Dobrodošli na nastavu iz GRIJANJEI KLIMATIZACIJA
UVOD U GRIJANJE I KLIMATIZACIJA
Grijanje u kući
k a r o k o p k a r o K
1
Spoznajaoomogućim mogućimenergetskim energetskim uštedama Spoznaja uštedama
2
Suglasnosttop topmenadžmenta menadžmenta Saglasnost
3
Preliminarnienergetski energetskipregled pregled Preliminarni
4
Detaljni energetski energetskipregled pregled Detaljni
–
t n e m ž d a n e m i k s t e g r e n E
5
Uspostavljanje vođenjapostrojenja postrojenja i održavanja Uspostavljanje mjera mera vođenja i održavanja
6
Izrada izvodljivosti projekata Izradaprethodnih prethodnihstudija studija izvodljivosti projektakoji kojiz ahtevaju značajnije investicije zahtijevaju značajne investicije
7
Sigurnost financija Obezbeđivanje finansija
8
Nabavkaopreme opreme i uređaja Nabavka i uređaja
9
Realizacijaprojekata projekta Realizacija
10
Monitoring ii nastavak nastavakciklusa rada Monitoring
Djeca
Roditelji
Dnevna soba
Tehnika
Hobi
Razmještaj i upravljanje grijaćim tijelima
Prijenos topline - gubici energije
Koja područja kuće gube energiju?
Što se može učiniti kako bi spriječili ovaj gubitak energije?
Zašto mi trebamo grijanje? grijanje?
30 F
70 'F
Tipični gubitci topline kuće
5% through ceilings
16 % 16% through windows
17% through frame fr ame walls wa lls
1% through basement floor
20 % 20% through basement walls
3% through door 38% 38 % thr through ough cracks crac ks in walls, windows, and doors
U staroj Grčkoj najveća je uvreda bila nekomu reći da je nepismen. Danas svi znamo čitati i pisati. Informacije su svugdje oko nas. Javljaju se novi mediji kojima prenosimo informacije. U suvremenome svijetu trebamo znati pronaći informaciju,
prepoznati informaciju koja može riješiti problem, vrednovati i organizirati informacije te ih učinkovito rabiti. Danas se spominje i digitalna pismenost. Ona se odnosi na sposobnost
čitanja i razumijevanja hiperteksta ili multimedijskih tekstova, a uključuje razumijevanje slika, zvukova i teksta. Za razliku od digitalne pismenosti, informacijska pismenost podrazumijeva cjelokupan svijet informacija, obuhvaćajući i one u tiskanome obliku. Stoga je ona širi pojam od digitalne pismenosti jer sve informacije još nisu u
elektroničkome obliku, a opseg dostupnoga digitalnog sadržaja skroman je u odnosu na količinu tiskanih.
Toplinska ugodnost •
individualan tj. ne postoji neki određeni Osjećaj ugodnosti nužno je individualan skup veličina stanja okoliša u kojem bi baš svaka osoba iskazala zadovoljstvo (u skupu osoba koje borave ili obavljaju iste aktivnosti u određenom prostoru uvijek se javlja izvjestan broj nezadovoljnih). Ugodnost je skup veličina stanja okoliša u kojem postotak nezadovoljnih ne prelazi određenu vrijednost.
•
Osnovni faktori koji utječu na toplinsku ugodnost osoba u prostoru su: temperatura zraka u prostoriji, temperatura ploha prostorije, vlažnost zraka, strujanje zraka (brzina, smjer), razina odjevenosti, razina fizičke aktivnosti, te ostali faktori (dob, buka, namjena prostora, kvaliteta zraka,...).
•
Toplinska ugodnost rezultat je zajedničkog međudjelovanja navedenih faktora. Pri promjeni samo jedne veličine stanja, istu ili sličnu razinu ugodnosti moguće je ostvariti samo uz promjenu i neke druge veličine stanja. Izmjena osjetne topline vrši se određenim mehanizmima (provođenje, konvekcija i zračenje), odnosno kao osjetna i latentna toplina (isparavanje) s površine kože.
CENTRALNI SUSTAV NUDI SLJEDEĆE MOGUĆNOSTI:
• Regulacija sustava grijanja grijanja prema korištenju i individualnim željamaregulirati se može temperatura svake prostorije posebno • Ozračivanje prostorije (CO2 senzor) - ovisno o kvaliteti zraka, otvaraju i/ili zatvaraju se prozori te prema potrebi uključuje ventilator • Rolete i žaluzine se mogu podižu/spuštaju prema svjetlosti ili po potrebi • Rasvjeta - postoje senzori detekcije prisutnosti, ali i mogućnost regulacije prema željama, potrebama i dnevnoj svjetlosti u prostoriji • Upravljanje kućanskim uređajima na daljinu (preko mobitela i sl.) • Upozoravanje ukoliko ste prije izlaska ili spavanja ostavili otvoren prozor, vrata ili garažna vrata • Nadzorna funkcija i alarm • Upravljanje za vrijeme godišnjeg odmora - spuštanjem i dizanjem roleta, te paljenjem i gašenjem svjetla stvara dojam da je netko u kući, • Vremensko upravljanje upravljanje - rasvjeta, grijanje, žaluzine i kućanski uređaji mogu se uključivati/isključivati preko vremenskog upravljanja, a kućanski uređaji koji su veliki potrošaći energije se automatski uključuju u vrijeme jeftinijie tarife • Upravljanje ključem - okretanjem ključa u bravi i napuštanjem kuće, aktivira se alarm i definirane utičnice se isključuju i/ili uključuju
HVAC HVAC je skraćenica od engleskih riječi Heating, Ventilation, i AirConditioning, koje na hrvatskom znače grijanje, ventilaciju i hlađenje, koji su usko povezani i potrebni u svakom kućanstvu. Osnovna zadaća HVAC sustava je održavanje ugodne temperature prostora, reguliranje vlažnosti i dovođenje svježeg zraka. Ti parametri su bitni, kako bi boravak ljudi u prostorijama bio što ugodniji, te kako bi se smanjio rizik od bolesti.
Grijanje
• Grijanje služi za podizanje temperature prostorije tijekom hladnih dana. Postoji više načina grijanja. Centralno grijanje se sastoji od peći, bojlera, cijevi, radijatora i pumpe.
• Peć služi za zagrijavanje sredstva kojim se prenosi toplina. To je najčešće voda, premda se mogu koristiti i para i zrak. Zagrijana voda se cijevima odvodi do radijatora preko kojih se grije zrak u prostoriji.
• Pumpa tjera vodu da bi se toplina jednako raspodijelila prema svim radijatorima. Regulirati se može temperatura svake prostorije posebno ovisno o korištenju i vlastitim željama.
Hlađenje • Služi za smanjenje temperature prostorije tijekom toplih dana. Za to se najčešće koriste klima uređaji, koji uz hlađenje kontroliraju vlagu zraka i pročišćuju zrak. Zrak se hladi tako da se komprimirani plin, najčešće freon, širi u unutarnjoj jedinici prilikom čega oduzima toplinu okolnom zraku. Nakon toga se u plinovitom stanju freon prenosi do vanjske jedinice gdje se ponovo komprimira i tako predaje toplinu vanjskom zraku.
• Imamo senzor otvorenosti prozora ili vrata koji se može povezati s upravljanjem sustava grijanja i hlađenja, kao i na alarmni sustav kojem dojavljuje je li prozor ostao otvoren ili ne. Senzor otvorenosti prozora ili vrata povezuje se direktno s kontrolom sustava grijanja/ hlađenja i isključuje sustav kada netko otvori prozor ili vrata ili ih ostavi otvorene dulje od zadanog perioda. Na taj način isključuje se sustav grijanja kad otvorenim prozorom u zimskom periodu dopuštamo ulaz svježeg hladnog zraka te se sprječava rasipanje topline u okoliš.
• Kad zaključimo da je prostorija pro zračena, zatvorit ćemo prozor, a sustav grijanja će se automatski pokrenuti. Isti takav slučaj je u ljetnom periodu. Ako, s druge strane, napuštate stan, alarmni sustav vas može obavijestiti o tome da je neki od prozora ostao otvoren ili čak tu informaciju dojaviti na mobitel.
Ventilacija svježeg zraka u prostoriju. Vrlo je korisno jer se • Služi za dovođenje svježeg preko ventilacije odvodi ugljični ugljični dioksid, a dovodi kisik koji je potreban za disanje. Također je vrlo bitno odvođenje odvođenje vlage iz prostorije, jer postoji • Također mogućnost razvoja mogućnost razvoja raznih bakterija i gljivica. uključuje ovisno o kvaliteti zraka, otvaraju i/ili • Ventilacija se uključuje zatvaraju se prozori te tako prema potrebi uključuje uključuje ventilator.
Dom. Životni vijek 80-100 godina
VAGA
Ggijanje Životni vijek cca. 15 godina
Upravljačka mreža
OSNOVNE
JEDNADŽBE PRORAČUNA
Povezivanje ogrjevnih tijela kod kojeg je svako od njih spojeno cijevima približno jednake duljine, mjereno od kotla. Podjednake padove tlaka moguće je ostvariti jedino ukoliko su sva ogrjevna tijela istog tipa i iste snage, a samim time i protoci radnog medija kroz njih su isti.
TEMPERATURA fizička veličina koja opisuje toplotno stanje tijela
TERMODINAMIČKA TERMODINA MIČKA TEMPERATURA TEMPERATURA – – osnovna SI veličina osnovna SI jedinica - KELVIN
TEMPERATURNE TEMPERA TURNE LJESTVICE 1. Kelvinova ili apsolutna temperaturna ljestvica T K T = 0 K T = 273,15 K T = 373,15 K
najniža temperatura u prirodi ledište vode vrelište vode
2. Celzijeva temperaturna ljestvica t = = 0o C t = = 100o C
ledište vode vrelište vode
Veza temperaturnih ljestvica
T 273 273,15 t
T t
t
C
1. JEDNADŽBA STANJA Za idealni plin jednadžba stanja ima oblik
Gdje je: p – tlak [Pa] v – specifični volumen [m3/ kg] T – temperatura [K] R – plinska konstanta [J / kgK]
Zakon održanja energije U izoliranom sustavu (koji nije u vezi s okolinom) zbroj svih količina energije se ne mijenja s vremenom ΣE = = konst Prema toj definiciji energija može prelaziti iz jednog oblika u drugi, no pri tome ukupna količina energije ostaje konstantna. Zato je ispravno kazati: pretvornik toplinske energije umjesto proizvođač toplinske energije, odnosno uporaba energije umjesto potrošnja energije. Toplinska energija Toplina je jedan od oblika energije. Prema međunarodnom sustavu jedinica SI jedinica za energiju je “džul“ (Joule) (J=Nm). U praksi se često koristi jedinica kilovat – sat 1 kWh= 3600kJ.
Prvi glavni zakon termodinamike (za zatvorene sustave) Q = U2 - U1 + W = ΔU + W Dovedena toplinska energija Q u zatvorenom sustavu služi dijelom za povećanje unutrašnje energije U , a dijelom za vršenje mehaničkog rada W .
Specifični toplinski kapacitet c Količina topline koju treba dovesti tijelu mase m i spec. topl. kapaciteta c da mu se temperatura povisi za T
Q c m T c
Q
mT
Gdje su: kJ toplina m kg masa c kJ/kgK specifični toplinski kapacitet T K temperatura
Specifični toplinski kapacitet c kJ/kgK Predstavlja onu količinu topline koja masu od 1kg zagrije za 1 K. Specifični toplinski kapacitet ovisi o tlaku i temperaturi. Za većinu tehničkih problema se može uzeti kao konstanta tj. kao prosječni specifični toplinski kapacitet između temperatura T1 i T2.
Potrebna količina topline
Količina topline potrebna za zagrijavanje mase m s temperature T1 na temperaturu T2 uz poznatu prosječnu vrijednost specifičnog toplinskog kapaciteta računa se prema:
Q m c T
kJ kg kJ/kgK K
količina topline masa
specifični toplinski kapacitet temperatura
Toplinski tok Toplinski tok je ekvivalentan snazi i predstavlja prenesenu količinu toplinske energije u jedinici vremena
Φ kJ/s, (kW) toplinski tok qm kg/s maseni protok C kJ/kgK specifični toplinski kapacitet ΔT K temperaturna razlika
Određivanje masenog protoka Za termotehničke sustave, na primjer sustav grijanja od značaja je poznavanje masenog protoka kroz cijevnu mrežu, ogrjevna tijela i sustav u cjelini. Na osnovi poznatog toplinskog toka određuje se i maseni protok kroz crpku (kapacitet) za zadanu temperaturnu razliku.
Φ kJ/s, (kW) toplinski tok qm kg/s ΔT K c KJ/kgK
maseni protok razlika temperatura polaznog i povratnog voda.
specifični toplinski kapacitet
Primjer: Određivanje masenog protoka kroz cjevovod. Kroz cijevnu granu A sustava toplovodnog grijanja mora se ostvariti toplinski tok (snaga) od Φ = 30 kW za zadanu temperaturnu razliku na ogrjevnim tijelima od ΔT = 20 K. Odredi maseni i volumenski protok kroz granu A, uzevši gustoću vode pri 80 °C od ρ od ρ = 971,6 kg/m3 i specifični toplinski kapacitet c = 4,2 kJ/kgK
m
Stupanj djelovanja, korisnost Stupanj djelovanja nekog procesa, stroja ili uređaja jest omjer korisno dobivenog rada (energije) ili snage i utrošenog rada (energije) ili snage.
Iskoristivost, učinkovitost U toplinskim procesima često upotrebljavamo pojam iskoristivost ili učinkovitost koji predstavlja odnos dobivene količine topline ili dobivenog toplinskog toka i utrošene količine topline ili unesenog toplinskog toka.
Kod dizalica topline i rashladnih uređaja koristi se pojam faktor grijanja odnosno faktor hlađenja, (COP - coefficient of perfomance) faktor pretvorbe koji predstavlja: kod dizalice topline odnos dobivenog toplinskog toka i unesene snage za pogon kompresora
a kod rashladnog uređaja odnos dobivenog rashladnog toka i unesene snage za pogon kompresora
Faktor pretvorbe kompresijskih ljevokretnih procesa je veći od jedan, (ε > 1)
JEDNADŽBA KONTINUITETA Razmotrit će se kanal kod promjenjivog promjenjivog presjeka. Na slici je prikazan jedan takav kanal.
V
Kanal promjenjivog presjeka
v1
Iz ovog kanala izdvojit će se elementarna strujnica u točki koja je omeđena plaštem strujnica i ulaznom površinom d A i izlaznom površinom d A . 0
1
Protok kroz površinu d A kroz presjek 0 – 0 iznosi: 0
Q = A0 v0 = A1 v1
Odredite promjer cijevi D2 ako je promjer D1=240mm, protok Q=50 l/s, a prirast brzine od presjeka 1 do presjeka 2 Δv = 0,35m/s. Pretpostavite strujanje idealnog fluida.
D1=240 mm; A1=0,0452 m2 Q= 50 l/s =0,05 m3/s Δv=0,35m/s D2=?
Jednadžba kontinuiteta: Q = A1 v1 = A2 v2
Zakon o održavanju energije (strujanje bez trenja) Za stacionarno strujanje idealnog nestlačivog fluida, suma svih energija (položaja, tlaka, brzine) u svakom je presjeku konstantna i dana je Bernoullijevom jednadžbom koja izražena preko tlaka ima oblik:
Gdje su: z geodetska visina p statički tlak fluida (tlak na stijenci) ρw2/2 dinamički tlak fluda (zaustavni tlak) Jedinica mjere za tlak je Pascal 1 bar = 103 mbar = 105 Pa = 105 N/m2 1 bar = 10 mVS (stupca vode) (stare jedinice:
Tehnička atmosfera 1 at =9,80665 • 104 Pa Fizikalna atmosfera 1 atm =1,033 at = 101,300 Pa = 760 mmHg = 760 Torr)
Dinamički tlak Dinamički tlak je rezultat brzine strujanja fluida i računa se pomoću izraza:
gdje je: w (m/s) brzina strujanja fluida Ukupni tlak Suma statičkog i dinamičkog tlaka ne mijenja se u sustavu kod strujanja bez gubitaka. Energija brzine (kinetička) može se pretvoriti u energiju tlaka (potencijalnu) i obratno. Ukupan tlak može se također izraziti izraziti kao pretlak ili apsolutni tlak. Ukupni tlak izražen kao pretlak:
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka. Izračunati tlak stupca vode na stijenku cijevi u presjeku A-A ako je visina stupc vode h = 10 m mjereno od razine u otvorenom spremniku. Traži se vrijednost pretlaka i apsolutnog tlaka.
Za izračun apsolutnog tlaka potrebno je znati iznos atmosferskog tlaka na položaju spremnika. Za tehničku primjenu možemo računati sa p0 = 1,013 • 105 Pa, pa je apsolutni tlak u presjeku A-A:
Odredite protok i brzinu istjecanja idealnog fluida iz cijevi promjera D=200mm u zadanom sustavu prema slici. Nacrtajte energetsku i pijezometarsku liniju.
H1=25m.n.m H2=20m.n.m D=200 mm; A=0,0314 m2 Q,v=? Referentnu ravninu nije potrebno definirati jer su visine zadane apsolutnim kotama. Bernollijeva jednadţba postavlja se za karakteristiĉne presjeke – na razini vode u rezervoaru (presjek 1) i na izlazu cijevi (presjek 2)
Bernollijeva jednad žba:
OSNOVNE
JEDNADŽBE PRORAČUNA
Povezivanje ogrjevnih tijela kod kojeg je svako od njih spojeno cijevima približno jednake duljine, mjereno od kotla. Podjednake padove tlaka moguće je ostvariti jedino ukoliko su sva ogrjevna tijela istog tipa i iste snage, a samim time i protoci radnog medija kroz njih su isti.
Zakon o održavanju energije (strujanje bez trenja) Za stacionarno strujanje idealnog nestlačivog fluida, suma svih energija (položaja, tlaka, brzine) u svakom je presjeku konstantna i dana je Bernoullijevom jednadžbom koja izražena preko tlaka ima oblik:
Gdje su: z geodetska visina p statički tlak fluida (tlak na stijenci) ρw2/2 dinamički tlak fluda (zaustavni tlak) Jedinica mjere za tlak je Pascal 1 bar = 103 mbar = 105 Pa = 105 N/m2 1 bar = 10 mVS (stupca vode) (stare jedinice:
Tehnička atmosfera 1 at =9,80665 • 104 Pa Fizikalna atmosfera 1 atm =1,033 at = 101,300 Pa = 760 mmHg = 760 Torr)
Dinamički tlak Dinamički tlak je rezultat brzine strujanja fluida i računa se pomoću izraza: d
gdje je: w (m/s) brzina strujanja fluida Ukupni tlak Suma statičkog i dinamičkog tlaka ne mijenja se u sustavu kod strujanja bez gubitaka. Energija brzine (kinetička) može se pretvoriti u energiju tlaka (potencijalnu) i obratno. Ukupan tlak može se također izraziti izraziti kao pretlak ili apsolutni tlak. Ukupni tlak izražen kao pretlak: u
st
d
ua
st
d
0
sta
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka. Izračunati tlak stupca vode na stijenku cijevi u presjeku A-A ako je visina stupc vode h = 10 m mjereno od razine u otvorenom spremniku. Traži se vrijednost pretlaka i apsolutnog tlaka.
Za izračun apsolutnog tlaka potrebno je znati iznos atmosferskog tlaka na položaju spremnika. Za tehničku primjenu možemo računati sa p0 = 1,013 • 105 Pa, pa je apsolutni tlak u presjeku A-A:
Odredite protok i brzinu istjecanja idealnog fluida iz cijevi promjera D=200mm u zadanom sustavu prema slici. Nacrtajte energetsku i pijezometarsku liniju.
H1=25m.n.m H2=20m.n.m D=200 mm; A=0,0314 m 2 Q,v=? Referentnu ravninu nije potrebno definirati jer su visine zadane apsolutnim kotama. Bernollijeva jednadţba postavlja se za karakteristič ne presjeke – na razini vode u rezervoaru (presjek 1) i na izlazu cijevi (presjek 2)
Bernollijeva jednad žba:
Kroz sustav cijevi prema slici struji voda. Prve dvije dionice cjevovoda a i b spojene su u seriju, dok su druge dvije dionice c i d spojene paralelno. Za svaku dionicu zadani su podaci prema slici. Potrebno je izračunati sve ostale podatke koji nedostaju. Pri rješavanju se polazi od pretpostavke očuvanja mase. Ovdje se radi o stacionarnom strujanju nestlačivog fluida. U prve dvije dionice protok fluida je jednak i on se kasnije dijeli na dvije paralelne dionice. Protok fluida ćemo odrediti iz podataka za dionicu b:
Na slici je uočen kontrolni volumen koji obuhvaća unutarnjost račvaste cijevi. Kroz dva presjeka nestlačivi fluid ulazi u kontrolni volumen protocima Qu , a kroz dva izlazi protocima Qi. Prema jednadžbi kontinuiteta vrijedi:
Q1 + Q2 = Q3 + Q4
Hidraulički i ekvivalentni promjer Hidraulički promjer dh Radi jednostavnijeg proračuna gubitaka kod strujanja fluida kroz cijevi i kanale koji nemaju kružni presjek izveden je pojam hidrauličkog promjera koji se računa pomoću izraza:
Gdje su: A m2 površina poprečnog presjeka O m opseg poprečnog presjeka strujanja (oplakivani opseg) d h m hidraulički promjer
a za kvadratni:
Reynoldsova značajka Reynoldsova z načajka Re Reynoldsova značajka je bezdimenzijska veličina koja opisuje karakteristiku strujanja. Strujanja u cijevi su slična ako imaju jednak Reynoldsov broj.
Gdje su: w m/s brzina strujanja fluida d m unutrašnji promjer cijevi v m2/s kinematički viskozitet fluida d h m hidraulički promjer
(npr. za EL loživo ulje kod 20°C:
v = 6•10
m2/s za vodu kod 10 °C: -6
v = 1,31• 1,31•10
m2/s za vodu kod 80 °C: -6
v = 0,37•10
-6
m2/s)
Strujanje fluida kroz cijev kod kojeg je Re < 2320 je laminarno, a za Re > 2320 je turbulentno strujanje fluida.
Otpor strujanju u cijevima
Gubitak tlaka zbog otpora pri strujanju fluida gustoće ρ s brzinom w računa se pomoću Darcyjeve formule:
koeficijent gubitaka, koji za ravne cijevi kružnog presjeka iznosi:
Gdje su:
λ koeficijent trenja l m duljina cijevi d m promjer cijevi (ili hidraulički promjer)
Za proračun pada tlaka u ravnim cijevima možemo pisati:
Gdje je:
R Pa/m pad tlaka po dužnom metru cijevi.
Koeficijent trenja za cijevi je funkcija hrapavosti stijenke cijevi i oblika strujanja. s trujanja. Uobičajne su vrijednosti λ = 0,02 ÷ 0,05.
Za laminarno strujanje (Re < 2320 ) vrijedi: i neovisan je o hrapavosti cijevi Za turbulentno strujanje ( Re
> 2320 ) razlikujemo
tri područja strujanja: - Strujanje u glatkoj cijevi Strujanje u hrapavoj cijevi:
Strujanje u prijelaznom području (Colebrookova formula)
Gdje su: λ koeficijent trenja za cijevi ε hrapavost cijevi d promjer cijevi, unutrašnji ili d h
(λ ovisi samo o Re značajki). (λ ovisi samo o relativnoj hrapavosti
λ ovisi o Re značajki i
Pad tlaka u cjevovodu
Općenito se pad tlaka računa pomoću formule: Dodatni gubici, padovi tlaka, javljaju se pri strujanju fluida kroz armature, spojnice,
aparate i slično. Koeficijent gubitaka ζ mora biti određen za svaki element posebno. Brzine s kojom se određuje pad tlaka (lokalni otpori) mora se odrediti od slučaja do slučaja. a) Promjena poprečnog presjeka (proširenje, suženje). Pad tlaka je posljedica promjene brzine strujanja fluida i komešanja čestica.
Koeficijent gubitaka se određuje kao
a pad tlaka se odnosi na brzinu w 1
Lokalni otpor kod proširenja
Određivanje koeficijenta trenja u cijevi
b) Protjecanje kroz račvu, odvojke ili spojnicu Kod račvanja, odvajanja ili spajanja struja fluida, fl uida, dolazi do pada tlaka. Koeficijent gubitaka ζ ovisi o više faktora: - Oblik poprečnog presjeka cijevi (kružni ili pravokutni) - Karakteristike poprečnog presjeka ( A/A A ili ili A/A A/AD ) - Karakteristike brzine ( w/w A ili w/w D ) - Kut račvanja - Oblik račve (npr (npr.konus) .konus)
Kod računanja pada tlaka treba voditi računa s kojom se brzinom on računa (ona ispred račve ili u račvi). Koeficijent gubitaka može poprimiti i negativnu vrijednost. Gubitci se mogu smanjiti konusnim prolazom, zakrivljenjem spoja ili koljenom.
Koeficijent gubitaka za ravni T komad.
c) Protjecanje kroz mjerilo protoka, kalorimetre i slične uređaje
Pad tlaka kod ovakvih uređaja naznačen je u tehničkoj dokumentaciji proizvođača. d) Ogrjevno tijelo (radijatori, konvektori)
Za pad tlaka u različitim konstrukcijama ogrjevnih tijela, (konvektori i sl. u kojima su brzine strujanja vrlo male) usvaja se vrijednost koeficijenta gubitaka ζ = 2,5. Pad tlaka se računa pomoću izraza:
Gdje je: H m/s brzina vode na ulaznom presjeku priključka. w H e) Cijevi
Pad tlaka ravnih dijelova cijevne mreže dužine l može se izračunati na osnovi vrijednosti specifičnog otpora R , danog u dokumentaciji proizvoda.
Izmjenjivači topline, kaloriferi, solarni kolektori
Pad tlaka se određuje na osnovi tehničke dokumentacije i nominalnog volumnog protoka.
Općenito vrijedi sljedeći odnos između pada tlaka i volumnog protoka.
Primjer: Pad tlaka izmjenjivača topline
Izmjenjivač topline ima pad tlaka od 0,12 bar kod nominalnog protoka od 3,2 m3/h. Koliki je pad tlaka pri protoku od 5 m 3/h.
Prolaz topline
Toplinski tok koji prelazi s neke tekućine na ravnu stjenku, prolazi kroz tu stjenku te sa te stjenke na drugu tekućinu računa se uz poznavanje: • Koeficijenta prolaza topline k W / m2K • Površine stjenke (okomito na smjer izmjene topline) topline) A A m2 • Temperature tekućina (fluida) T 1 i T 2 2 K (tekućine ili fluidi su sve kapljevite I plinovite tvari) pomoću izraza :
Temperaturna raspodjela kod izoliranog zida z ida s: a) vanjskom izolacijom b)
unutrašnjom izolacijom
Koeficijent prolaza topline k računa se pomoću izraza:
Gdje su : W / m2 K koeficijent prijelaza topline s tekućine na stjenku m debljina stjenke W / m K koeficijenti toplinske vodljivosti W / m2 K koeficijent prijelaza topline sa stjenke tekućinu 2.
Recipročna vrijednost koeficijenta prolaza topline predstavlja ukupni toplinski otpor prolazu topline pa možemo analogno tomu pisati:
Gdje su : R m2K / W ukupni otpor prolazu topline R 1 m 2 K / W otpor prijelazu topline s tekućine 1 na stjenku R λ m 2 K / W otpor provođenju topline 2 R 2 2 m K / W otpor prijelazu topline sa stjenke na tekućinu 2
Prema novoj konvenciji koeficijent prolaza topline označava se sa U, pa toplinski tok kroz ravni višeslojni zid (slika1-1), u stacionarnom stanju, ovisi o samoj konstrukciji zida, površini zida i temperaturnoj razlici između unutarnje i vanjske temperature zraka.
Gdje su: Φ W toplinski tok U W / m 2 K koeficijent prolaza topline T 1 K temperatura tekućine 1, izvan temperaturnog graničnog sloja T 2 2 K temperatura tekućine 2, izvan temperaturnog graničnog sloja A m 2 površina L W/K provodljivost
Postrojenje za kondicioniranje jedne kuće napaja se mehaničkom snagom od P = 3 kW i u stanju je da spremniku više temperature preda toplinski tok od dQ/dt = 12 kW. Potrebno je odrediti: a) Toplins Toplinski ki množilac ε kada se tijekom zime kuća grije, b) Toplins Toplinski ki množilac ε kada se tijekom ljeta kuća hladi.
Rješenje a) Toplinski množilac je omjer između korisne energije i utrošene energije. Prilikom grijanja kuće mi svu toplinu dovodimo kući kao spremniku više temperature:
Toplinski množilac je omjer između korisne energije i utrošene energije. Prilikom hlađenja kuće mi iz nje odvodimo toplinu, te toplinu odbacujemo na okoliš kao spremnik više temperature:
