Wentylacja i klimatyzacja 1. Studia inżynierskie

Transkrypt

1 Wenylacja i kliayzacja 1 Zadanie Sudia inżynierskie Zarjekwać urządzenie wenylacyjne ieszczenia biurweg zlkalizwaneg we Wrcławiu wyiarach 12x8x,5, dla kóreg bciążenie cielne dan w abeli 1. W układzie należy wykrzysać wyiennik d dzysku cieła. Załżenia: a) Minialna eeraura wierza w ieszczeniu ( = 21, b) Teeraura wierza w ieszczeniu w kresie cieły (c) = f(z(c)), c) Jednskwe sayczne sray cieła w ieszczeniu wynszą: qsr = 8W/. d) Sray cieła w kresie ziny krywa cenralne grzewanie d eeraury dyżurnej d = 5. e) Duszczalny rzyrs eeraury wierza w ieszczeniu wynsi = 7K. f) Maksyalna liczba sób rzebywających w ieszczeniu: n = 16s. g) Srawnść eeraurwa wyiennika d dzysku cieła: η=65%. Tabela 1. Zesawienie zysków cieła jawneg i całkwieg dla ieszczenia. liiec gdz. ara./ jedn z 22,6 26,1 28,4 29,8 0 29,9 28,5 21,8 2,55 24,7 25,4 25,5 25,45 24,75 c) W zbc(c) W wrzesień gdz. ara./ jedn z 18, , ,6 2, ,45 2,5 2, 22,15 c) W zbc(c) W kres ziwy ( W 950

2 Rzwiązanie: W awiany rzyadku rjek urządzenia wenylacyjneg srwadza się d wyknania: a) Obliczeń dla sruienia wierza wenylująceg. b) Obliczeń dla wyznaczenia wyaganej cy chłdnicy (d eg niezbędne jes naryswanie rzeian erdynaicznych wierza na wykresie i-x Mliera).W y rzyadku żna akże wskazać na wykresie w jaki ssób zienia się san wierza w ieszczeniu. c) Obliczeń dla wyznaczenia wyaganej cy nagrzewnicy. d) Rysunku rzedsawiająceg schea urządzenia wenylacyjneg e) Wykresu -z brazująceg całrczny cykl racy urządzenia. W y zadaniu należy zauważyć, że aksyalny rzyrs eeraury wierza w ieszczeniu. Zae usi być układ wenylacji z chłdzenie (z w n 7 nrwanie eeraury wierza w ieszczeniu w kresie całrczny). Pnad w układzie usi jawić się wyiennik d dzysku cieła. Dlaeg, już na wsęny eaie żna naryswać schea urządzenia. Rys.1. Schea insalacji wenylacji z chłdzenie i wyiennikie krzyżwy d dzysku cieła Rys.2. Schea insalacji wenylacji z chłdzenie i wyiennikie brwy d dzysku cieła

3 Ad.a) Obliczenie sruienia wierza wenylująceg Aby bliczyć sruień wierza wenylująceg dla ieszczenia biurweg (dla kóreg, c wynika z reści zadania dinujący zanieczyszczanie jes cieł jawne) należy skrzysać ze wzru: V c c) s (1) gdzie: c) c aksyalne bciążenie cielne (ciełe jawny) ieszczenia; kw, gęsść wierza; kg/, cieł właściwe wierza, kj/kgk, aksyalny rzyrs eeraury wierza w ieszczeniu; K. Analiza bciążenia cielneg ieszczenia (abela 2) wskazuje, że aksyalny bilans cielny wysęuje we wrześniu gdz. 10, gdy z = 2 i wynsi Dlaeg sruień wierza wenylująceg wynsi: c) =4720 W. 4,720[ kw] V 0,56 kg kj s 1,2[ ] 1,005 7K kg K 2020 h Srawdzenie krnści wyian wierza w ieszczeniu (jeżeli dla ieszczenia nie jes kreślna inialna krnść wyian wierza w ieszczeniu, wedy nie rzeba rbić akieg srawdzenia, ale war jes w ewny sniu srawdzenie bliczeń) V h 1 6 (2) K 12 8,5 h Uzyskana warść krnści wyian ieści się w granicach zalecanych warści dla eg yu ieszczeń. Ad.b) Obliczenie cy chłdnicy Mc chłdnicy blicza się dla warunków: 1. aksyalnej warści bilansu cieła dla ieszczenia, 2. aksyalnej eeraury wierza zewnęrzneg. Dla bu rzyadków c chłdnicy rzenwej należy bliczyć ze wzru: H V i V i i () Gdzie: V sruień wierza wenylująceg, /s, Z' N

4 - gęsść wierza, kg/, iz, in enalia właściwa wierza dwiedni za wyiennikie d dzysku cieła i nawiewaneg. Ad.1. Maksyalne bciążenie cielne ieszczenia. Maksyalne bciążenie cielne ieszczenia wysęuje we wrześniu gdz. 10, gdy z = 2 i wynsi c) =4720 W. Aby dczyać enalię właściwą wierza za wyiennikie d dzysku cieła należy bliczyć eeraurę wierza za wyiennikie d dzysku cieła Z. 2 z' z ( z ) 2 0,65(2 22) 22, 4 Aby dczyać enalię właściwą wierza nawiewaneg należy bliczyć eeraurę wierza nawiewaneg n. 2 n Rys.. Przeiany erdynaiczne wierza w cenrali wenylacyjnej dla eeraury zewnęrznej z=2, w chwili aksyalneg bciążenia cielneg ieszczenia Zae c chłdnicy: 2 H 0,561,2 (49,5 7,5) 8, 06kW Dla ak rzedsawinych rzeian żna jeszcze zaznaczyć linię brazującą ziennść araerów wierza w ieszczeniu, czyli. Aby bliczyć warść wsółczynnika kierunkweg rzeiany wierza w ieszczeniu e należy wyznaczyć warść zysków cieła całkwieg (zbc) raz zysków wilgci dla ieszczenia (W). zbc kj (4) W kg

5 W awiany zadaniu, zyski wilgci chdzą ylk d sób rzebywających w ieszczeniu, ale ze względu na, że nie znay jednskwej warści ych zysków sruień wilgci należy bliczyć z zależnści: zbc zbj kg W (5) r s gdzie: zbc, zbj dwiedni sruień cieła całkwieg i jawneg dla ieszczenia, kw, r cieł arwania, r=2500 kj/kg. W y rzyadku: Oraz: W 2 5,24 4, kg 0, 2500 s 2 5,24 kj kj ,00021 kg kg Rys.4. Przeiany erdynaiczne wierza w cenrali wenylacyjnej raz w ieszczeniu dla eeraury wierza zewnęrzneg z=2, w chwili aksyalneg bciążenia cielneg ieszczenia Ad.2. Maksyalna eeraura wierza zewnęrzneg. Obciążenie cielne ieszczenia, gdy na zewnęrz wysęuje aksyalna eeraura wierza (z = 0 0 ) wynsi =250 W. W y say czasie w eeraura wierza c) w ieszczeniu będzie urzyywana na ziie 0 25, 5 Aby dczyać enalię właściwą wierza za wyiennikie d dzysku cieła należy bliczyć eeraurę wierza za wyiennikie d dzysku cieła Z. 0 0 z' z ( z ) 0 0,65(0 25,5) 27, 1

6 Aby dczyać enalię właściwą wierza nawiewaneg należy bliczyć eeraurę wierza nawiewaneg n c),25 n 25,5 20 4,8 20, 7 c V 1,2 1,005 0,56 Zyski wilgci w y czasie w ieszczeniu wynszą: W 0,82, kg 0, 2500 s Zae wsółczynnik kierunkwy rzeiany wierza w ieszczeniu że być bliczny: 0,25 kj kj ,0002 kg kg Przeiany erdynaiczne wierza dla eg rzyadku rzedsawin na rysunku 5. Rys.5. Przeiany erdynaiczne wierza w cenrali wenylacyjnej raz w ieszczeniu dla aksyalnej eeraury wierza zewnęrzneg z=0 W y rzyadku c chłdnicy wynsi: 0 H 0,561,2 (60 47,5) 8, 4kW W UKŁADZIE NALEŻY ZASTOWSOWAĆ HŁODNIĘ O MOY PRZYNAJMNIEJ RÓWNEJ 8,4 Kw. Ad.c) Obliczenie wyaganej cy nagrzewnicy Mc nagrzewnicy wierza żna bliczyć ze wzru:

7 N V c V c ( ' n ) (6) z Gdzie: V sruień wierza wenylująceg, /s, - gęsść wierza, kg/, c cieł właściwe wierza, z, N eeraura nawiewaneg. wierza dwiedni za wyiennikie d dzysku cieła i Teeraura wierza za wyiennikie d dzysku cieła (Wrcław znajduje się w II srefie kliaycznej i eeraura bliczeniwa dla kresu ziweg winna być rzyjwana na ziie z( = -18 ) a) dla układu z wyiennikie krzyżwy: (aby zabezieczyć układ rzed zaarzanie war rzewidzieć zniejszenie srawnści wyiennika w kresie ziwy, c znacza, że część wierza rzeływa rzez wyiennik, a część rzez jeg bejście) z' ( 5 z( ( z( ( ) 18 0,55( 18 21), b) dla układu z wyiennikie brwy: z' ( z( ( z( ( ) 18 0,65( 18 21) 7, Dla wyznaczenia wyaganej eeraury wierza nawiewaneg należy bliczyć bilans cieła dla kresu ziweg. n( ( z c V W zadaniu dan, że zyski cieła dla kresu ziweg wynszą =950W (arz abela 1) raz kreśln jednskwe sray cieła qsr = 8W/. Bilans cielny ieszczenia w kresie ziwy że być bliczny ze wzru: Gdzie: wen. sr (7) ( ( zyski cieła w jawneg ieszczeniu, W, sr. wen. sray cieła, kóre usi kryć wenylacja, W, ałkwie sray cieła, kóre jawiają się w kresie ziwy w ieszczeniu wynszą: W sr. K q ( 128,5) W Z reści zadania wynika, że w ieszczeniu zanwany jes syse cenralneg grzewania, kóry rywa sray d eeraury dyżurnej d=5. Zae część sra (d -18 d

8 +5) krywa cenralne grzewanie, a część (d +5 d +21) krywa wenylacja wen. sr. Sray cieła, kórych krycie usi zaewnić syse wenylacji wynszą: wen (. d 215 sr sr W 21 ( 18) ( z( Bilans cielny ieszczenia wynsi: A zae eeraura wierza nawiewaneg: zbj ( z ) 152 0,152 1,2 1,005 0,56 W n( 21 21, 2 Wyagana c nagrzewnicy: a) dla układu z wyiennikie krzyżwy: N 0,561,2 1,005 (21,2,5) 11,9512kW b) dla układu z wyiennikie brwy: N 0,561,2 1,005 (21,2 7,) 9, 4kW Ad.d) Scheay rzwiązań rzedsawin na cząku rzwiązania. Ad.e) Wykres -z brazujący całrczny cykl racy urządzenia

9