,1

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

t_n t_n t_n

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

t_ci 35 35 25 25 25 25

t_zi 12 12 12 12 12 12

t_n 24,8 29,6 20,9 21,8 20,1 20,1

c 0,56 0,77 0,68 0,75 0,62 0,62

z 0,44 0,23 0,32 0,25 0,38 0,38

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

noc min frekw. maks. Frekw

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

t_ci 35 35 25 25 25 25

t_zi 12 12 12 12 12 12

t_n 24,3 28,7 20,8 21,6 20 20,1

c 0,53 0,73 0,68 0,74 0,62 0,62

z 0,47 0,27 0,32 0,26 0,38 0,38

t'_zi 13,4 27,4 16,7 18,2 15,1 15,1

c' 0,50 0,17 0,49 0,50 0,49 0,51

z' 0,50 0,83 0,51 0,50 0,51 0,49

W systemie zastosowano spinkę, celem wyrównania strumieni dopływających do skrzynek oraz różne temperatury powietrza ciepłego :

Zakładamy, że t

= 30

C i 25

C

; t

= 12

C

ΣV = 0,5 ΣV

a_ci 0,71 0,98 0,68 0,75 0,62 0,62

a_zi 0,29 0,02 0,32 0,25 0,38 0,38

Nr pom.

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

t_n t_n t_n

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

U 07 24,8 29,7 21,4 22,8 20,7 21,4

U 017 25,2 30,5 20,8 21,6 20,4 20,7

U 018 24,3 28,6 20,6 21,2 19,7 19,4

U 024 22,8 25,5 20,4 20,7 19,3 18,6

budynek 24,3 28,7 20,8 21,6 20 20,1

W systemie zastosowano spinkę, celem wyrównania strumieni dopływających do skrzynek:

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

noc min frekw. maks. Frekw

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

t_ci 30 30 25 25 25 25

t_zi 12 12 12 12 12 12

t_n 24,8 29,6 20,9 21,8 20,1 20,1

c 0,71 0,98 0,68 0,75 0,62 0,62

z _{0,29 0,02 0,32 0,25 0,38 0,38}

t'_zi 19,6 29,2 16,8 18,6 15,2 15,2

c' _{0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50}

z' 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50

Q_str Q_zbjmin Q_zbjmax

noc min frekw. maks. frekw.

V_max V_min V_max V_min V_max V_min

t_n 24,3 28,7 20,8 21,6 20 20,1

t_{ci 35 35 25 25 25 25}

t_zi 12 12 12 12 12 12

c _{0,56 0,77 0,68 0,75 0,62 0,62}

z 0,44 0,23 0,32 0,25 0,38 0,38

Q_N1, kW 18,94 9,47 18,94 9,47 18,94 9,47

Q_N2, kW 71,76 49,34 49,25 27,16 44,91 22,45

Σ, kW 90,7 58,81 68,19 36,63 63,85 31,92

Moc nagrzewnicy: