1.1. KSZTAŁTOWANIE KLIMATU POMIESZCZEŃ

Podobne dokumenty
KLIMAT POMIESZCZEŃ KSZTAŁTOWANIE CLIMATE OF ROOMS MANAGEMENT AND PLANNING

Chłodnictwo i klimatyzacja / Kazimierz M. Gutkowski, Dariusz J. Butrymowicz. wyd. 2-1 dodr. (PWN). Warszawa, cop

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Analiza ekonomiczna chłodzenia bezpośredniego i wyparnego

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

Pompy ciepła

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 4

Spis treści. PRZEDMOWA. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ. 13 I. POJĘCIA PODSTAWOWE W TERMODYNAMICE. 19

KOMPENDIUM WIEDZY. Opracowanie: BuildDesk Polska CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKÓW I ŚWIADECTWA ENERGETYCZNE NOWE PRZEPISY.

Amoniakalne urządzenia chłodnicze Tom I

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2015/2016

Ćwiczenie 5: Wymiana masy. Nawilżanie powietrza.

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

Klimatyzacja 1. dr inż. Maciej Mijakowski

Obiegi rzeczywisty - wykres Bambacha

Czym jest chłodzenie ewaporacyjne?

ANALIZA SYSTEMU KLIMATYZACJI DLA KRYTYCH PŁYWALNI Z OSUSZANIEM CZĘŚCI POWIETRZA RECYRKULOWANEGO Z WYKORZYSTANIEM POMPY CIEPŁA

BILANS CIEPLNY CZYNNIKI ENERGETYCZNE

10. Przemiany powietrza zachodzące w urządzeniach centralnych ze sterowaniem

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Mechanika i Budowa Maszyn

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Koninie. Janusz Walczak

Klimatyzacja 3. dr inż. Maciej Mijakowski

Efektywność energetyczna powietrznych pomp ciepła dla CWU

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Wentylacja i Klimatyzacja - Podstawy Nowa książka dla studentów

K raków 26 ma rca 2011 r.

ANALIZA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA WYSOKOEFEKTYWNYCH SYSTEMÓW ALTERNATYWNYCH ZAOPATRZENIA W ENERGIĘ I CIEPŁO

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

Targi ISH 2013 Aircontec światowe nowości i trendy w dziedzinie klimatyzacji, chłodnictwa i wentylacji Poniedziałek, 25 Luty :25

Materiały dydaktyczne. Chłodnictwo, klimatyzacja i wentylacja. Semestr VI. Laboratoria

Opracowanie charakterystyki energetycznej wg nowych wymagań prawnych

Rok akademicki: 2012/2013 Kod: RBM s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA

Chłodzenie naturlane w całorocznym przygotowaniu czynnika ziębniczego

EKRAN 5. Zyski ciepła wg rozporządzenia [1]

Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

Każdy z nich wymaga odpowiedniego układu, w którym zachodzą procesy jego przygotowania, transportu oraz odprowadzenia ciepła.

Metody chłodzenia powietrza w klimatyzacji. Koszty chłodzenia powietrza

Wymiana ciepła w wymiennikach. wykład wymienniki ciepła

GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.

WPŁYW ODZYSKU CIEPŁA NA DZIAŁANIE URZĄDZENIA CHŁODNICZEGO

Raport - Ocena parametrów cieplno-wilgotnościowych przegrody budowlanej na podstawie normy PN-EN ISO

Kurs początkowy i uzupełniający w zakresie substancji kontrolowanych

Pompa ciepła powietrze woda

Dyrektor Stowarzyszenie Polska Wentylacja

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Skraplanie czynnika chłodniczego R404A w obecności gazu inertnego. Autor: Tadeusz BOHDAL, Henryk CHARUN, Robert MATYSKO Środa, 06 Czerwiec :42

Czynniki syntetyczne Ch³odziwa

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Warunki izochoryczno-izotermiczne

Projektowanie systemów wentylacji dwuprzewodowej z ogrzewaniem powietrznym na wykresach i x pow

ZAGROŻENIA BEZPIECZEŃSTWA WYNIKAJĄCE Z ZASTOSOWANIA POMP CIEPŁA DO CELÓW GRZEWCZYCH I KLIMATYZACJI

EKSPERYMENTALNE OKREŚLENIE WPŁYWU DOBORU CZYNNIKA CHŁODNICZEGO NA MOC CIEPLNĄ CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ**

Przemiany termodynamiczne

Sankom: Wykres i-x Molliera wersja 1.5

Pompy ciepła powietrze woda serii T-CAP, czyli stała wydajność grzewcza do temperatury zewnętrznej -15stC.

DOBÓR OPTYMALNEJ MOCY GRZEWCZEJ SPRĘŻARKOWEJ POMPY CIEPŁA TYPU POWIETRZE - WODA (P-W) DO OGRZEWANIA WOLNOSTOJĄCEGO BUDYNKU MIESZKALNEGO

BADANIE SPRĘŻARKOWEJ POMPY CIEPŁA

Termodynamika techniczna Thermodynamics. Inżynieria Środowiska I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

- podaje warunki konieczne do tego, by w sensie fizycznym była wykonywana praca

Normy dotyczące instalacji z pompami ciepła

Normy Budownictwo Pasywne i Energooszczędne

Kierunkowe efekty kształcenia wraz z odniesieniem do efektów obszarowych. Energetyka studia I stopnia

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

SPOSOBY POSZANOWANIA ENERGII INNOWACJE ENERGETYCZNE W BUDOWNICTWIE

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

W9 26. Wykresy pary. Termodynamika techniczna. Wykres i s pary wodnej. Odczytywanie wykresu

Jakie są systemy ogrzewania z pompą ciepła?

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

ZAGADNIENIA ODZYSKU CIEPŁA W URZĄDZENIACH CHŁODNICZYCH NA PODSTAWIE DOŚWIADCZEŃ FIRMY DK

Ogrzewnictwo / Bożena Babiarz, Władysław Szymański. wyd. 2 zaktualizowane. Rzeszów, cop Spis treści. Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów 9

SPIS TREŚCI. 1. Charakterystyka ogólna.

Pompy ciepła powietrze woda WPL 13/18/23 E/cool

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2017/2018

Wykorzystanie niskotemperaturowej energii odpadowej

TERMODYNAMIKA ZADANIA I PRZYKŁADY OBLICZENIOWE WIESŁAWA PUDLIKA WYDAWNICTWO POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ

Sprawność pompy ciepła w funkcji temperatury górnego źródła ciepła

Spis treści Wiadomości wstępne Paliwa energetyczne i spalanie Straty ciepła pomieszczeń Systemy ogrzewania Kotły

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Wentylacja naturalna i wymuszona z odzyskiem. ciepła w budynkach historycznych, rozwiązania umożliwiające wychładzanie budynków

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI. Wytyczne do Programu Funkcjonalno-Użytkowego Centrum Nauki Keplera w Zielonej Górze

BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA ABSORPCYJNEJ POMPY CIEPŁA

TECHNIKI NISKOTEMPERATUROWE W MEDYCYNIE

5.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie wznoszenia

WENTYLACJA DLA TWOJEGO DOMU. PRO-VENT Producent central wentylacyjnych z odzyskiem ciepła

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W KONINIE ZAMIEJSCOWY WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INSTALACJI KOMUNALNYCH W TURKU EFEKTY KSZTAŁCENIA

4. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. W kelwinach przyrost ten jest równy

Pompa ciepła powietrze woda WPL 15 ACS / WPL 25 AC

Klimatyzacja & Chłodnictwo (2)

KONCEPCJA WYKORZYSTANIA CIEPŁA ODPADOWEGO DO WYTWARZANIA CHŁODU NA JEDNOSTKACH PŁYWAJĄCYCH

GEO-KLIMAT przeznaczony dla obiektów użyteczności publicznej. Copyright Pro-Vent

Pompa ciepła powietrze woda HPA-O 7 / 10 / 13 (S)(CS) Premium

Wpływ osłon przeciwsłonecznych na efektywność energetyczną budynku Uniwersytetu Jagiellońskiego wydziału Chemii. Przemysław Stępień

Projektowana charakterystyka energetyczna

Transkrypt:

13 1. WSTĘP 1.1. KSZTAŁTOWANIE KLIMATU POMIESZCZEŃ Prawidłowe określenie wymaganych parametrów klimatu i innych potrzeb cieplnych w budownictwie daje podstawę do wkomponowania odpowiednich instalacji w obiekt budowlany. Szkic koncepcyjny (rys. 1.1) prezentuje uzbrojenie budynku w instalacje uczestniczące w kształtowaniu klimatu i w zaspokajaniu innych potrzeb pomieszczeń. Instalacje klimatyzacyjne do zapewnienia korzystnych parametrów cieplnych środowiska wewnętrznego wymagają szczególnej kompetencji i rozwagi w projektowaniu oraz użytkowaniu, z powodu ich znaczącego wpływu na odczucia człowieka, zapotrzebowanie energii i narażenie bezpieczeństwa osób. Pojęcia, wyposażenie instalacji w odpowiednie elementy i ich funkcje opisane są w szczegółowych rozdziałach (Spis treści). Rys. 1.1. Schemat ideowy instalacji klimatyzacyjnych obiektu z uwzględnieniem poszanowania energii [3] Znaczący wkład w zagrożenia wnoszą instalacje do realizacji lewobieżnych obiegów termodynamicznych pomp ciepła i ziębiarek. Wewnątrz nich występują bo-

14 wiem substancje szkodliwe dla atmosfery, ponadto wzrasta efekt cieplarniany Ziemi, szczególnie w aglomeracjach miejskich z powodu wykorzystywania do napędu energii, głównie elektrycznej. Obiegi lewobieżne do zmiany temperatury i wilgotności, powszechnie wykorzystywane w technice uzdatniania powietrza, wiążą się z techniką osiągania i utrzymywania temperatur obniżanych oraz podwyższanych w stosunku do temperatury początkowej ciał obserwowanych lub do ich otoczenia, co opisują odpowiednie procesy (rys. 1.2). Rys. 1.2. Zespół środków uczestniczących w procesach lewobieżnych ziębiarek i pomp ciepła [8] Jeśli np. w procesie obniżania lub utrzymywania obniżonej temperatury jakiegoś ciała (np. powietrza) w stosunku do otoczenia uczestniczą tylko substancje otoczenia naturalnego, np. płyny C3 (woda lub powietrze otoczenia naturalnego), to mamy do czynienia z chłodzeniem naturalnym (lub krótko: chłodzeniem). Jeśli natomiast w procesie przejmowania ciepła od ciała, np. obniżania lub utrzymywania jego temperatury, uczestniczą substancje o temperaturze obniżonej, w stosunku do temperatury otoczenia naturalnego, w sposób sztuczny, np. przez realizację lewobieżnego obiegu termodynamicznego, to mamy do czynienia z chłodzeniem sztucznym (lub krótko: ziębieniem). Procesom i instalacjom do ziębienia towarzyszą równocześnie instalacje do chłodzenia (instalacje chłodni-

cze z wodą lub powietrzem chłodzącym skraplacz), a w pompach ciepła również do ogrzewania (grzewcze). Współczesny budynek w celu utrzymania właściwego mikroklimatu oraz odpowiedniego komfortu wyposażony jest w wiele różnych instalacji technicznych. Powietrze 15 Rys. 1.3. Schemat ideowy podstawowych instalacji ziębniczych, chłodniczych i grzewczych w obiektach komunalnych

16 Należą do nich instalacje: elektryczna, grzewcza, kanalizacyjna, wentylacyjna (klimatyzacyjna), wodociągowa, chłodnicza względnie ziębnicza. Schemat ideowy budynku wraz z wymienionymi instalacjami przedstawiono na rys. 1.3. 1.2. Zastosowania praktyczne i formułowane wymagania bezpieczeństwa Warunki bezpieczeństwa określa zespół przepisów, zakazów oraz ostrzeżeń przed niewłaściwym postępowaniem z instalacjami, wypełnionymi ziębnikami (C2), charakteryzującymi się właściwościami, które stwarzają zagrożenie dla zdrowia i mienia. Sformułowano je na podstawie badań przeprowadzonych w renomowanych i uznawanych laboratoriach naukowych. Na tej podstawie wszystkie czynniki ziębnicze (ziębniki refrigerants) zakwalifikowano w międzynarodowych opracowaniach normalizacyjnych EN 378 i w normie ISO 5149 do trzech grup klasyfikacyjnych o wzrastającej skali zagrożenia (L1, L2, L3) uwzględniających toksyczność (w tym także wypieranie tlenu) oraz palność (w tym także wybuchowość). a) b) Rys. 1.4. Skojarzenie instalacji klimatyzacyjnej (ziębniczo-grzewczej) odpowiednio do wymagań dla pomieszczenia kategorii A z ziębnikiem L1: a) system bezpośredni, b) system pośredni

Dla powyższych grup ziębników sformułowane zostały obowiązujące ograniczenia stosowalności uzależnione od kategorii pomieszczeń A, B, C, w których rozmieszcza się instalacje systemów ziębienia lub ogrzewania. Napełnienie masą ziębnika z grupy L1 w instalacji systemu bezpośredniego (rys. 1.4a) lub równoważnego mu pośredniego typu otwartego, ulokowanego wewnątrz pomieszczenia kategorii A, nie może przekroczyć wartości dopuszczalnej (obliczeniowej) do osiągnięcia granicy stężenia w razie nieszczelności. Jeżeli ten warunek nie może być spełniony, należy zastosować inne rozwiązania projektowe. Jednym z nich jest odpowiedni system pośredni zamknięty (rys. 1.4b) kosztow- 17 Rys. 1.5. Instalacja klimatyzacyjna z klimatyzatorami wentylatorowymi podłogowymi podokiennymi

18 niejszy, mniej korzystny energetycznie, ale odpowiadający wymaganiom bezpieczeństwa. Szkice rysunkowe (rys. 1.4) wyjaśniają różnice pomiędzy systemami. W systemie pośrednim występuje dodatkowy wymiennik ciepła oziębiacz wody (water chiller) zwiększający koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. W wykonaniu praktycznym system zaopatrzenia w powietrze uzdatniane klimatyzacyjnie z klimatyzatorami wentylatorowymi (podłogowymi podokiennymi) może być zrealizowany tak jak to przedstawiono na rys. 1.5. 1.3. Wykres h-x powietrza wilgotnego Narzędziem pomocniczym do rozwiązywania zagadnień występujących w praktyce klimatyzacyjnej, a w szczególności do obliczania bilansów procesów służą wykresy wilgotnego powietrza. W Europie przyjął się powszechnie wykres w układzie dwóch współrzędnych entalpia właściwa zawartość wilgoci h-x (wykres Molliera), który powstał na postawie odpowiednich zależności termodynamicznych (h entalpia właściwa, x zawartość wilgoci, patrz rozdz. 4). Podstawą sporządzania wykresu h-x Molliera są wzory do obliczenia entalpii właściwej powietrza wilgotnego zamieszczone poniżej. Przy założeniu własności gazu doskonałego powietrza suchego i pary wodnej dla p = p atm = const dwa parametry stanu (t, x) wystarczą do termodynamicznego (kalorycznego) określania stanu powietrza na płaszczyźnie wykresu h-x. Równania entalpii właściwej formułowane dla obszarów: 1) powietrza nienasyconego wilgocią oraz 2) powietrza z mgłą wodną i 3) powietrza z mgłą lodową, przedstawiają się następująco: 1) h( c t c t r x 1+ x) = 10 pg + pw +, φ,, (, 0 ) 2) h( c t c t r x c t x x 1+ ) = + ( + 0 ) +, mgła wodna,, ( ) x pg pw n m n 3) h( c t c t r x r c t x x 1+ ) = + ( + 0 ) ( ), mgła lodowa,, ( ) x pg pw n l l n gdzie: cpg t przy t = 0 [ C], 0 średnia właściwa pojemność cieplna przy p = const (średnie ciepło właściwe) powietrza suchego przy stałym ciśnieniu odczytywana z tablic dla: 0 [ C] oraz t [ C] i obliczona jako wartość średnia arytmetyczna.,, [ ] kj 0 1, 0036, kg K c pgt = C

przy t = 0 [ C] c pw t, 0 właściwa pojemność cieplna (średnie ciepło właściwe) pary wodnej przy p = const w granicach temperatur od 0 [ C] do t [ C], r 0 ciepło utajone odparowania wody w temperaturze 0 [ C], [kj/kg]. c pw,, kj 1 8259 kg K kj r 0 = r t = 0 [ C] 2500 kg Na takim wykresie w układzie osi współrzędnych rozwartokątnym h-x można dokonywać analizy procesów zachodzących podczas uzdatniania powietrza. Odcinki na wykresie reprezentują podstawowe składniki równania entalpii powietrza wilgotnego nienasyconego o stanie A. A B c p,w t x c dodatek entalpii właściwej przegrzania pary wodnej, B C c p,g t entalpia właściwa powietrza suchego o temperaturze t A, C D r 0 x c dodatek entalpii właściwej z odparowania wody (t = 0 C). 19 Rys. 1.6. Wykres powietrza wilgotnego w układzie rozwartokątnym osi h-x

20 W literaturze głównie angloamerykańskiej dość rozpowszechniony jest wykres w układzie współrzędnych: temperatura zawartość wilgoci. 1. Entalpia właściwa określana jest dla powietrza wilgotnego nasyconego 2. Zamiast ε jest wskaźnik kierunkowy SHF (Sensible Heat Factor), gdzie: SHF= Φ j Φc [ ] h= h 1 +xn. dla x = const Φ c = Φ j, SHF = 1,0. 3. Wykres Carriera różni się od wykresu Molliera tym, że wskaźnik kierunkowy określa się stosunkiem strumienia ciepła jawnego do strumienia ciepła całkowitego. Oznacza to, że gdy ciepło jawne Φ j = 0, to SHF = 0, gdy w strumieniu powietrza nie ma zmiany wilgoci, to Φ c = Φ j i SHF = 1,0. Zatem podziałka wskaźnika kierunkowego zmienia się od wartości 1,0 do 0. Każda prosta równoległa do x = const ma SHF = 1,0. Każda prosta równoległa do temperatury t s suchego termometru ma SHF = 0. 4. Entalpia właściwa powietrza jest liczona i naniesiona na wykres według wartości dla powietrza nasyconego parą wodną, a więc dla x = x n. Ponieważ linie stałej entalpii naniesione na wykres w obszarze nienasyconym dotyczą wartości h1+ xn, trzeba wprowadzać poprawki dla powietrza uwzględniające różnice w zawartości wilgoci według tablic podanych przez Carriera. Rys. 1.7. Uproszczony wykres Carriera powietrza wilgotnego