AZ ÉPÜLETGÉPÉSZET KÉZIKÖNYVE FOSZERKESZTO:
DR. MENYHÁRT JÓZSEF 2. KIADÁS
v
.
,
'o'" ... .JI_L'··
f}'~'blJ~ .•••••
.. ct
--.,
.>
KLTE
MFK Könyvtéra DEBRECEN
IlU 1600'111111 4405
<1 MUSZAKI KÖNYVKIADÓ,
BUDAPEST, 1978
Foszerkeszto:
DR.MENYHÁRTJÓZSEF okI. gépészmérnök, a muszaki tudományok kandidátusa, tanszékvezeto egyetemi docens
Szerkesztok:
DR. FEKETE IVÁN okI. gépészmérnök, a muszaki tudományok kandidátusa, tanszékvezeto egyetemi docens
DR. MENYHÁRT
JÓZSEF
okI. gépészmérnök, a muszaki tudományok kandidátusa, tanszékvezeto egyetemi docens
DR. DESTEK ENDRE okI. gépészmérnök
DR. MESZLÉRY CELESZTIN okI. gépészmérnök
eg Dr. Menyhárt József foszerk., Budapest, 1977
ETO: 696{697(021)
ISBN 963 10 1810 5 (1. kiadás) ISBN 963 10 2479 2
Felelos kiadó: Solt Sándor igazgató Felelos szerkeszto: Simon Pál okI. gépészmérnök
Szerzok
DR. DESTEK
DR. MESZLÉR Y CELESZTIN
ENDRE
okI. lIépészmérnök
okI. gépészmérnök
DR. ERDOSI
DR. NYERGES
ISTVÁN
DR. FEKETE
IVÁN
ORA VECZ BÉLA
okI. gépészmérnök a m6szaki tudományok kandidátusa, tanszékvezeto egyetemi docens
HEGEDUS
TIBOR
okI. gépészmérnök
okI. gépészrnérnök
okI. gépészmérnök
OSZKÁR
DR. ÖLLOS GÉZA okI. mérnök,
okl. gépészmérnök
a muszaki tudományok kandidátusa, tanszékvezeto,
HOMONNAY
GYÖRGYNÉ
DR.
okI. gépészmérnök,
SALLAI
eiyetemÍ
docens
GYULA
okI. gépészmérnök
a müszaki tudományok egyetemi docens
kandidátusa,
DR. ILLÉS ISTVÁN
DR. SIMON FERENC
okI. mérnök
okI. gépészmérnök
DR. LÁNG LAJOS
DR. TÖMÖR Y TIBOR
okI. gépészmérnök , a muszaki tudományok egyetemi docens
okI. gépészmérnök , a muszaki tudományok kandidátusa
kandidátusa,
DR. DR. h. c. MACSKÁSY okI.
gépészmérnök
a muszaki tudományok ny. egyetemi tanár
ÁRPÁD
DR. VIDA MIKLÓS okI. gépészmérnök,
,
doktora,
DR. MENYHÁRT
JÓZSEF
okI. gépészmérnök , a muszaki tudományok kandidátusa, tanszékvezeto egyetemi docens
a muszaki tudományok egyetemi tanár
VÖLGYES
kandidátusa,
ISTVÁN
okI. gépészmérnök
Lektorok
BODNÁR
KOV ÁCS LAJOS
FERENC
okI. gépészmémök
okI. gépészmérnök
DR. DÓCS JÁNOS
DR. LAKOS ANDOR
okI. gépészmémök, a möszaki tudományok kandidátusa
okI. gépészmérnök
DR. ERDOSI
ISTVÁN
MAGYAR
DR. GYURCSOVICS
MAJOROS
LAJOS
GYÖRGYNÉ
DR.
MÉSZÁROS
okI. gépészmémök, a miíszaki tudományok kandidátusa, egyetemi docens
JÓZSEF
ANDRÁS
okI. villamosmémök
okI. gépészmérnök, egyetemi docens
HOMONNAY
TAMÁS
okI. gépészmérnök
okI. gépészmémök
FERENC
okI. gépészmérnök
PÁL
MOSONI
okJ. lIépészmémök
GYÖRGY
okI. gépészmérnök
ORA VECZ BÉLA oki. gépészmémök
A kézíratot elokészítette:
Tar/say Vi/mosné
Tartalomjegyzék
Eloszó Bevezetés A leggyakrabban A leggyakrabban
XXI XXII XXIV XXXI
használt jelölések használt indexek
1.2.4.2. 1.2.5. 1.3. 1.3.1.
Hotechnika, futés, hoelIátás
1.3.2. 1.3.3.
1. 1.1.
1.1.1. 1.1.1.1.
Hotechnika (Dr. Fekete Il'án) Hovezetés A hovezetés instacionárius
esetei
. . .
Elhanyagolható belso hoellenállású testek 1.1.1.2. Véges belso hóelIenálIású és felületi hoátadási ellenállású testek . 1.1.1.2.1. Végtelen kiterjedésu sík fal . 1.1.1.2.2. Végtelen félteret kitölto test _ . 1.1.1.2.3. Homérsékletmezo meghatározása véges különbségek módszerével (Schmidt-módszer) végtelen kiterjedésunek tekintheto sik fal esetében . 1.1.2. A hovezetés stacionárius esetei . 1.1.2.1. Több rétegu sík fal . 1.1.2.2. Több rétegu hengeres fal . 1.2. Konvekciós hoátadás " . 1.2.1. Hoátadási tényezo, hóáram . 1.2.2. Hoátadás szabad áramlással . 1.2.2.1. Függoleges fal , . 1.2.2.2. Vízszintes fal . 1.2.2.3. Vízszintes cso . 1.2.2.4. Függoleges cso . 1.2.2.5. Cso vízben . 1.2.2.6. Zárt tér (réteg) . 1.2.3. Hoátadás kényszeráramlással . 1.2.3.1. Sík fal . 1.2.3.2. Áramlás csoben . 1.2.3.3. Keresztirányú áramlás egyes cso körül . 1.2.3.4. Keresztirányú áramlás cso köteg körül . 1.2.3.5.-Keresztirányú áramlás bordázott cso és csoköteg körül . 1.2.4. ~ Hoátadás teli tett goz lecsapódásakor filmkondenzációval . 1.2.4.1. Függoleges felület, lamináris kondenzátumáramlás .
3
1.3.4.
3
1.3.5. 1.3.6.
3 4
1.3.6.1.
6 7
1.3.6.2.
II 1.3.6.3. 1.3.7. 12 13
1.3.8.
14 14
1.3.9.
17 17
1.3.10.
17
1.3.11.
17
1.4.
18 18
1.4.1.
18
1.4.3.
18
1.4.4.
19
1.4.4.1.
1.4.2.
19 19
1.4.4.2.
20 21
1.5.
Függoleges felület, turbulens kondenzátumáramlás . Hoátadás forrásban levo folyadékok esetében . Hosugárzás . Kirchhoff-törvény . Planck-törvény . Wien-törvény . Stefan-Boltzmann-törvény . Lambert-törvény . Tetszoleges helyzetu szilárd testek sugárzásos hocseréje átereszto közegben . Tetszoleges helyzetu dAl és dA2 elemi felület sugárzásos hocseréjének hoárama ..... Tetszoleges helyzetu dAl felületelem és A2 felület sugárzásos hocseréjének hoárama .. Tetszoleges helyzetu Al és A2 felület sugárzásos hocseréjének hoárama . Egymást burkoló felületek sugárzásos hocseréjének hoárama . Párhuzamos, nagy kiterjedésu felületek sugárzásos hócseréjének hoárama . Felületelem és felület közötti ep besugárzási tényezo szerkesztése . Sugárzási hoátadási tényezo . Sugárzási homérséklet. . Hoátbocsátás . Több rétegu sík fal -. Több rétegu hengeres fal . Bordáscso, ill. csoköteg . Hocserélok . Közepes (Iogaritmikus) homérséklet-különbség . Hocserélot elhagyó közegek homérséklete, adott hocserélo esetén . Irodalom .
24 24 27 27 28
28 28 29 30 30 30 30 31 31 32 32 33 33 33 35 35 36 36 37 38
22 2.
Áramlástani alapok (Dr. Tömöry Tibor)
.
39
2.1.
Ideális közeg . Folytonosság . BernoulIi-egyenlet . A Bernoulli-egyenlet néhány alkalmazása ..
39
22 24
2.2. 2.3.
24
2.4.
39 39 41
vm 2.4.1. 2.4.1.1. 2.4.1.2. 2.4.2. 2.4.3. 2.4.4. 2.4.5. 2.4.6. 2.5. 2.6. 2.7. 2.7.1. 2.7.2. 2.7.3. 2.7.4. 2.8. 2.9.
TARTALOMJEGYZÉK
Tartályból kifolyás állandósult (stacionárius) állapotban . Kifolyási sebesség . A tartály ból kiáramló közeg térfogatárama Nyitott tartály kiürülési ideje . Csöben áramló közegmennyiség mérése . Sebességmérés Prandtl-csovel . Csovezeték falán kiáramló közegmennyiség Borda-Carnot-veszteség . Kritikus nyomás . Az áramlás minosége , . Nyomásveszteség csovezetékben . A súrlódási ellenállás-tényezo . Egyenértéku átméro . C alaki veszteségtényezo . A csoellenállás számitásának pontossága .. Hasonlóság . Irodalom .
41 41 41 41
43
43 44
5.1.1.3. 5.1.1.4. 5.1.1.5. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4. 5.1.5.
44
5.1.6. 5.1.7.
44
5.2.
45
45 47 47
5.2.1.
52
5.3.1. 5.3.2.
52
5.3.
54
5.3.3. 3.
Idojárási alapismeretek zsef)
(Dr. Menyhárt Jó.
3.7.
Általános ismertetés A levego homérséklete Hofokhíd Széljárás Napsugárzás J-égnedvesség Irodalom
4.
Közérzet (Dr. Menyhárt József)
4.1. 4.2. 4.3. 4.4.
A közérzet fogalma . Az emberi test hoegyensúlya . Az emberi test holeadása . Az emberi test nedvességleadása . A közérzet méroszámai . Eredo homérséklet . A levego-homérséklet, a sugárzási homérséklet és a levegosebesség méroszámai .... A levego-homérséklet és a nedvességtartalom méroszámai . A levego-homérséklet, a nedvességtartalom és a levegosebesség méroszámai . A levego összetételének hatása az ember közérzet ére . A környezet hatása az ember közérzetére .. Irodalom .
3.1.
3.2. 3.3.
3.4. 3.5.
3.6.
4.5.
4.5.1. 4.5.2. 4.5.3. 4.5.4. 4.6. 4.7.
4.8. 5.
5.1.
5.1.1. 5.1.1.1. 5.1.1.2.
.. ,
. . . . . . . .
Épületek hovesztesége. Épületek hotechnikai jellemzoi (Dr. Menyhárt József) .... Hoveszteség-számi tás stacionárius feltételek esetén . A höveszteség-számitás alapegyenlete . Zárt terek belso homérséklete . Külso (méretezési alap-) homérséklet. .
55
55 56
62 64
5.3.4. 5.3.5. 5.3.6. 5.3.7. 5.4.
66 69 72
73 73 73
5.4.1. 5.4.2. 5.4.3. 5.4.4. 5.4.5. 5.4.6.
74 77 77 78 78 79
80 81
83 85
86
86 86 86 86
5.5. 5.5.1. 5.5.2.
Lehulo felületek méretei . Hoátbocsátási tényezo meghatározása . Hohidak és sarkok . A hoveszteséget befolyásoló egyéb tényezok Teljes hoveszteség . Megjegyzések a hoveszteség számításához Sugárzó futésseI tervezett helyiségek hovesztesége . Példa a hoveszteség meghatározására . Padlók hovesztesége . Honyereség-számitás stacionárius feltételek esetén . Belso térben keletkezo és bejutó hoterhelés Honyereség-számitás instacionárius feltételek esetén . A homérséklet-hullámzás egyenlete . Egyrétegu határolószerkezet csillapítási tényezoje . Egyrétegu határolószerkezet felületi hoelnyelési tényezoje . Fajlagos felületi hostabiIitás . Több rétegu határolószerkezet csillapitási tényezoje és fáziskésleltetése . Helyiség hostabilitása . A helyiség-homérséklet alakulása . Honyereség-számítás instacionárius feltételek esetén, egyszerusített eljárással . Hoelnyelés . Csillapítás .. : . Fajlagos felületi hostabilitás . Hostabilitás . Hofokmodulus . Honyereség meghatározása egyenértéku homérséklet-különbség felhasználásával. .. Pára diffúzió .
5.5.3. 5.5.4. 5.6.
A páradiffúzió egyenlete . Páralecsapódás ahatárolószerkezetek felületén . Páralecsapódás a szerkezet belsejében . A méretezés alapelvei . Irodalom .
6.
Fütoberendezések szerkezetei, anyagai .....
6.1. 6.1.1. 6.1.1.1. 6.1.1.2. 6.1.1.3. 6.1.2. 6.1.3. 6.1.3.1. 6.1.3.2. 6.1.3.3. 6.1.4.
Kazánok (Homonnay Györgyné dr.) Öntöttvas kazánok A MARABU kazáncsalád A KOMFORT kazáncsalád Külföldi kazántípusok Acéllemez kazánok A tiizelés elemei Szilárd tüzelés Folyékony tüzelés Gáztüzelés Villamos futésu kazánok
89
90 106 107 109 109 110 110
111 115
115 118 118
119
120
121 121 121 122 122 122 123 123 123 123 124 126 127 128 128
129 130
13] . . . . . . . . . . .
131 131 132 138
140 141 145 145
145 155 155
IX
TARTALOMJEGYZÉK 6.1.5. 6.2. 6.3. 6.3.1. 6.3.2. 6.3.3. 6.3.4. 6.3.4.1. 6.3.4.2. 6.3.5. 6.3.6. 6.4. 6.4.1. 6.4.1.1. 6.4.1.2. 6.4.1.3. 6.4.1.4. 6.4.2. 6.4.2.1. 6.4.2.2. 6.4.2.3. 6.4.3. 6.4.4. 6.4.5. 6.4.6. 6.4.7. 6.4.7.1. 6.4.7.2. 6.4.7.3. 6.4.8. 6.5. 6.5.1. 6.5.2. 6.5.2.1. 6.5.2.2. 6.5.2.3. 6.5.3. 6.5.4. 6.5.5. 6.5.6. 6.5.7. 6.5.7.1. 6.5.7.2. 6.5.8. 6.5.9. 6.5.10. 6.5.1 J. 6.5.i2. 6.6.
6.6.1. 6.6.2.
Egyéb kazánházi berendezések Hocserélok (Dr. Fekete Iván) Holeadók (Dr. Fekete Iván) Tagos radiátorok .. _ Csovázas radiátorok Lapfutotestek " csorutotestek Sima csorutotestek Bordáscsövek Konvektorok Szegélyfutotestek Csovezetékek, szerelvények (Dr. Menyhárt József) Csövek , , Folytacél csövek Alumínium csövek Rézcsövek Muanyag csövek Csokötések Karimás kötések Menetes kötések Nem oldható kötések : Tömítések Csohálózat kialakitása Csovezeték hotágulása Csövek hoszigetelése Csoszerelvények Elzárószerelvények Szabályozószerelvények Egyéb szerelvények Csovezetékek színjelölése _ Villamos hajtású gépek, vilIamos hajtások (Sal/ai Gyula) Szivattyúk Szivattyútipusok Dugattyús szivattyúk Fogaskerék-szivattyúk Centrifugális szivattyúk Szivattyúk szabályozása Keringtetoszivattyúk, kondenzvízszi va tytyúk Tüzeloanyag-szivattyúk Légkompresszorok _ Villamos hajtások Rövidrezárt motor Csúszógyurus motor _ Villamos motorok kiválasztása ' Különleges motorok A villamos hajtás fordulatszám-szabályozása Motorkapcsoló, motorvédelem ., , , Érintésvédelem Gépelhelyezés, gépalapozás (Sal/ai Gyula) A gépalapozás célja A rezgéscsökkentés módszerei
158 160 168 169 178 183 188 188 189 192 196
6.6.3. 6.6.4. 6.6.5. 6.7. 6.7.1. 6.7.1.1. 6.7.1.2.
197
6.7.4.1. 6.7.4.2.
197 197 202 202 204 204 205 205 206 207 207 209 210 210 210 216 217 220
A gépalapozások fajtái , Méretezés Acél- és gumirugók Mérések és méromuszerek (Sal/ai GYI/la) Mérési módszerek Kitéréses mérési módszer Kiegyenlíto vagy kompenzációs mérési módszer A méromuszerek fajtái A mérorendszer és a méromuszer hibája .. Méromuszerek és mérések az épülelgépészet ben Homérsékletmérés A levego abszolút nedvességtartalmának mérése A levego relatív nedvességlartalmának mérése Nyomásmérés Térfogatáram-mérés Vízszintmérés Áramló közegek hoáramainak mérése (homennyiségmérés) -
232 234 234 235 235 235
6.7.4.8. 6.7.5. 6.7.5.1. 6.7.5.2. 6.7.5.3. 6.7.5.4. 6.8.
Füstgázelemzés _ Készülékek muszerezése Hotechnikai készülékek Szivattyúk Kazánok Hoközpontok Futoberendezések automatikaelemei (Sal/ai Gyula) _. _
244 245 245 245 245 245
6.8.1. 6.8.2.
Osztályozás Segédenergia nélküli (közvetlen muködésu) szabályozók
246
6.8.2.1. 6.8.2.2. 6.8.3.
Kétállású szabályozók Folytonos muködésu szabályozók Segédenergiával muködo (közvetett muködésu) szabályozók Érzékelok Szabályozók Beavatkozószervek Kétállású beavatkozók Folytonos muködésu szabályozók beavatkozószervei
6.7.2. 6.7.3. 6.7.4.
6.7.4.3. 6.7.4.4. 6.7.4.5. 6.7.4.6. 6.7.4.7.
220 220 221 221 221 221 223 223 224 224 226 226 227 228 229 229 230 230 231 231 231
6.8.3.1. 6.8.3.2. 6.8.4. 6.8.4.1. 6.8.4.2. 6.8.4.3. 6.9. 6.9.1. 6.9.2.
Szabályozószelepek kiválasztása Korrózióvédelem (Dr. Tömöry Tibor) Korróziós folyamat _ Korróziós jelenségek központi futoberendezésekben
6.9.3.
Néhány fontosabb fém korróziója, a védekezés lehetoségei _ Hoszigetelés (Dr. Tömöry Tibor) Energiaveszteség " Hoszigetelo anyagok, eljárások Irodalom .,. _
6.10. 6.10.1. 6.10.2. 6.11.
235 235 236 236 236 240 240 241 242 244 244
246
246 246 246 248 248 251 252 252 253 253 257 257 259 259 261 261 262 264
x 7. 7.1. 7.1.1. 7.1.2. 7.1.2.1. 7.1.2.2. 7.1.2.3. 7.1.2.4. 7.2. 7.2.1.
7.2.2. 7.3. 7.4. 7.4.1. 7.4.2. 7.5.
TARTALOMJEGYZÉK
Egyedi (ütések (Homonnay Györgyné dr.) Szilárd tüzeloanyaggal muködo kályhák KandalIók Kályhák Cserépkályhák Vaskályhák Vaskályha mesterséges légárammal Kályhák méretezése, kiválasztása . Olajkályhák Tartályos olajkályhák Központi olajellátás Gázkályhák Villamos futésu kályhák Hotárolós villamos futésu kályhák Közvetlen villamos futotestek Irodalom
.. . . . . .
267 267 267 267 268 271
273 273 273 275 276
319
8.13.
9.
Gozfútések (Dr. Tömöry Tibor)
.
329
9.1.
Gozfutések hálózatsémái . Kisnyomású gozfutés . Nagynyomású gozfútés . Go~-Iég forgatásos rendszer . Vákuum-gozfutés . Goz-futoberendezések különleges csomópontjai és szerelvényei . A kazánház belmagassága . Kazánkötések . Ka7.ánbiztosítás . Kazánszerelvények . Csovezetéki csomópontok . Futotestszerelvények . Légtelenítés . Kondenzvíz-visszatáplálás . Csovezeték-méretezés . Kisnyomású gozfutések szabálYOl.ása . Központi szabályozás . Szabályozás két alapvezetékkel . Ozemvítel, karbantartás . Irodalom .
329
8.10.2. 8.10.2.1. 8.10.2.2. 8.10.2.3. 8.10.2.4. 8.11. 8.12.
277 278
8.
Melegvíz-fütések (Dr. Menyhdrt József) ..
279
8.1.
Gravitációs melegvíz-futések . Alsó elosztású gravitációs melegvíz-futések Felso elosztású gravitációs melegvíz-futések . Egycsöves gravitációs melegvíz-futések . Egyszinti futések . Szivattyús melegvíz-futések . Magas házak melegvíz-futése . Melegvíz-futoberendezések különleges alkotóelemei . Melegvíz-futések biztonsági berendezései .. Gravitációs fútések . Szivattyús futések nyomásviszonyai . Nyomott rendszerek . Szívott rendszerek . Légvezetékek kialakítása . Gravitációs rendszerek .
279
9.1.3.
280
9.1.4.
Szivattyús rendszerek . Nyomott rendszerek . Szívott rendszerek . Melegvíz-futések csovezetékeinek méretezése . Gravitációs melegvíz-futések csohálózatának méretezése . Hatásos nyomás kialakulása . Alsó elosztású gravitációs rendszerek méretezése . Felso elosztású gravitációs rendszerek méretezése . Egycsöves gravitációs futések mérete7ése .. Egyszinti gravitációs futések méretezése ... Szivattyús futoberendezések méretezése .. Kombinált gravitációs-szivattyús fütések Keveroberendezések . Gravitációs keverés . Keverés szivattyús futésekben .
8.1.2. 8.1.3. 8.1.4.
8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.5.1. 8.5.2. 8.5.2.1. 8.5.2.2. 8.6.
8.6.1. 8.6.2. 8.6.2.1. 8.6.2.2. 8.7. 8.7.1. 8.7.1.1. 8.7.1.2. 8.7.1.3. 8.7.1.4. 8.7.1.5. 8.7.2.
8.8. 8.9. 8.9.1. 8.9.2.
319 319 319
320 320 321 321 328
276
9.1.1.
8.1.1.
318
Melegvíz-futések szabálYOlása . Helyí szabályozás . Központi szabályozás . Homérséklet-szabályozás szivattyús futés esetén . Homérséklet-szabályozás gravitációs fütés esetén . Mennyiségi szabályozás . Kombinált szabályozás . Melegviz-futések üzemeltetése és karbantartása ............•.................. Egyéb folyadék hohordozók . Irodalom .
272 '273
. . . . . . . .
8.JO. 8.10.1.
9.1.2.
9.2. 281 9.2.1.
282 283
9.2.2.
284
9.2.3.
287
9.2.4. 9.2.5.
288
9.2.6.
291
9.2.7.
291
9.2.8.
292 293
9.3. 9.4.
295
9.4.1.
295
9.4.2.
295
9.5.
296
9.6.
329 336 336 337 338 338 338 339 341 341 342 343 343 345 367 367 368 368 369
296 297
10.
297
10.1. 299
10.2.
299
10.2.1. 10.2.2.
301 302
10.2.3.
304 306
10.3.
308
10.3.1.
317
10.3.1.1.
318 318 318
10.3.1.2.
Sugárzó fütések (Dr. Dr. h. c. Mm'skÚ!J'Y Árpdd) . A sugárzó futés elonyei és hátrányai . A besugárzási tényezo . A besugárzási tényezo fogalma . A besugárzási tényezo meghatározása a ~yakorlatban eloforduló legfontosabb esetekben . Példák a besugárzási tényezo meghatározására . Sugárzó futotestek holeadása . Általános összefüggés . Telí mennyezet-futotest lefelé irányuló holeadása . Sávos mennyezet-futotest lefelé irányuló holeadása .
370 370 370 370
370 372 376 376 376 376
XI
TARTALOMJEGYZÉK 10.3.1.3. 10.3.1.4. 10.3.1.5. 10.3.1.6. 10.4. 10.4.1. 10.4.2. 10.4.2.1. 10.4.2.2. 10.4.2.3. 10.4.2.4. 10.4.3. 10.4.3.1. 10.4.3.2. 10.4.3.3. 10.4.4. 10.5. 10.5.1. 10.5.1.1. 10.5.1.2. 10.5.1.3. 10.5.1.4. 10.5.1.5. 10.5.2. 10.5.2.1. 10.5.2.2. 10.5.2.3. 10.5.2.4. 10.5.2.5. 10.5.2.6. 10.6.
10.6.1. 10.6.2. 10.6.3. 10.6.4. 10.7.
ll. 11.1 11.1.1. 11.1.2. 11.1.3. 11.2.
Padlóban elhelyezett futotest felfelé irányuló holeadása . Falfutotest holeadása . Sugárzóernyo holeadása . Infravörös (magas homérsékletu) sugárzók holeadása . Sugárzó futo.estek homérséklet-megoszlása, közepes homérséklete és holeadása . Általános észrevételek . Betonrétegbe ágyawtt csokígyó . Mennyezetfutés számítása a lineáris hoáramlás törvényszeruségei alapján . Mennyezetfutés számítása a síkbeli hoáramlás törvényszeruségei alapján . Padlófutés . Falfutés . Kis tehetetlenségu sugárzó futötest . Felül hoszigetelt sugárzóernyo . Felül szigetelés nélküli sugárzóernyo . Alumínium lamellás mennyezetek .' . Infravörös sugárzó futés .
I J.2.1.
377 377 378 379 379 379 380 380 382 384 385 386 386 389 389 389
] 1.2.1.1. 11.2.1.2. 11.2.1.2.1. ] 1.2.1.2.2. ]1.2.2. 11.2.2.1. 11.2.2.2. 11.2.2.2.1. 11.2.2.2.2. ]] .2.2.2.3. ] 1.2.2.3. ] 1.2.2.4. ] 1.2.3.
1l.3.5.1.
Irodalom
.
398
11.4. 1l.4.1. 11.4.1.1. 11.4.1.2.
.
399
11.4.2.
.
399 399 400 401 401
11.4.2.1. 11.4.2.2.
Általános áttekintés A távfútés elonyei és alkalmazási A távfútések csoportosítása A távfútések rés7.ei Hótermelés
korlátai . . .
408 409 413
421 421
395 395
(Homonnay Györgyné dr.) '"
406 406 406 408
Nagynyomású goz-távvezetékek . Osztályozás . Nagynyomású goz-távvezetékek kialakítása Távvezetékek alkotóelemei. , . Csövek, szerelvények . Hotágulást felvevo szerkezetek . A csovezetékek hoszigetelése .. ' . Csofektetési módok . Csovezetés terepszint alatt . Csovezetés terepszint felett . Távvezetékek méretezése . Hidraulikai méretezés . Hotani méretezés . Szilárdsági méretezés . Hotávvezetékek tervezése. A tervezés eloés kíegészito munkálatai . A fútó-távvezetékek tervezési elomunkálatai . Futó-távvezetékek elhelyezése .
A sugárzó futés csohálózatának kialakítása Általános észrevételek . Mennyezet- és válaszfalfútés csovezetékrendszere . Külso falpanel csovezeték-rendszere . Kis tehetetlenségú sugárzó fútés csovezetékrendszere .
Távftltések
405 405
413 4]4
392 393 395 395
398
405
. . . .
11.3.2. 11.3.2.1. 11.3.2.2. 11.3.3. ]1.3.3.1. 11.3.3.2. 11.3.3.3. 11.3.3.4. 11.3.3.4.1. 11.3.3.4.2. 1l.3.4. 11.3.4.1. 11.3.4.2. 11.3.4.3. ] ] .3.5.
395 397
402 402
Hoszállítás Forróvíz-vezetékek Osztályozás Forróvíz-vezetékek nyomásviszonyai
389 389 390 390 39] 39] 392 392
392
401 401
] 1.3. ] 1.3.1. ]1.3.].1. ] 1.3.1.2.
Szerkezeti megoldások . Betonrétegbe ágyawtt csokígyó . Mennyezetfutés . Padlófutés . Falfútés . Csokígyó készítése és szerelése . Csokígyó beágyazása . Kis tehetetlenségu sugárzó futés . Általános észrevételek . Mennyezet-futotest vakolatba ágyazott csokígyóval. . Mennyezet-futotest függesztett, vakolással ellátott, fémlemezes csokígyóval . Fémfelületú sugárzó fútotestek . Infravörös sugárzó fútotestek . Beton futotest .
392
Hotermelés villamosenergia -szolgáltatással egybekötve . Általános kérdések . HoswlgáItatás fútoerómubol . Forróvíz-szolgáltatás . Gozszolgáltatás . Hotermelés fútomuben . Fútomuvek kialakításának szempontjai ., Fútomuvek csoportosítása az alkalmawtt energiahordozó szerint . Hagyományos energiahordozók . Szemétégetés . Geotermikus energia hasznosítása . Futómúvek csoportosítása a termeIt enerhordozó szerint . Futómuvek fo berendezései . Futoerómuvek és futómuvek együttmuködése .
11.3.5.2.
11.5. 11.6.
Hofogyasztók . Forróvíz-hálózatra kapcsolt hofogyasztók Futési hofogyasztók . Futési fogyasztók és állandó homérsékletu forró vizet igénylo fogyasztók egyideju rákapcsolása a távhálózatra . Nagynyomású gozfútésre kapcsolt hofogyasztók . Hoközpontok . Nyomáscsökkento állomások és gozhutok Távfutések: rendszerelméleti szemlélete és szabályozása . Irodalom .
4]4 4]6
421
425 425 425 426 426 427 431 432 432 435 441 441
441 442
444 444 445
446 448 448
452 453 453
TARTALOMJEGYZÉK
XII 12. 12.1. 12.2. 12.2.1. 12.2.2. 12.2.3. 12.3.
12.3.1. 12.3.2. 12.3.3. 12.4.
13.
13.1. 13.2. 13.3. 13.4. 13.5. 13.6. 13.7. i3.8. 13.9.
14. 14.1. 14.2. 14.3. 14.4. 14.5. 14.6. 14.7. 14.8.
Fútoberendezések Gyula)
szabályozása
(SaUai .
456
Általános kérdések .•.................. Hotermelo, hocserélo berendezések szabályozása . Olajtüzelésu hotermelok . Gáztüzelésu hoterlllelok . Hocserélok . Futoberendezések szabályozása . Holeadók szabályozása . Központi fütok szaberendezésebályozása Futoberendezések szabályozása központi használati Illelegvíz-ellátás esetén . Irodalom .
456
Fútoberendezések (SaUai Gyula)
üzemviteli
szempontjai .
Helyi futés és központi futés . Melegvíz-fütés és kisnyomásÚ gozfutés . NagynyomásÚ gozfutés és forróvíz-futés .. Futoközpont . Gépház és kapcsolóhelyiség . Goz- vagy vízkazán " . Futoberendezések üzeme, hoszi.ikséglet, hoveszteség, üzemkarakterisztika . Az üzelllvitellel kapcsolatos szervezési intézkedések . Irodalom :
457 457 457 458 459 459 460
464
465 465 465 466 467 467 468 469 470
471
472
Kémény, füstjárat Hatásos nyomás meghatározása Az áramkör ellenállása, méretezése Mesterséges huzat növelés Kémények építése Építészeti helyigény Tüzeloanyag-fogyasztás Irodalom
472 472 475 480 481 481 486 486
. . . . . . , .
15.3.6. 15.4. 15.4.1. 15.4.1.1. 15.4.1.2. 15.4.1.3. 15.4.2. 15.4.2.1. 15.4.2.2. 15.4.2.3. 15.4.2.4. 15.4.3. 15.5.
Hovezetési tényezo . Gázok állapotjelzoi . Homérséklet . Nyomás _ _ _.. Fajtérfogat '" _.. Suruség . Fajsúly . Belso energia _ . Entalpia _ . Entrópia _.. Gáztörvények _ . A Boyle-Mariotte-törvény, izotermikus állapotváltozás . A Gay-Lussac-törvény, izobár állapotváltozás _. Az általános gáztorvény . Az Avogadro-törvény " A Poisson-törvény, adiabatikus állapotváltozás . Politropikus állapotváltozás . Gázkeverékek . Gázkeverékek fontosabb anyagjellemzoi Fajho . MolekulasÚly . Gázállandó . Gázkeverékek állapotjelzoi . Homérséklet _ . Nyomás . Fajtérfogat, fajsúly és suruség . Entalpia . Gázkeverékekre vonatkozó gáztörvények . Irodalom .
16.
A levego (Dr. Menyhárt József)
16.1. 16.1.1.
Száraz levego . A légnyomás és homérséklet változása a magassággal . Levegoszennyezodések . A levego állandó alkotóinak hatása az emberre . A levegoszennyezodések hatása az emberre Porok . Gázok és gozök _ . Nedves levego . A levego-vízgöz keverék általános állapotegyenlete . A nedves levego surusége . Abszolút nedvesség . Relatív nedvesség . A nedves levego alkotóinak résznyomása A nedves levego entalpiája . A nedves homérséklet fogalma " A légállapot-diagramok . diagram felépítése . Az
463
Fütoberendezések építészeti és épületszerkezeti követelményei (Dr. Tömöry Tibor) . "
15.1.8. 15.2. 15.2.1. 15.2.2. 15.2.3. 15.2.4. 15.2.5. 15.2.6. 15.2.7. 15.2.8. 15.3. 15.3.1.
Levegotecbnika, hutés, kondicionálás
.
487
15.
Gázok fizikája (Dr. Fekete Iván)
.
489
15.1. 15.1.1. 15.1.2. 15.1.3. 15.1.4. 15.1.5. 15.1.6. 15.1.6.1. 15.1.6.2. 15.1.7.
Gázok anyagjellemzoi Fajho állandó térfogaton Fajho állandó nyomáson : Mólho Fajhoviszony Gázállandó Viszkozitás .. _ Dinamikai viszkozitás Kinematikai viszkozitás Kritikus homérséklet és nyomás
. . . . . . . . . .
489
15.3.2. 15.3.3. 15.3.4. 15.3.5.
16.2. 16.2.1. 16.2.2. 16.2.2.1. 16.2.2.2. 16.3. 16.3.1.
489
489 490
491 491 491 49\ 496 497
16.3.2. 16.3.3. 16.3.4. 16.3.5. 16.3.6. 16.3.7. 16.4. 16.4.1.
i-x
.
497 501 501
501 503 504 504
505 506 506 506
507 507 508 508 509 509 509
510 510 510 511 511 511 511 511
512 512 512 513 513 513 515 515 515 515 516 517
518 518 518 522 522 522 523 528
528
XIII
TARTALOMJEGYZÉK 16.4.1.1. 16.4.2. 16.4.3. 16.4.3.1. 16.4.3.2. 16.4.4. 16.4.5. 16.5.
í-x
Az diagram használata . Állapotváltozások irányjelzoje az diagramban . Keverés diagramban . Vízgoz és levego keverése . Víz és levego keverése . diagramban . Folyamatok ábrázolása Egyéb légállapot-diagramQk . Irodalom .
531
í-x
í-x
í-x
18.1.4.
VentilIátorok munka pontja . Ventillátorok soros és párhuzamos kapcsolása . Ventillátor és légcsatorna eredo jelleggörbéje . Ventillátorok stabil és labilis üzeme . Ventillátorok szabályozása . Ventillátorok rezgéselháritása . VentilIátorok zajkeltése . Ventillátorok kiválasztása . Léghevitok . Goz- és vizfutésu léghevitok . Füstgázüzemu léghevitok . VilIamos léghevitok . Felületi hutok . Hovisszanyero hocserélok . Légszurok . Osztályozás . Légszurok muszaki jellel11zoi . Szurofajták . Olajos fém légszurok . Száraz szurok . Automatikus szurók . ElektrofiIter . Aktiv szén szuro . Több fokozatú szurok . Különleges szurok . Nedves hocserélo .
580
596
18.8.
Légcsatornák . Egyenes légcsatornák ." . Idomok . Elzáró- és szabályozószerkezelek ". Külso levegot beszívó, távozó levegot kifújó szerkezetek . Befúj6szerkezetek . Falban elhelyezett befújószerkezetek . Mennyezetben elhelyezett befújószerkezetek ...•.............................. Perforált álmennyezetek " . Padlóban, bútorzatban elhelyezeIt befújószerkezetek ...•....................... EIsziv6szerkezetek . Nyomásveszteség szárnilása . Hoveszteség, hoszigetelés . Légcsatorna-hálózat méretezése . Kis légsebességu berendezések . Nagy légsebességu berendezések . Levegovezelés helyiségekben . Irodalom .
19.
Szellózólevego
18.1.5. 531 532
18.1.6.
533 533
18.1.7.
534
18.1.8.
535
18.1.9.
535
18.1.10. 18.1.11.
17.
Akusztika
.
536
17.1.
Általános kérdések . A hang szubjektív méroszámai . Zajszin~határgörbék . Megengedett zajszint . Hang terjedése zárt térben . Gépek, berendezések által keltett zaj " . Légcsatorna-hálózatban keletkezo zaj . Légcsatorna-hálózat természetes csilla pitása , . HangcsilIapítók . Légcsatorna-hál6zat akusztikai méretezése Irodalom .
536
17.2. 17.3. 17.4. 17.5. 17.6. 17.7. 17.8. 17.9. 17.10. 17.1 1.
(Dr. Fekete b-dn)
537 538 539 539
541 542 544 544 545 545
18.2. 18.2.1. 18.2.2. 18.2.3. 18.3. 18.4. 18.5. 18.5.1. 18.5.2. 18.5.3. 18.5.3.1. 18.5.3.2. 18.5.3.3. 18.5.3.4.
18.
18.5.3.5. Sze1lózteto-
18.1.1. 18.1.1.1. 18.1.1.2. 18.1.1.3. 18.1.1.4. J8.1.1.5. 18.1.1.6. 18.1.1. 7.
J
8.1.1.8.
18.1.1.9. 18.1.2. 18.1.2.1. 18.1.2.2. 18.1.2.3. 18.1.2.4. 18.1.2.5. 8.1.2.6. 8.1.2.7. 8.1.2.8. 8.1.2.9. 8.1.3. 8.1.3.1. 8.1.3.2.
szerkezeti
.
546
VentiIlátorok . Radiális ventillátorok , . Sebességháromszögek , A szállított közeg nyomásnövekedése . Llp- vjelleggörbe ...•................. Pte-Vjelleggörbe ; . Arányossági törvények. Llp-V és Pte-V jelleggörbesereg ., . Logaritmikusjelleggörbesereg . Jelleggörbék dimenzió nélküli jellemzo szánlokkal . Átmérotényezo, fordulatszám-tényezo . Szerkezetek . Axiális ventilIátorok . Sebességháromszögek . A szállított közeg nyomásnövekedése . Llp- Vjelleggörbe . Pte-V jelleggörbe . Arányossági törvények. Llp-V és Pte-V jelleggörbesereg . Logaritmikus jelleggörbesereg : . Jelleggörbék dimenzió nélküli jellemzo számokkal . Átmérotényezo, fordulatszám-tényezo . Szerkezetek . Különleges ventilIátorok . Keresztáramú ventillátor . TetoventilIátor .
546
elemei 18. J.
és klímaberendezések
(Dr. Fekete Iván)
18.5.3.6. 18.5.3.7. 18.6.
546
18.7.
546
18.7.1.
547
18.7.2.
548
18.7.3.
550
18.7.4.
551
18.7.5.
552
18.7.5.1. 18.7.5.2.
554 554
18.7.5.3.
557
18.7.5.4.
570 570
18.7.6.
570
18.7.7.
571
18.7.8.
571
18.7.9. 18.7.9.1.
571
18.7.9.2.
572
18.7.10.
572 573
berendezésekben
573 575
19.1.
575 575
19.1.1.
meghatározása
581
582 584 584 586 588 588 588 588 590 591 591 591 592 592 592 594
594 594 595 596 596 596 596 596 596 597
598 600 600 601
605 607 609 610 610 613 614 614
614 616 617
légtechnikai
(Dr. Menyhárt József) ...
Légtechnikai rendszerek általános elrendezése . Méretezési külso homérséklet .
618
618 618
XIV 19.1.2. 19.2. 19.2.1. 19.2.1.1. 19.2.2. 19.3. 19.4. 19.5. 19.6. 19.6.1. 19.6.2. 19.6.3. 19.6.4. 19.6.5. 19.7. 19.7.1. 19.7.2. 19.7.3. 19.8.
20.
20.\. 20.1.1.
20.2. 20.2.1. 20.2.2. 20.2.3. 20.2.4. 20.2.5. 20.2.6. 20.3. 20.4. 20.4.1. 20.4.2. 20.4.3.
20.4.4. 20.5. 20.5.1. 20.5.2. 20.5.3. 20.5.4. 20.5.5. 20.6. 20.7.
TARTALOMJEGYZÉK Szelloztetett kondicionált terek belso homérséklete A szellozolevego térfogatárama szelloztetóberendezésekben Folyamatos szelloztetés Légcsere-tényezo Szakasws szellozés A szellozolevego térfogatárama légfutóberendezésekben A szellozo levego térfogatárama \égbútóberendezésekben A szellozolevego térfogatárama ködtelenítóberendezésekben A szellozolevego térfogatárama klimatizálóberendezésekben A belso levego állapota Klimatizált tér ho- és nedvességterhelése .. A szellozolevego állapotának megválasztása A szellOzolevego tömegárama A szellozolevego térfogatárama " Levegovezetés szelloztetett és kondicionált terekben Levegóvezetés szelloztetett térben Levegovezetés légfútó-berendezések esetén Levegovezetés kondicionált térben Irodalom
Szel1ozteto- és légfüto-berendezések Menyhárt Józse!)
20.8.
618 619 619 620
650 650
21.
Klímaberendezések (Dr. Menyhdrt József)
651
21.1. 21.1.1. 21.1.2. 21.2. 21.2.1. 21.2.2. 21.2.3. 21.3. 21.3.1. 21.3.2. 21.3.3. 21.4. 21.4.1. 21.4.1.1. 21.4.1.2. 21.4.1.3. 21.4.1.4. 21.4.1.5. 21.4.1.6. 21.4.1. 7. 21.4.1.8. 21.4.1.9. 21.4.2. 21.4.2.1. 21.4.2.2. 21.4.2.3. 21.4.2.4. 21.4.2.5. 21.4.2.5.1. 21.4.2.5.2.
Klím~berendezések alkalmazása . Klímaberendezések osztályozása . Klímaberendezések elvi felépítése . Kondicionált terek méretezése . Belso légáIlapot . Hó- és nedvességterhelés . A szellozolevego térfogat- (tömeg-) árama Klimatizáló rendszerek kialakítása . Klímaközpont . Elosztó- és gyujtohálózat . Befúvó- és elszívószerkezetek '" . Klímaközpont nedves hocseréveI . A klímaközpont alkotóelemei . VentilIátorok . Szurök . Légfútotestek . Léghutotestek . Nedves hocserélo kamra . Légnedvesíto kamra . Zár6szerkezetek . Szabályoz6elemek . Légcsatornák . Nedves hocserélo . Vízgyujto tank . Porlasztók. porlasztókeretek . Cseppleválasztók . Nedvesítokamra . Nedves h6cserélok méretezése . Diffúzió . Víz és levego közötti elválasztófelületen végbemeno ho- és anyagcsere . A ho- és anyagcsere alapösszefüggései . Nedves hócsere általános és jellegzetes esetei . Méretezési kérdések . Levego állapotváltozásának és elméleti végállapotának meghatározása . A levego valós végállapota és a megvalósulási fok . Levego végállapotának meghatározása a hutési és nedvesítési fok alapján . diagramLevegókezelési folyamatok ban . Betétes nedves hócserélök .
20.8.1. 20.8.2. 20.8.3.
20.8.4.
649 649 649 649
621 622 623 623 623 623 624 6:25 625 628 628 630 630 631
(Dr.
Szelloztetorendszerek kialakítása A szelloztetóberendezések felosztása Központi szellóztetorendszerek Szellozoközpont Elosztó- és gyujtohálózat Befúvó- és elszívószerkezetek Friss levego vétele A távozó (elhasznált) levego elvezetése Szelloztetoberendezések tervezése Helyi szelloztetoberendezések Különféle rendeltetésu helyiségek szelloztetése Lakóépületek szelloztetése Közösségi épületek szelloztetése Különleges igényu helyiségek szellöztetése Ipari épületek szelloztetése Légfútó-rendszerek kialakítása Központi légfúto-rendszerek Légfutotestek kialakítása és beépítése Légfútotestek méretezése Központi légfuto-rendszerek tervezése " Légfutó-rendszerek Helyi légfuto-berendezések Gravitációs légfutés
20.9.
SzeIloztetó- és légfútö-berendezések átvétele, üzembe helyezése és karbantartása . Berendezések átadása és átvétele . A berendezés próbaüzeme . Beszabályozás . Szelloztetó- és légfútó-berendezések üzeme és karbantartása . Irodalom .. ' .
618
632 632 632 634 634 635 635 635 636 636 638 638 638 639 640 641 642 642 642 642 643 644 646 649
21.4.2.5.3. 21.4.2.5.4. 21.4.2.5.5. 21.4.2.5.6. . 2\.4.2.5.7. 21.4.2.5.8. 21.4.3. 21.4.4.
651 652
653 653 654 654 654 654 654 655 655 655 657
657 657 657 657 657 657 659 659 659 659 660 661 662 664 664
665 668
670 671 673
673 676 677
i-x
678
681
xv
TARTALOMJEGYZÉK 21.4.5. 21.4.5.1.
2IA.5.2. 21.4.6. 21.5. 21.5.1. 21.5.2. 2/.6. 21.7. 21.7.1. 21.7.1.1. 21.7.1.2. 21.7.1.3. 21.7.2. 21.7.2.1. 21.7.2.2. 21.7.2.3. 21.8. 21.8.1. 21.8.2. 21.8.3. 21.9. 21.9.1. 21.9.2. 21.9.3. 21.9.4. 21.10.
A levego nedvesítése Nedves hocserélok adiabatikus Utónedvesítés A levego szárítása
. üzemben .. . .
Klímaközpontok felületi hutéssei . Léghutotest kialakítása és méretezése . Felületi hutéssei dolgozó klímaközpontban végbemeno állapotváltozások . Energia-visszanyerés lehetoségei klíma központokban . A levegokondicíonálás modern irányzatai Nagynyomású klímaberendezések . Egycsatornás, nagynyomású klímaberendezés . Egycsatornás, nagynyomású klímaberendezés klímakonvektorral. . Kétcsatornás, nagynyomású klímaberendezés . Helyi klimatizálókészülékek . Szobaklimatizáló készülékek . Klímakészülékek . Helyi klimatizálókészülékek megosztott hutéssel . Klimatizáló rendszerek kialakítása . Lakó- és kommunális épületek kondicioná(ása . Ipari épületek kondicionálása . Jármuvek kondicionálása . Klímaberendezések átvétele, üzemeltetése és karbantartása . Klímaberendezések átadása és próbaüzeme Átvételi és üzemi mérések . Karbantartás és üzemeltetés . Muszerezés . Irodalom .
683 683 684 685
23.
Hutés a légtechnikában (Dr. Lá"g Lajos) ..
722
23.1.
Alapfogalmak . A hutoberendezés (gépi hutés) feladata . Hutofolyamat . Hutofolyamatok osztályozása . Hutofolyamatok értékelése . Hutofolyamatok . Kompresszoros hutofolyamat . Abszorpciós hutofolyamat . Termoelektromos hutofolyamat . Hutoközegek . A hutoközegek iránt támasztott követelmények . Klímatechnikai célokra gyakrabban használt hutoközegek . Hutoközegek jellemzo tulajdonságainak összefoglalása . Veszélyesség '.' . Vízoldó képesség, tisztaság . A hutoközegek kalorikus jellemzoi . Közvetítoközegek . Hutogépolajok . Hutoközegekre, hutogépolajokra vonatkozó magyar szabványok . A hutoberendezések elemei . Kompresszor . Alternáló dugattyús hutokompresszorok .. Rotációs kompresszorok . Turbókompresszorok " . Hermetikus motorkompresszorok . H utokompresszorok teljesítménysza bályozása . Elpárologtatók . Száraz rendszeru elpárologtatók . Elárasztott rendszeru elpárologtatók . Folyadékot huto elpárologtatók . Levegot huto elpárologtatók . Elpárologtatók jelleggörbéi . Kondenzátorok . Átfolyásos kondenzátorok . Víztakarékos kondenzátorok . Léghutésu kondenzátorok . Kondenzátorok jelleggörbéje . Adagolószervek . Automatikus adagolószervek . Szintszabályozók . Kiegészíto elemek . Utóhuto . Olajleválasztó . Folyadékleválasztó . Szúrok . Légteleníto . Csovezetékek . Szívóvezeték . Nyonlóvezeték. '" .
722
23.1.1. 23.1.2.
685
23.1.3.
686
3.21.4. 23.2.
692
23.2.1. 23.2.2.
693
23.2.3.
696
23.3.
696
23.3.1.
697
23.3.2.
699
23.3.3.
701
23.3.3.1.
702
23.3.3.2.
702
23.3.3.3.
705
23.3.4. 23.3.5.
706
23.3.6.
707 23.4.
708
23.4.1. 23.4.1.1.
709
23.4.1.2.
707
23.4.1.3. 710 710
710 711 711 712
23.4.1.4. 23.4.1.5. 23.4.2. 23.4.21. 23.4.2.2. 23.4.2.3. 23.4.2.4.
22.
22.1. 22.1.1. 22.2. 22.3. 22.4. 22.4.1. 22.5. 22.5.1. 22.5.2. 22.5.3. 22.5.4. 22.6.
~2.7.
Ködtelenítoberendezések József)
23.4.2.5.
(Dr. Me"yhárt
23.4.3.
.
713
. . . . . .
713
23.4.3.2.
713
23.4.3.3.
23.4.3.1.
A köd fogalma A köd keletkezése A ködtelenítés módszerei Ködtelenítoberendezések méretezése Ködtelenftoberendezések kialakítása Helyi ködtelenítoberendezés
Különféle rendeltetésu helyiségek ködtelenítése . Konyha ködtelenítése . Mosoda ködtelenítése . Uszodák és fürdok ködtelenítoberendezései Ipari üzemek ködtelenlto-rendszerei . Ködtelenítoberendezések átvétele, üzembe helyezése és karbantartása . Irodalom .
714
23.4.3.4.
714
23.4.4.
716
23.4.4.1.
718
23.4.4.2. 23.4.5.
719
23.4.5.1.
719
23.4.5.2.
719
23.4.5.3.
720
23.4.5.4.
720
23.4.5.5.
720
23.4.6.1.
721
23.4.6.2.
23.4.6.
722 722 722 723 724 724 725 729 729 729
730 733 733 733 734 735
745 746 746 746 746 749 750 752 754 754 754 755 756 757 758
759 759 759 760 761 761 761 765 766 766 767 767 767 769 769 770 771
XVI 23.4.6.3. 23.4.7. 23.4.7.1. 23.4.7.2. 23.4.7.3. 23.4.7.4. 23.4.7.5. 23.4.7.6. 23.4.7.7. 23.4.7.8. 23.4.7.9. 23.5. 23.5.1. 23.5.2. 23.5.2.1. 23.5.2.2. 23.5.2.3. 23.5.2.4.
23.6. 23.6.1. 23.6.2 .. 23.6.3. 23.6.4. 23.6.5. 23.6.6. 23.7.
TARTALOMJEGYZÉK Folyadékvezeték . A hutofolyamat másodIagos szabályozói .. E1párolgási nyomás szabályozó . Termosztatikus vezérlésu elpárolgási nyomás szabályozó . Indításszabályozó . Teljesítményszabályozó . Termosztatikus utánfecskendezo szelep . Nyomásról vezérelt hutovíz-szabályozó . Nyomáskapcsolók . Homérsékletkapcsoló . Mágnesszelep . Hutoberendezések szabályozási kérdései . Hutoberendezés üzemi viselkedése . A hutoteljesÍlményt szabályozó beavatkozások hatása a berendezés üzemállapotára Beavatkozás a kompresszorba épített beavatkozószerv útján . Beavatkozás a kompresszor szívóoldalán alkalmazott fojtással . Beavatkozás nagynyomású, túlhevített goz szívóoldalra való visszavezetésévei (by-pass) A berendezés hutoteljesítményének változtatása a kompresszor szakaszos üzemeltetésévei . Hutoberendezések . Közvetlen elpárologtatású huto berendezés Közvetett elpárologtatású huto berendezés Közvetlen és közvetett elpárologtatlÍsú berendezések összehasonlítása . Hutógépcsoport . Folyadékhuto egységek . Hoszivattyú-üzem . Irodalom .
771 771
24.3.7.3. 24.3.7.4.
771
24.3.7.5. 24.3.8.
772
24.3.8.1.
772 772
24.3.8.2.
772
24.3.8.3.
772 77'2
24.4.
774
24.4.1.
774
24.4.2.
774 774 775 775 777 778
24.4.3. 24.5. 24.5.1. 24.5.2. 24.5.3. 24.5.4, 24.5.5. 24.5.6.
779 780 780 783
24.5.6.1. 24.5.6.2. 24.5.6.3. 24.5.6.4.
783 785
24.5.6.5.
785
24.6.
787 787
24.6. t. 24.6.2. 24.6.2.1.
24.
Ipari szellozés (Dr. Nyerges Tibor)
24.1.
Az ipari szelloztetoberendezések feladata A különbözo szennyezoanyagok hatása szelloztetoberendezés kialakítására Por technikai alapfogalmak .•............ A porok osztályozása Nagyság szerinti osztályozás Származás szerinti osztályozás Élettani hatás szerinti osztályozás A porok néhány fizikai jellemzoje Elektromos tulajdonságok Optikai tulajdonságok A porok nedvesíthetósége Az ultrahang hatása a porrészecskékre A porhalmazok egyéb fizikai jellemzoi Porgyulladás és porrobbanás A por mozgása A por mozgása gravitációs erotérben A por mozgása centrifugális erotérben
24.1.1. 24.2. 24.2.1. 24.2.1.1. 24.2.1.2. 24.2.1.3. 24.3. 24.3.1. 24.3.2. 24.3.3. 24.3.4. 24.3.5. 24.3.6. 24.3.7. 24.3.7.1. 24.3.7.2.
.
789 789
a .
789 790
. . . . . . . . . . . . . .
790 790 790 791
24.6.2.2. 24.6.2.3. 24.6.2.4. 24.6.2.5. 24.6.2.6. 24.6.2.7. 24.6.2.8. 24.6.2.9. 24.6.3.
791 791
24.6.3.1.
792
24.6.3.2.
792 792
24.7.
793
20.1.
794
798
24.7.1.1.
798
24.7.1.2.
799
24.7.2.
A por mozgása a diffúziós erok hatására A por mozgása elektromos erotérben . A por mozgása ultrahang hatására . A por szemcsézete . Porok maradványgörbéjének matematikai leírása ; . A logaritmikus normális eloszlás . A kétféle eloszlási rendszer összehasonlításaportechnikai szempontból . Porleválasztással kapcsolat os alapfogalmak Az összportalanitási fok . A frakcióportalanítási fok (frakcióhatások) . Az Efr frakcióportalanítási görbe újabb értelmezése és ábrázolása . Porleválasztók . Nehézségi erotér felhasználásával muködo leválasztók (porkamrák) . Ütközéses porleválasztók . Centrifugális leválasztók (ciklonok) . Elektrosztatikus leválasztók . Nedves porleválasztók . Szuro hatás felhasználásával mÜködo porleválasztók . Folyamatos üzemu leválasztók . Mechanikus és szuro hatás a lapján mÜködo leválasztók . Légszurok . Szuroszerkezelek . Nedves légszÜrok . Pormintavevo, porméro és regisztrálóberendezések . Porszennyezodés mérése szabad térben . Porszennyezodés mérése zárt térben . Gravimetriás portartalom-meghatározás .. Hordozható pormintavevo készülékek . Konitest . Optikai részecskeszámláló berendezés . Termálprecipitátor . Koniméter " . Tyndalloszkóp . Kapnográf . ARC típusú folyamatos porméro készülék Csovezetékben végzett porméréshez használt készülékek ...................•.... Muszertípusok . Porminták laboratóriumi értékeléséhez nükséges muszerek . Ipari szellozoberendezések Általános (hígító) szelloztetoberendezések méretezése Méretezés stacionárius állapotra Méretezés instacionárius állapotra ., Helyi (burkolatos) elszívóberendezések
800 800 800 801 802
803 805 805 805 806 807 811 812 812 812 815 817
819 1319
820 821 822 822 823
823 824 824 825 825 826 826 827 827 827 828 828 828 829
.
830
. . . .
831 831 832 832
XVII
TARTALOM JEGYZÉK '"
.7.2.1.
Forgókorongok (köszöruk, polírozógépek stb.) burkolatos elszívása . .7.2.2. Faipari elszívóberendezések . .7.2.3. Galvanizálóüzemek elszívóberendezései . .7.2.4. Futött kádak peremes elszívása . .7.2.4.1. A kritikus légmennyiség . .7.2.4.2. Festo-fényezo muhelyek szelleztetoberendezése . .8. Ipari légfüggönyök méretezése KöhlerGruhn-féle eljárással . .8.1. A méretezés termodinamikai alapjai . .8.2. A légfüggöny homérlege . .8.3. A légfüggöny impulzusmérlege . .9. Irodalom .
832 833 833 838 839
26.7.3. 26.7.4. 26.7.5. 26.7.6.
840
842 843
26.7.7. 26.7.8. 26.8.
'.5.
844
27 •
845
Természetes szelloztetés (Dr. Tömöry Tibor)
847
Fizikai adatok . Az épület körül kialakult nyomásviszonyok A természetes szelloztetés méretezése ..... J,>élda a természetes szelloztetés méretezésére . Irodalom .
847 877 886
Légtechnikai berendezések (Sal/ai Gyula) .1.
. 1.1. .1.2. .1.3. .2. .2.1. .2.2. .2.3. .2.4.
íj. ;.3.1. ,.4.
.4.1. .4.1.1.
,.4.1.2. .4.1.3. .4.1.4. .5. .6.
;.7. ;.7.1.
í.7.2.
I\.z
887 890
szabályozása .
891
Szabályozáselméleti alapfogalmak A szabályozási kör felépítése . A szabályozás feltételei . Átmeneti függvények . Szabályozók osztályo711sa . Kétállású szabályozók . Folytonos szabályozók . Szabályozott szakaszok . Szabályozók kiválasztása az átmeneti függvény ismeretében . A szabályozott folyamatok jellemzoi . A szabályozás jósága . Szabályozó berendezések felépítése . Különféle elveken muködo szabályozók Villamos muködtetétu szabályozók . Elektronikus szabályozás . Pneumatikus szabályozás . Hidraulikus szabályozás . A légfuto- és szelloztetoberendezések szabályozási módjai . Különféle típusú klímaberendezések szabályozási módjai . A szabályozókészülékek üzembe helyezése és üzemeltetése . Elektromechanikus kétállású, tágulófémes homérséklet-érzékelok (homérséklet-kapcsolók) . Elektromechanikus kétállású goztenziós
891 891 892 892 893 893 893 893
épületgépéozet
kézikönyve
918 918 918 919
Légtechnikai berendezések üzemeltetése (Dr Tömöry Tibor)
920
917 917 917 917
844
2'7.1.
.1. .2. .3. .4.
vagy folyadéktágulásos homérséklet-kapcsolók Elektronikus kétállású szabályozók Mágnesszelepek Közvetlen muködésu (segédenergia nélküli) szabályozók Szervmotoros szabályozó- és keveroszelepek Elektromechanikus szabályozó Szabályozókészülékek karbantartása Irodalom .....................••....•.
893 894 894 895 895 S96
899 900 902 904 908
917
917
27.1.1. 27.2 .. 27.3 .
A légtechnikai rendszerek üzembe helyezése Beszabályozás A légtechnikai rendszerek üzemeltetése Irodalom
928
Vízellátás, csatornázás, gázellátás
929
28.
Vízellátás
28.1.
A víz és tulajdonságai, vízminosítés (Dr. Ol/os Géza) . A víz fizikai és kémiai sajátosságai. . A természetben levo víz sajátosságai . Az ivóvíz kémiai minosítése . A víz biológiai sajátosságai . Az ivóvíz bakteriológiai minosítése . Vízszerzés (Dr. Ol/os Géza) . Kutak . Víztisztítás (Dr. Ol/os Géza) . Durva tisztítás . Szurés . Kémiai tisztítás . Vízlágyítás . Csírátlanítás, fertotlenítés . Vízszükséglet (Dr. Erdosi István) . Gravitációs és szivattyús vízellátás (Dr. Erdosi István) . Áramlás zárt csovezetékben, nyomásvonalak . Gravitációs vízszállítás . Szivattyús vízszállítás . A tárolók feladata a vízellátásban . Hegyvidék vízellátása . Szivattyúk (Dr. Erdos; István) . Az örvényszivattyú jellemzoi . Szivattyúk szabályozása . A szivattyúüzem vizsgálata . Víztárolók (Dr. Erdos; István) . A tároló kialakítása . A tárolótérfogat meghatározása . Vízmérés (Dr. Erdos; István) .
28.1.1.
28.1.2. 28.1.3. 28.1.4. 28.1.5. 28.2. 28·f·1. 28.3. 28.3.1. 28.3.2. 28.3.3. 28.3.4. 28.3.5. 28.4. 28.5. 28.5.1. 28.5.2. 28.5.3. 28.5.4. 28.5.5. 28.6. 28.6.1. 28.6.2. 28.6.3. 28.7. 28.7.1. 28.7.2. 28.8.
.
920 920 921
931
931 931
931 937 937 938 939 939 944 944
949 950 953 955 955 961 961 ,-,-963 965 965 968 969 969 970 972 973 973 974
977
XVIII 28.9. 28.9.1. 28.9.2. 28.9.3. 28.9.4. 28.9.5. 28.9.6. 28.9.7. 28.10. 28.11. 28.11.1. 28.11.2. 28.11.3. 28.1 ].4. 28.] 1.5.
28.]2. 28. ]2.1.
28.]2.2. 28. ]2.3.
28.12.4. 28.12.5. 28.12.6. 28.]3. 28.] 3.1.
28.13.2. 28.13.3. 28.13.4. 28.13.5. 28.13.6. 28.13.7. 28.]3.8. 28.13.9. 28.]4.
TARTALOMJEGYZÉK A vízellátás csohálózata és szerelvényei 980 (HegedusOszkár) . 981 Csovezeték . 987 Csokapcsoló idomok " . 989 Szerelvények . 993 Segédanyagok . 993 Csovezeték szerelése . 994 Korrózió elleni védekezés . 995 Zaj elleni védelem . Épületen belüli vízhálózat méretezése (Dr. Erdösi István) . ~9~ Tuzoltó berendezések (Oravecz Béla) . 1013 Általános eloírások . 10]3 Külso hálózatok . WI4 Belso hálózatok . 1015 1018 Önmuködo zuhany berendezés (Sprinkler) Zuhany berendezés szomszédos tuz elleni védelemre (Drensher) . 1020 Mc1egvíz-ellátás . 1021 A melegvíz-igények meghatározása (Oravecz Béla) . 1021 Helyi melegvíz-ellátás (Oravecz Béla) ., . '. 1021 Központi melegvíz-ellátás (Oravecz Béla) 1025 Melegvíz-termelok és -tárolók (bojlcrek) méretezése (Oravecz Béla) . 1031 Keringtetovezeték (Oravecz Béla) . 1034 Héviz- (termálvíz-) muvek és részei (Dr. Simon Ferenc) . 1035 1043 Magasházak vízellátása (Dr. Destek Endre) Általános szempontok . 1043 Zóna beosztás . 1044 Gépészetí szintek . 1045 Közmu-kiegyenlíto-medence . 1045 Vízellátás felso tartállyal . 1046 Vízellátás hidroforral . 1047 A felso tároló, a hidrofortartály térfogata és a szivattyú vízszállítása . 1048 Melegvíz-ellátás . 1049 Tuzvédelem . 1049 Irodalom ; . 1050
29.
Csatornázás
29.1.
A szennyvíz mennyiségi és minoségi jellemzoi (Dr. Illés István) . A házi szennyvíz mennyisége . Az ipari szennyviz mennyisége . A locsoló-, talaj- és csapadékvíz mennyisége A házi szennyvízben levo szennyezodések Ipari szennyvizek minosége . A csapadékvíz minosége . A házi, ipari és csapadékvíz keveredésének hatása a szennyvíz minoségére . A szennyvízelvezetés módszerei (Dr. Destek Endre) .
29.1.1. 29.1.2. 29.1.3. 29.1.4. 29.1.5. 29.1.6. 29.1.7. 29.2.
29.2.1. 29.3.
29.8.
A csatornahálózat részei . Víznyelok, berendezési tárgyak, szerelvények (Hegedus Oszkár) . Berendezési tárgyak . Csatornaszerelvények . A csatornahálózat anyagai és építése . Csatornacsövek (Hegedus Oszkár) . Csövek kapcsolása (Hegedus Oszkár) . A csatornahálózat szerelése és építése (Hegedus Oszkár) . A csatornahálózat mutárgyai (Dr. Destek Endre) . A csatornahálózat áramlástani méretezése (Dr. Destek Endre) . Ágvezeték . Ejtovezeték . Csapadékvíz-ejtovezeték . Szellozovezeték . Alapcsatorna . Szennyvízszállítás, szennyvízátemelés (Dr. Simon Ferenc) . Szennyvízdaraboló szivattyú ............• Szennyvíz-búvárszivattyú . FÜggoleges tengelyu szivattyú . Szivattyú hajlékony közlotengellyel . Zagyszivattyú . Speciális búvárszivattú . Csiga szivattyú . Mammutszivattyús kiemelok . Szennyvíztisztítás . Alapelvek (Dr. Illés István) . A mechanikai szennyvíztisztítás és berendezései (Dr. Illés István) . BiOlógiai szennyvíztisztítás (Dr. Illés István) . Gépi üzemu kisberendezések (Dr. Simon Ferenc) . A szennyvíziszap kezelése (Dr. Illés htl'án) Ipari szennyviztisztítási feladatok (Dr. Illés István) . Irodalom .
30.
Gázellátás
30.1.
Égheto gázkeverékek (Dr. Meszléry Celesztin) . Gázkeverékek tüzeléstechnikai jellemzoi Gázok égési folyamatainak számítása . Gázok hoátadási jellemzoi . Gáztermelés, gázgyártás (Dr. Vida Miklós) Gázgyártási eljárások . Szénhidrogénbontás . Propán-bután gáz . Gáztárolás (Dr. Vida Miklós) . Gáztartók .
29.3.1. 29.3.2. 29.4. 29.4.1. 29.4.2. 29.4.3. 29.4.4. 29.5. 29.5.1. 29.5.2. 29.5.3. 29.5.4. 29.5.5. 29.6. 29.6.1. 29.6.2. 29.6.3. 29.6.4. 29.6.5. 29.6.6. 29.6.7. 29.6.8. 29.7. 29.7.1. 29.7.2. 29.7.3. 29.7.4. 29.7.5. 29.7.6.
1056 1057 1057 1061 1064 1064 1067 1069 1070 1073 1074 1075 1075 1075 1075 1078 1079 1080 1080 1080 1080 1081 1082 1082 1084 1084 1084 1093 lll] 1115 1122 1129
1051 1051 1051 1052 1052 1053 1054 1055 1055
30.1.1. 30.1.2. 30.1.3. 30.2. 30.2.1. 30.2.2. 30.2.3. 30.3.
1055
30.3.1.
.
]130 1130 1130 1137 1147 1148 1152 1154 1155 1157
4.
TARTALOMJEGYZÉK
XIX
30.7.1. 30.7.2. 30.7.3. 30.8.
1216 1223 1228
Gázok szállítása, elosztása (Dr. Vida Mik-
6.1.
Gázok szállítása . Gázfogadó és nyomásszabályozó állomások . Gázmérés . Gázvezeték tervezése . Gázvezeték méretezése . A csohálózat szerelése, csoanyagok és szerelvénk (Hegedus Oszkár) . Gázvezeték szerelése . Szerelési anyagok, szerelvények, tömítések Gázvezeték átvétele . Fogyasztókészülékek (Völgyes István) . Általános elvek .
6.2.
Gázfozok, gáztuzhelyek
.
1198
6.3.
Gáz-vízmelegítok
.
1200
6.4.
Melegvíz-tároló Gáz-fútokészülékek
. .
1204 1206
Nagykonyhai gázfogyasztó készülékek . Gáztüzelésu kazánok központi fútéshez . Ipari kazánok gáztüzelésseI . Biztonsági és szabályozóberendezések ( Völgyes István) . 30.8.1. _ Biztonsági szerkezetek . 30.8.2. Szabályozószerkezetek . 30.8.3. Kombinált biztonsági és szabályozószerkezetek . 30.8.4. Programszabályozók . 30.9. Gázfogyasztó készülékek égéstermékeinek elvezetése (Dr. Meszléry Celesztin) . 30.9.1. Nyílt égésteru készülékek . 30.9.2. Zárt égésteru készülékek . 30.9.3. Égéstermék-elvezetés nélküli gázfogyasztó készülékek üzeme . 30.9.4. Kéményrendszerek . 30.9.5. Az égéstermék-elvezetés tervezése, méretezése . 30.10. Irodalom .
.
1216
Név- és tárgymutató
lós) 4.1.
u. 4.3. 4.4. 4.5.
5. 5.1.
5.2.
5.3. 6.
5.5. 7.
Iparí fogyasztókészülékek Celesztin)
.
1159 1159 1163 1171 1178
1179 1185 1185 1193 1195 1197 1197
1228 1228 1231 1233 1234 1234 1234 1235 1236 1244 1251 1263
(Dr. Meszléry .
1265
Eloszó
Mindnyájunk elott ismeretes, hogy az elmúlt egykét évtizedben az építoipar nálunk is rohamos fejlodésen ment áto Ugyanez a fejlodés jelentkezett szaktefÜletünkön is, az épületgépészet Qlinden ágában. A népgazdasági tervek azonban még fokozottabb igényeket támasztanak szaktefÜletünkkel szemben, aminek teljesítéséhez a muszaki színvonal továbbigyors emelése az elofeltétel. A muszaki fejlesztés elengedhetetlen velejárója a korszeru szakmai irodalom. Szakterületünknek van hazai irodalma, azonban eddig még nem sikerült olyanelegendo számú és színvonalú kiadványt közzétenni, amit az épületgépészettel foglalkozó mérnökök, technikusok és szakmunkások igényelnek. Az Épületgépészet Kézikönyve - amelyet hoszszú, több éves elokészíto munka után most az 01vasók kezébe adunk - azzal a céllal készült, hogy segédeszköze legyen mindazoknak, akik az épületgépészet szaktefÜletén tevékenykednek. Reméljük,jól használható része lesz - ma és holnap - á magyarnyelvu építoipari szakirodalomnak. Könyvünk támaszkodik a hazai és nemzetközi szakirodalomra, annál is inkább, mert e kiadvány kézikönyv,s így csak az elméleti alapok átvételére, ill. tételes hivatkozásra szorítkozhatunk. Ugyanakkor fo célkituzés volt az elméleti alapok használatának megkönnyítése. Reméljük, egyakorlati kézikönyvaz olva sót az elméleti szakmunkákhoz is közelebbviszi. A kézikönyv összeállítása nagy és nehéz feladat
elé állította a felkért szerzoket. Olyan ismeretanyagot kellett összegyujteni minden témakörben, amely a korszeru elméleti alapokat felhasználva, a gyakorló mérnöknek, technikusnak a mindennapi munkában ad jó támaszt és segítséget. Ezenfelül szem elott kellett tartani az igények rohamos fejlodését is, ügyelve arra, hogy kelloen hosszú távon legyen a kézikönyv használható. E fáradtságos és nehéz munkáért külön-külön köszönetet mondok a könyv minden egyes szerzojének. Ugyancsak köszönet illeti az egyes részek feldolgozását végzo szerkesztoket, valamint lektorokat is, akik szintén idot és fáradtságot nem kímélve munkálkodtak azon, hogya kézikönyv megjelenhessék. Egyidejuleg szerzotársaim és a magam nevében megköszönöm a Kiadónak, hogy sok egyéb feladata mellett lehetoséget teremtett az Épületgépészet Kézikönyve megjelentetésére, amivel az erosen fejlodo szakterületünknek igen nagy segítséget nyújtott. Ugyancsak a szerzoi kollektíva véleményét tolmácsolom akkor is, amikor köszönetet mondok a Kiadó e könyv elokészítését, a kézirat feldolgozását irányító vezeto munkatársainak, felelos és muszaki szerkesztoinek, a Kiadó és a Nyomda mindazon munkatársainak, akik e könyv létrehozásának munkájában részt vettek. Budapest, 1976. július hó Foszerkeszto
Bevezetés
E kézikönyv célja az épületgépészeti rendszerek, berendezések kialakításához, méretezéséhez, üzemeltetéséhez és ellenorzés6hez szükséges alap- és szakismeretek összegyujtése, rendszerezése a tervezoi, kivitelezoi és üzemeltetoi gyakorlat számára. A kézikönyv a villamos belso hálózatok és világítás kivételével az épület gépészeti szakterület minden ágával foglalkozik. Három fo részbol áll, ezek a fo részek egyben a gyakorlat által kialakított, kiérlelt szakterületeket fogják át. A fo részeken belül az egyes témaköröket külön fejezetekben tárgyaljuk. Valamennyi fo részt, fejezetet úgy alakítottuk ki, hogy az a gyakorlat számára közvetlenül használ!Iató legyen. Ezt tükrözi a fejezetek sorrendje is. Igy pl. az elso öt fejezet foglalja magában mindhárom fo rész hotani, áramlástani, közérzeti stb. alapkérdéseit. Az egyes fejezetekbe gazdag kísérleti, mérési, tapasztalati adatgyujteményt, táblázatokat, nomogramokat, diagramokat építettünk be azzal a céllal, hogy olvasóink mindennapi tevékenységét megkönnyítsük. Tekintve, hogy az összegyujtött és közölt adatgyujtemény sok forrásból származik, elofordulhat, hogy egyes eredmények egymástól eltérnek. Már a válogatás során is azokat az adatokat, számokat vettük figyelembe, amelyek közel állnak az átlageredményhez, vagy már a gyakorlatban eddig is elfogadottak voltak, vagy - az elobbiek hiányában - éppen a biztonság felé mutatnak. A kézikönyv jellege nem tette lehetové, hogy az egyes fizikai jelenségeket tételesen elemezzük. Így könyvünkben nem közlünk elméleti vizsgálatot, levezetést, de sok esetben - ha a probléma kör megkívánja - röviden bemutat juk a kérdés elméleti felvetését, és csupán végeredményeket közlünk. Viszont megfelelo hivatkozásokkal láttunk el minden témakört, hogy megkönnyítsük az olvasó nak a szakirodalom után keresését. A kézikönyv három fo részbol áll. Az elso rész bevezetoül a hotechnikai, áramlástani, közérzeti és meteorológiai alapokat tárgyalja. Erre építve ismerteti a futés, hoellátás korszeru módozatait, a
futorendszerek kialakítását és méretezését. Megfelelo arányban kapott helyet az elso részben a futorendszerek alkotóelemeinek családja, bemutatva a korszeru futés, hoellátás megvalósításához kialakított hotermeloket, holeadó kat, hoc.seréloket. Foglalkozik továbbá az elso rész a futorendszerek energiaellátási kérdéseivel, a gazdaságos üzemmód kialakításával, a futo és hoellátó rendszerek szabályozásával. Bemutatja a távfutés lehetséges megoldási módozatait és a különféle rendszerek komplex méretezését. Ugyancsak megtalálhatók itt a futorendszerekhez kapcsolódó építészeti kérdések, problémák megoldási lehetoségei is. A második rész elso öt fejezete a levegotechnika általános elméleti és gyakorlati kérdéseit tárgyalja. E fejezetekben összegyujtöttük mindazokat az általános ismereteket, amelyek az egyes légtechnikai rendszerek méretezéséhez, kialakításához adnak segítséget. Ezek a fejezetek a gázok, a nedves levego és a hang fizikájával, szerkezeti elemek kialakításával és méretezésévei, a szellozolevego meghatározásának módozataival foglalkoznak, továbbá a szellozteto, légfuto, klimatizáló és ködteleníto rendszerek speciális kérdéseivel, kialakításával és méretezésével. A második rész tárgyalja még az ipari szelloztetés, a természetes szelloztetés elvi és gyakorlati kérdéseit, valamint a levegotechnikában alkalmazott hutési eljárásokat. Ezt a részt is szabályozási és üzemeltetési kérdésekkel zárjuk le. A kézikönyv harmadik részének két fejezete a lakó- és kommunális· épületek, ipari és mezogazdasági épületek, valamint telepek vízellátásával, melegvíz-ellátásával és csatornázásával foglalkozik. Az itt összegyujtött anyag megalapozza és kiegészíti a témakörtel foglalkozó szakemberek ismereteit. Külön kiemeltük a témakörön belül a szennyvíztisztítás kérdését, igazodva a környezetvédelem fokozódó igényeihez. A harmadik rész utolsó fejezete bevezetoül röviden foglalkozik a gáz termelési kérdéseivel, és igen részletesen a szállítás és elosztás, valamint a fogyasztás problémáival. Mindhárom fejezet segítséget ad mind a tervezo-
BEVEZETÉS
nek, kivitelezonek, mind az üzemelteto szakembernek. Külön meg kell emlékezni az alkalmazott mértékrendszerrol. A vonatkozó rendeletek értelmében a nemzetközi mértékrendszert (SI = Systeme International) vettük alapul könyvünkben. A nemzetközi mértékrendszer alapegységei : hosszúság (m), tömeg (kg), ido (s), homérséklet (K), -áramerosség (A). Az alapegységek felhasználásával lehet a többi mértékegységet leszármaztatni. A nemzetközi mértékrendszer következetes használata ma még igen sok nehézségbe ütközik. Igen sok fizikai jellemzo újramérése volna kívánatos, és ezek segítségével válna lehetové a többi leszármaztatott jellemzo, ill. egység értékének, mértékegységénekdefiniálása. Mivel ez a munka eddig csak kis részben történt meg, kénytelenek voltunk a technikai mértékegységben definiált jellemzoket átszámítani s az SI rendszerbe beilleszteni. Ezek természetes velejárója, hogy az átszámított értékek sok esetben azonnal mutatják, hogy e jellemzok nem újra mért, hanem csak átszámított értékek. Ugyancsak ezek a problémák mutatkoznak a tapasztalati (mért) adatokon nyugvó méretezési eljárásokban is, amelyeket szép számban megtalálunk szakterÜletünkön. Az eljárásokat kidolgozó szerzok korábban technikai mértékrendszerben dolgozva adták meg eredményeiket. Ezek újraértékelését azonban általában még nem végezték el. E könyv szerzoi sok adatot, táblázatot, méretezési eljárást dolgoztak át, ültettek át nemzetközi mértékrendszerre. Természetszeruleg minden adat átültetésére nem vállalkozhattunk, így bizonyos ese-
XXIII
tekben kénytelenek voltunk egy-egy méretezési módszert régi dimenziókkal megadni. Összességében könyvünkrol azt mondhatjuk, hogy teljes egészében SI mértékrendszerben készült. Lényegében minden táblázatot nemzetközi mértékrendszerben állítottunk össze, így a gyakorlatban szükséges adatok mértékrendszer tekintetében már nem jelentenek külön nehézséget. Ismerve az egyik mértékrendszerrol a másik mértékrendszerre való átállás nehézségeit, táblázatainkat többnyire kettos mértékrendszerben közöltük. Ugyancsak az átállás megkönnyítése végett az elelméleti összefüggések után nem közlünk dimenziót. Hiszen a felhasználó dönti el, hogy milyen értéket milyen dimenzióval kíván helyettesíteni. Viszont a konkrét számítási célra leszármaztatott kifejezésekben az egyes jellemzoket dimenzióval adjuk meg, sot esetleg az összefüggés után is feltüntetjük a mértékegységet. Mindenkor az SI mértékegység áll az elso helyen, s a technikai mértékegységet zárójelben adtuk meg. A mértékrendszerrel kapcsolatosan külön fel kell hívni a figyelmet arra, hogy nem követtünk el hibát, ha a LJt homérséklet-külöabség mellett oC jelet tüntettünk fel. A vonatkozó eloírások, szabványok ezt megengedik, utalva arra, hogy a Kelvin- és a Celsius-skála beosztása azonos. A kézikönyv minden fejezetéhez irodalomjegyzéket csatoltunk, e jegyzékek a hazai gyakorlatban legkönnyebben beszerezheto, fellelheto szakkönyveket tartalmazzák. E jegyzékeket is abban a reményben állítottuk össze, hogy ezekkel is az olvasó segítségére leszünk. Hasonló elképzelés eredménye a könyv végén található név- és tárgymutató is.
A leggyakrabban használt jelölések
Hotechnika,
Eu
a
ep' a, Fo, Fr D BL Gr Ei h, g, B, c, p, iA,
mjs mjs2 Jjkg JjkgK kWjm2m K K (kcaljkg (kcaljkg°C) (kcaljkg oc) m m2js m2 PgajK % (kpjm2) (m2jh) oC °Ch kgjs (kgjh) m2js Wjm2K4 (m2jh) (kcaljm2hK4) OCnap W kJ (kcal) (kcaljh (kcaljm2h°C) oc)oc) kl jkg (kcaljkg) Wjm2K (kcaljm2h°C) Wjfn2 (kcaljhm2) (kcaljhm2m)
futés, hoellátás
elnyelési (abszorpciós) tényezo homérséklet-vezetési tényezo felület Archimedes-szám· fajlagos felületi hostabilitás biztonsági felszálló Biot-szám biztonsági leszálló fajho sebesség fajho állandó nyomáson fajho állandó térfogaton sugárzási tényezo jellemzo méret átméro átengedési tényezo hotehetetlenségi tényezo diffúziós tényezo emisszió (hosugárzás hoáramsurusége) Euler-szám Fourier-szám Froude-szám nehézségi gyorsulás futési hofokhid hutési hofokhíd az idoegység alatt e1tüzelt tüzeloanyag Galilei-szám Grasshof-szám magasság a helyiség hostabilitása entalpia fajlagos entalpia kihasználási fok
mennyisége
hosugárzás energiaáram-surusége dA hullámhossz-tartományban hoátbocsátási tényezo jellemzo méret tömeg tömegáram hofok -modulus Nusselt-szám pótléktényezo nyomás
..
A LEGGYAKRABBAN
dp, P,
Pa (kpjm2) W
Pe Pr ej, /1q(
r),
Wjm2 (kcaljhm2) Jjm2 (kcaljm2) Jjm2 (kcaljm2)
Q,
Q, LiQ('r), AQ=,
r,
J (kcal) W (kcaljh) J (kcal) J (kcal) Jjkg (kcaljkg)
R
R, R, R,
JjkgK (kpmjkgK) m2KjW (m2hoCjkcal) kgjs (kgjh)
Re
S, Pajm ( kP~n2 ) S,
Wjm2K (kcaljm2h°C)
1,
KeC)
Al,
K (oC) oC
Lllköz,
T, Tsug,
K K
U, u, V,
Wjm2K (kcaljm2h°C)
V,
m3js (m3jh)
mjs
m3
mjs x,y, z, m 2, nap IX, Wjm2K (kcaljm2h°C) O:ö' W jm2 K (kcaljm2 h oC) Wjm2K (kcaljm2h°C) W,
OCS
P,
ljK
y,
Njm3 (kpjm3)
b,
m
e, e
c fJ,
Pas (kpsjm2)
fJ 1J ,
x, A,
Wjm2K (kcaljm2h°C) WjmK (kcaljmh°C)
A
A,
m,fJ.m
'll,
m2js
e,
kgjm3
HASZNÁLT
JELÖLÉSEK
nyomásveszteség, nyomáskülön bség teljesítmény Peclet-szám Prandtl-szám hoáramsuruség egységnyi felületu fal hotartalom-változá.sa alatt egységnyi felületi fal hotartalom-változása len ido alatt hotartalom hoáram 't ido alatt hotartalom-változás hotartalom-változás végtelen ido alatt vízgoz rejtett hoje visszaverési (reflexiós) tényezo gázállandó hovezetési ellenállás égéstermék tömegárama Reynolds-szám
xxv
't ido végte-
súrlódási nyomásesés hoelnyelési tényezo homérséklet homérséklet-különbség közepes homérséklet-különbség abszolút homérséklet sugárzási homérséklet felületi hoelnyelési tényezo áramlási sebesség térfogat térfogatáram sebesség helykoordináták futési napok száma konvektív hoátadási tényezo összesített hoátadási tényezo sugárzási hoátadási tényezo térfogattágulási együttható közeg fajsúlya falvastagság, jellemzo méret emissziós tényezo közepes homérséklet-különbség korrekciós tényezoje ellenállás-tényezo dinamikai viszkozitás hatásfok, megvalósulási fok túlhomérséklet (homérséklet-különbség valamely homérséklethez viszonyítva) hoátbocsátási tényezo hovezetési tényezo súrlódási ellenállás-tényezo hullámhossz kinematikai viszkozitás suruség
..
XXVI
A LEGGYAKRABBAN
ep
(/> (-)
e,
oc
ro,
rad/s (rad/min)
Levegötechnika, a
a,
m2/s (m2/h)
A, A,
m2
m2/Sabin
Ar
Ei e,
e, ep'
ev,
C, C, C,
mis J/kgK (kcal/kg oC) J/kgK (kcaljkg°C) J /kg K (kcal/kg oc) J/kmólK (kcaljkmól°C) J/m3K (kcal/m30C) W/m2K4 (kcal/m2hK4)
d,
m
d,
m m cm2/s(m2/h)
D, D, Eu
f,Fo
Hz
Fr
g,
m/s2
G, Gr h,
OC nap
H,
i, i,
mm,m W/K (kcal/hoC) J, kJ (kcal) kJ /kg (kcaljkg)
Ai/l1x
k, k,
W/m2K (kcaljm2h°C) g/m3, l/m3, m3/m3
K,
g,
k,
I
gis, I/s (g/h, ljh)
1,
m
L, L,
db
m
Le
m, n* n, N,
I/h kg limin kg/s db/cm3
JELÖLÉSEK
ido felületelern besugárzási tényezoje felületre felület közepes besugárzási tényezoje felületre amplitúdó ho mérséklet -ingadozás szögsebesség
s (h)
í,
HASZNÁLT
hutés, kondicionálás elnyelési tényezo homérséklet-vezetési tényezo felület, keresztmetszet teremabszorpció Archimedes-szám Biot-szám sebesség fajho fajho állandó nyomáson fajho állandó térfogaton mólho fajho egységnyi térfogatra vonatkoztatva sugárzási tényezo átméro jellemzo méret átméro diffúziós tényezo Euler-szám rezgésszám F ourier-szá m Froude-szám nehézségi gyorsulás hofokhíd Grasshof-szám jellemzo méret hostabilitás entalpia fajlagos entalpia irányjelzo hoátbocsátási tényezo koncentráció szennyezo vagy káros anyag szennyezo vagy káros anyagáram jellemzo méret jellemzo méret hangteljesítményszint, hangnyomásszint Lewis-féle szám tömeg tömegáram molekulasúly fordulatszám légcsere-tényezo keverési arány irányjelzo szemcseszám
A LEGGYAKRABBAN
m W mjs jm2Kjkcaljm2hoC Nu % sm3jkg Pa (kcal) (kpjm2) js (mjs) Njm3 gjkg J/kg m3 (kcal/kg) (kgjkg) (kp/m3) JW jkg (kcaljkg) m N s/m2 (kp s/m2) h torr) Wjm2 JjkgK (kcaljm2h) (kpmjkgK) JjK K mgjm3, (K) (LE) (kcaljK) gjm3 1jK (kcal) KeC) gjm2 (kcaljh) sPa (kgjm2 m3js (m3jh) e e, 1J, Pr Sh eP, t, (kcal) p, T, Q, q, r, K eC) Q, 'lJ, JPa (kpjm2) ( kPjm2) S,
-m~
HASZNÁLT
JELÖLÉSEK
XXVII
Nusselt-szám nyomás, parciális nyomás nyomáskülönbség teljesítmény Peclet-szám Prandtl-szám hotartalom hoáram hoáramsuruség hotartalom-változás hotartalom irányítási tényezo hoáram, transzmissziós veszteség (nyereség) futo-, hutoteljesítmény hotartalom-változás rejtett ho, párolgásho vízgoz-párolgásho O oC homérsékleten gázállandó Reynolds-szám súrlódási nyomásesés entrópia portartalom Schmidt-szám Sherwood-szám homérséklet homérséklet-különbség abszolút homérséklet ido, idoállandó sebesség sebesség fajtérfogat térfogat térfogatáram sebesség abszolút nedvesség jellemzo méret szemcseméret jellemzo méret akusztikai abszorpciós tényezo konvektív hoátadási tényezo térfogattágulási együttható anyagátadási tényezo fajsúly jellemzo méret átméro-tényezo emissziós tényezo porlasztási tényezo (fok) fajlagos hutoteljesÍtmény ütközési ellenállás-tényezo dinamikai viszkozitás hatásfok, megvalósulási fok túlhomérséklet, homérséklet fajhoviszony
xxvm x,
A LEGGYAKRABBAN HASZNÁLT JELÖLÉSEK
WjmZK (kcaljmz0C)
A,
A
WjmK
(kcaljmh°C)
A J.
A,
%
fl,
%
v, [;1,
mZjs (mZjs) kgjm3
1jJ,
%
'IP
a 1',
s(h)
ep,
%
e ep
hoátbocsátási tényezo súrlódási tényezo hovezetési tényezo teljesítményszám szállítási fok hutési fok nedvesítési fok kinematikai viszkozitás suruség relatív telítettség nyomásszám fordulatszám-tényezo ido amplitúdó, homérséklet-ingadozás relatív nedvesség mennyiségi szám Vízellátás, csatornázás, gázellátás
A,
E, H, , m3jm3
m Jm3jm3 m2 JjkgK mjs2 IN jkg(kcal) m3K K(kcaljkg) (kcaljkg (kcaljNoc) oc) m3oc) ljs ljdfo Ijsha Pa (kpjmZ) kJjNm3 (kcaljNm3) kJ mgjl kJjNm3 kJjkg NjmZ (bar) WjmZK (kcaljmzh oc)
d, m3jm3 Nm3jNm3 COZmaxNm3jNm3 COe1m COz,
felület, keresztmetszet légköri nyomás biokémiai oxigénigény fajho fajho állandó nyomáson fajho állandó nyomáson egységnyi térfogatra fajho állandó térfogaton gömbölyu zárójelbe tett kémiai képlet: az égheto gázkeverék alkotóinak elégetés elotti térfogataránya zárójel nélküli kémiai képlet: a nedves égéstermék alkotóinak térfogataránya zárójel nélküli kémiai képlet sz indexszel : a száraz égéstermék alkotóinak térfogataránya elméleti égéstermék-mennyiségre vonatkoztatott maximális szén-dioxid-koncentráció elméleti égéstermék-mennyiségre vonatkoztatott szén-monoxid-tartalom átméro, jellemzo méret átméro . nyeloegység ellenállás fejadag nehézségi gyorsulás magasság veszteségmagasság égéstermék-hígítási tényezo szállítómagasság futoérték égésho entalpia fajlagos entalpia csapadékintenzitás óránkénti csapolás ok száma hoátbocsátási tényezo
A LEGGYAKRABBAN HASZNÁLT JELÖLÉSEK k
m mis limin kg m m3/m3 JJ/kg K (kcal) % m3/kg Nm3 g/kg Pa( m3 N/m3 kp/m2) (kg/kg) (kp/m3) kg/s W 1m2 K (kcaljm2 k oc) KeC) Nm3/Nm3 Nm, kJPa1/2/Nm3 Ws (kp m) oc) J/kgK mg/l Nm3/kmól (kcaljh) K(kg/h) (kp m/kg°C) m/kg m3/hfo Pa gnm3 (kp/m2) Pa, bar (kp/m2) kJ/Nm3 (kcaljNm3) W m3/s, m3/h
légcsere-tényezo hidraulikai sugár munka Nusselt-szám jellemzo hotartalom méret, csohossz hoáram Prandtl-szám száraz relatív gázsuruség fordulatszám homérséklet abszolút homérséklet méret kiömlési tényezo vízhozam Wobbe-szám nyomásviszony bovített Wobbe-szám tömeg terhelési egység tömegáram relatív Reynolds-szám molekulasúly érdesség nyomás sebesség univerzális térfogatviszony tömegarány gázállandó gázállandó túlnyomás, depresszió, nyomáskülönbség hoáram, energiaáram sebesség, égési sebesség ember kémiai oxigénfogyasztása aoxigénigény tökéletes égés minimális oxigénszükséglete térfogatáram móltérfogat térfogat fajtérfogat tökéletes égés minimális levegoszükséglete abszolút nedvesség lakósegyenérték egyenlotlenségi tényezo huzatszükséglet gáztechnikai fizikai normáltérfogat normáltérfogat gyújtási fajsúly hoátadási ellenállási-tényezo koncentráció tényezo
XXIX
xxx
A LEGGYAKRABBAN
" 'YJ
A.
}"
W/mK (kcal/mhDC)
A.
p,
N s/m2 (kps/m2)
r,
m2/s
(!,
kg/m3
~)
T,
s, d
cp,
%
úl,
mis
HASZNÁLT
JELOLÉSEK
dinamikai viszkozitás fajhoviszony, mólviszony csosúrlódási tényezo hovezetési tényezo légellátási tényezo dinamikai viszkozitás kinematikai viszkozitás suruség lefolyási tényezo ido relatív nedvesség ülepedési sebesség
A leggyakrabban használt index ek
a
eredo motor manometrikus mechanikai eloremeno csökkeno csatorna atmoszferikus meleg mennyezet adszorpciós jég ablak goz hocserélo gáz kazán érdes csapadék gerincvezeték eleje, hatásos határ közeg kezdeti kritikus gravitációs kondenzálódó hutési érezheto egyenértéku mellék megengedett gazdag ideális gyulladás leválasztott fal borda elozetes ember egyenáramú mértékadó általános belso berendezés keresztára frakció m ú kilépo, felületi felso elméleti hasznos hidrosztatikai külso indikált fekete test ellenáramú centrifugál Carnot is forró víz barometrikus adiabatikus évi hálózati forrási félterhelés kerületi hidraulikai diffúzió használati futés dinamikus keveredési, kevert méretezési, méro közeg átlagos környezet befelé, befúvási, ajtó elágazó víz munkapont közepes keringtetett napl levego relatív égéstermék hideg gyuru abszorpciós huto látszólagos füstgáz épület bekapcsolás folyamatos helyiség átengedési biztonsági fiziológiai leszálló hipotetikus égési, égheto folyadék felszálló kifelé, kifúvási,
geod geodétikus ge ga ind kimeno id ki ker kaz key ke kköz gforr Jmé m hu huk ho hv me mo ér er M eloz mér gy évi hi hhely ha há gyu kö kr hip meg kül ép fi hang mel hangnyomás fr harm harmatpont ft fv fut közh leghidegebb középhomérséklet ffg foly lev le
I
konv levr
konvekciós
ze és ág
sZig uZ üi üsz vf vol normál nedves visszatéro száraz utóhutés rés w vvon robbanási üj univerzális tszabvona limisszió tá zsalu vg zárt tér statikus összes természetes szellozés tü transz szélsebesség víz, üzemszünet por reflexiós sugárzási szigetelési szakaszos szelep szegény szellozo nyomó üzemi radiátor szÍvónedvesség stech radiális redukált alaki zárási önfelszÍvó szivattyú st tüzeloberendezés túlhevítés súrlódási súr szállított padló támadott rejtett té technikai HASZNÁLT viI INDEXEK telítési zt zá zs tr telA LEGGYAKRABBAN üzemido védett túl vÍzfelület volumetrikus te XXXIInapsugár tsz szabályozott optimális tengely tangenciális tartály szükséges névleges tégla telj üresjárat naplég elpárologtató párolgás tágulási tényleges teljes tég világítás szeg sz SZIV távozóvízgoz üvég
j
Hotechnika, futés, hoelIátás Szerkesztette:
Dr. Fekete Iván
. ,
1. Hotechnika Sunro: DR. FEKETE
IVÁN
Lektor: Homonnay Györgyné dr.
1.1. Hovezetés Az a test, amelynek valamennyi pontjában a homérséklet azonos és egyenlo a környezo közeg homérsékletével, a hoegyensúly állapotában van. A homérsékletmezo a testbe:Q térben és idoben állandó. Ez az elméleti állapot a valóságban nem létezik, a testek homérséklete bizonyos térbeli eloszlást mutat. A homérséklet-különbség következtében a testben hovándorlás megy végbe, a magasabb homérsékletu pontokból az alacsonyabb homérsékletu pontok felé. Ha a testben a hovándorlás idoben változó homérsékletmezoesetén megy végbe, nem állandósult, instacionárius homérsékletmezorol, ill. instacionárius hoáramlás jelenségérol beszélünk. A test a folyamat során tehát melegszik vagy lehul, ezzel hotartalma változik. (Az instacionárius folyamat kezdeti vagy rendezetlen állapotból rendezett állapotba megy áto A rendezetlen állapot az az idoszak, ami alatt a lehulés vagy felmelegedés az egész testre kiterjed. A homérséklet-változás sebessége a test egyes pontjaiban különbözo. A homérsékletmezo erosenfügg a kezdeti állapottól. KiegyenIítodési folyamat következtében beáll a rendezett állapot, amikor a homérséklet-változás sebessége a test valamennyi pontjában gyakorlatilag azonossá válik.) A homérsékletmezo idobeli változásának két alapveto jellege lehetséges: a) a folyamatot a kiegyenlítodés tendenciája jellemzi, a homérsékletmezoidoben állandóvá válik; b) a folyamat periodikus,a homérsékletmezo idoben periodikusan változik.Az a) esetben nem állandósult, instacionárius jelenségrol,ab) esetben kvázistacionárius folyamatróIbeszélünk. Az instacionárius és kvázistacionárius hovándorlás folyamata a testek lehuléséveI, ill. felmelegedéséveI,hotartalom-változásával kapcsolatos. Állandósult hovándorlás folyamán a testek homérséklet mezoje idoben állandó, hotartalmuk változatlan. A hovándorlás összetett folyamatának három részjelenségét, a hovezetést, hosugárzást és konvekcióshoátadást ~ következo fejezetek tartalmaz-
,
3·
zák. A test és környezete közötti hovándorlás folyamán az egyes részjelenségek szoros kapcsolatban állnak egymással.
1.1.1. A hovezetés iilstacionárius esetei Ez a fejezet a hovezetés instacionárius jelenségének néhány különleges esetét tartalmazza szilárd testek esetében. (A kvázistacionárius folyamat egyes eseteit az 5. fejezet tárgyalja.) Itt kizárólag azokat az eseteket ismertetjük, amelyek a következokkel jellemezhetok: - a jelenség hoforrásmentes ; - a jelenség kezdetén a test és környezete a hoegyensúly állapotában van (a test valamennyi pontjának homérséklete azonos és egyenlo a környezo közeg homérsékletéveI, kezdeti feltétel) ; - a jelenség kezdetén a test egész határoló felületének, ill. környezo közegének homérséklete ugrásszeruen megváltozik, és a jelenség folyamán a továbbiakban állandó marad (határfeltétel) ; az ugrásszeru homérséklet-emelkedés a test felmelegedéséveI, a homérséklet-csökkenés annak lehuléséveljár; - a hovezetés jelensége egydimenziós, a szilárd test alakja egyszeru geometriai forma; - a test anyagjellemzoi állandó értékek; - a hocsere a környezo közeg és a test között állandó hoátadási tényezo mellett megy végbe; - a vizsgálat tárgya az instacionárius jelenség rendezett állapota. A hovándorlás jelenségének idobeli változásával kapcsolatban három kérdés merül fel: a) homérsékletmezo idobeli változása; b) hoáram idóoeli változása; c) a test hotartalmának (a környezettel kicserélt homennyiségnek) idobeli változása. Ezek számítása a következok szerint lehetséges.
4
HOTECHNIKA
A homérsékletmezo idéSbeli változását héSforrásmentes szilárd testekben Fourier szerint leíró differenciálegyenlet sík fal esetében: a-,; at _-a
henger esetében :
+!r .arat)
t= fen, -,;).
(1-2)
.'
Ezen függvény hely szerinti derivált ja (:~) és a Fourier-törvény [1. az (1-4) összefüggést] alapján a hoáram meghatározható a test egyes pont jaiban, az ido függvényében:
gömb esetében:
O=f(n, -,;). (1-3)
a-,; ar2 +~. r ar at =a (a2t at) ' ahol t homérséklet;
-,;ido;
a=~
ce
a test homérsék-
let-vezetési tényezoje; A. a test hovezetési tényezoje; c a test fajhoje; e a test surusége; x, y, z, r helykoordináták. A differenciálegyenlet analitikai megoldása (a homérséklet mint a hely és az ido függvénye) néhány egyszeru alakú testre, különbözo peremfeltételek és a bevezetoben felsorolt egyéb feltételek mellett az 1.1.1.1. és 1.1.1.2. pontban található. A homérséklet idobeli változásának jellegét a test egyes pontjaiban meIegedés esetén az 1-1. a) ábra szemlélteti. A homérsékletek aszimptotikusan közelednek a tk közeghomérséklethez. A böáram héSforrásmentes szilárd testekben a Fourier-törvény szerint számítható:
0= -A. an at A,
(1-4)
ahol O hoáram ; A. a test hovezetési tényezoje; mérséklet-gradiens a hoterjedés irányában; let a hoterjedésre meroleges irányban.
(1-5)
(1-1)
ax2+ a2t ay2+ a2t). az2 ' (a2t
a-,; ar2 at =a (a2t
A homérsékletmezo (1-1), (1-2), (1-3) differenciálegyenletének megoldása a homérsékletet mint a hely és ido függvényét adja meg:
:~ hoA felü-
(1-6)
A hoáram idobeli változásának .iellegét a test felületén az 1-1. b) ábra szemlélteti. Hotartalom-változás. A test -r: idéS alatti hotartalom-változása (a környezettel kicserélt ho mennyisége) a test felületén számított hoáram ido szerinti integrálja:
=J L1Q(-r:)
Ofel d-,;.
(1-7)
O
[A felületi hoáramot az (1-4) összefüggés adja a felületi helykoordináták helyettesítéséveI.] Végtelen ido alatt a test hotartalom-változása a tk közeghotartozó mérséklethez és te kezdeti homérséklethez hotartalmak különbsége:
~ L1Q~= f
o
Ofel
d-,;=VeC(tk-te),
(1-8)
ahol Va test térfogata. A hotartalom-változást az 1-1. b) ábra görbéje alatti terület jellemzi. Idobeli változását az 1-1. c) ábra tünteti fel. A görbe aszimptotikusan közeledik a L1Q~ értékhez. A gyakorlati számításokat a t homérséklet hetk közeghomérséklethez viszonyított lyett a {)= t- tk túlhomérséklettel célszeru végezni.
1.1.1.1. Elhanyagolható belso hoellenállású testek aj
hj
ej
1-1. ábra. a) A homérséklet idobeli változása a test felmelegedéseesetén te a test kezdeti homérséklete; tk az ugrásszeruen mellváltozott közeg homérséklet
b) A hoáram idobeli változása a test felületén Qfel felületi hoáram
c) A test hotartalmának
idobeli változása
Az ebben a pontban szereplo eseteket az 1.1. pontban felsorolt feltételeken túl a következok jellemzik: - a test kezdeti homérséklete és a környezo közeg homérséklete -r:=0 pillanatban azonos (kezdeti feltétel) : (1-9)
5
HOVEZETÉS
- a környezo közeg homérséklete l'= O pillanatban ugrásszeruen tk értékre változik és idoben állandó marad (harmadfajú peremfeltétel) : tk=állandó oC; (1-10) - a test hovezetési tényezoje igen nagy (hoellenállása elhanyagolhatóan kicsi): A_oo;
(1-11)
ahol G=:; a test hocserében részt vevo A felületébol, I jellemzo méretébol és V térfogatából képzett tényezo; Bi és Fo értelmezése az (1-12), ill. (1-13) szerint. Különbözo egyszeru testek hocserére jellemzo méreteit, a Biot- és Fourier-kritériumok értelmezését az 1-1. táblázat tartalmazza. Hoáram a test felületén:
- a test és környezete közötti hoátadási tényezovéges értéku. A jelenséget a Biot-kritérium kis értéke jellemzi:
Bi= ~ 1-0,
(1-16)
Hotartalom-változás a testben l' idotartam alatt:
(1-12)
ahol a felület és a környezet közötti hoátadási tényezo; A a test hovezetési tényezoje; I a test jellemzohosszmérete. A gyakorlatban a Bi«O,l esetek tartoznak ide (pl. a hoterjedés irányában kis méretu fémtestek, valamint kevert folyadékot tartalmazó tartályok). A jelenség idobeli lefolyását a Fourier-kritérium (1.a 2.8. pontot) jellemzi: a
LlQ(l') LlQ~
Fo=pl', ahol a= ~
ce
m2/s
ahol
= 1-
e-G· Bt· Fo
ilQ~=Vec1)e
J(kcal)
LlQ(l') ti" k' h 'd" I LlQ~ azt eJezl 1, ogy l' 1 o a att a test
(1-13)
LlQ(l') = LlQ=(l_e-G·Bi-FO)
(m2/h).
e
Vec
(1-14)
,
3 =e-G.Bt.Fo, 7 qal 1)(l') 1)e
OPOfO
a)
1-2. ábra. Túlhomérséklet
b) értelmezése
aj lehlilés; bJ felmelegedés ot
(1-19)
AQ = az (1-18) összefüggésseI adott.
Néhány egyszeru test
véges érték; Ei-O (Bi«O,1)
(1-15)
()o~l') e
homérséklet-változá-
sát, Q(l') hoáramát és ~~~) hotartalom-változását kifejezo összefüggést az 1-1. táblázat, a homérséklet-változás és hotartalom-változás számítóábráját az 1-3. ábra tartalmazza. Folyadékkal töltött tartály felmelegedését vagy lehulését az elozo összefüggésekkel lehet számítani,
-;
J(kcal)
-~T
aholl)(l') a test túlhomérséklete a környezo közeg homérsékletéhez viszonyítva l' idoben, oC; 1)e a test túlhomérséklete a környezo közeg homérsékletéhez viszonyítva a folyamat elején, oC (1-2. ábra); A a test hocserében részt vevo felülete, m2; Va test térfogata, m3; hoátadási tényezo a test felületén, W/m2K (kcal/m2h°C); e a test surusége, kg/m3; c a test fajhoje, J/kgK (kcal/ki.°C); l' ido, s (h). Kritériumos formában:
).-
h"
otartalom-változása hányad részét teszi ki a l'= 00 ido alatti hotartalom-változásnak [1. az 1-1. c) ábra jobb oldali ordinátáját]. A test l' ido alatti hotartalom-változása (1-17) alapján:
Homérsékletmezo (testhomérséklet) :
y=e
(1-18)
[1.az (1-8) összefüggést és az 1-2. ábrát].
a test homérséklet-vezetési tényezoje,
I)(l')
(1-17)
'
l'
--
I
I '0.999 ,~ " ...••. 2I5 /' 997 o 68' f2 7 0.5 ,1{) (r) 0,99 0,8 d7 Afl_
0.998
0,98 (]
- ~99S ag7
~$5
1-3. ábra. Elhanyagolható belso hoellenállású testek homérséklet-változása (baloldali ordináta) és hotartalom-változása Uobb oldali ordináta)
Oe
6
HOTECHNIKA
1-1. táblázat. Egyszeru alakú, elhanyagolható belso hoellenállású testek homérséklet-változása, felületi hoárama és hotartalom-változása, a környezo közeg ugrásszeru homérsékletváltozása következtében 1 :--r -R 4a-R Test ao2L , ro2 --r a3aAR oO •....•. e·-2BI.Fo T 4R2n 2aoA. Rúd3I II 2A. 4oL Kocka A 2o/2 -2RnL R3n l_e-3Bi.Fo e-3Bi.Fo Gömb Henger R2nL iR2 l_e-2BI.Fo 6o2 O o/2 I I L2 4R2nat}ee-3BI.Fo LlQ= ... o3 l_e-Bi.Fo e-Bi.Fo 2A.aOee-Bi.Fo 3T I 2RnLaOee-2Bi.Fo 4oLaf).ee-2BI.Fo I 6o2aOee-3Bi.Fo lJ' I ~~ ~
-r
- -
/
i) c)
-J4.-!~ (~rT GrT
Q(r), ~cal/h)
/T
mindössze az (x hoátadási tényezo helyett a tartály k hoátbocsátási tényezojével k~ll számolni. A már felsorolt feltételezéseken kívül ez a számítás figyelmen kívül hagyja a tartály tömegét.
/
- a test kezdeti homérséklete és a környezo közeg homérséklete -r=0 pillanatban azonos (kezdeti feltétel) :
1.1.1.2. Véges belso hoellenállású és felületi hoátadási ellenállású testek
te=tkIT=o oC; (1-20) - a környezo közeg homérséklete -r=0 pillanatban ugrásszeruen tk értékre változik és idoben állandó marad (harmadfajú peremfeltétel) :
Az ebben a pontban szereplo eseteket az 1.1. pontban felsorolt feltételeken túl a következok jellemzik:
tk=állandó oC; (1-21) - a test A hovezetési tényezoje, valamint a test és környezete közötti (x hoátadási tényezo véges értéku.
7
HOVEZETÉS 1-2. táblázat. Mn=f (Bi) értékei a végtelen kiterjedésli sík fal homérsékletmezojének számltásához Bi
o
M,
M,
M,
M.
M.
14,1372 0,8603 1,5708 6,2927 6,2991 6,3148 6,3923 6,3770 6,4224 6,2959 15,7460 12,6218 12,8678 12,6139 0,0000 6,1864 6,2845 6,2895 15,7105 12,5696 12,5665 0,4328 0,5218 0,5932 0,7506 0,7910 0,8274 0,2425 0,2791 0,3111 0,6533 0,7051 1,0769 1,3978 1,3766 1,3496 1,4149 .10,9956 10,8172 10,0949 10,2003 10,7832 15,7118 9,4333 6,5097 9,4311 9,4354 9,4459 15,7207 6,3305 15,7270 6,3461 6,3616 6,4074 9,4879 9,9667 6,5783 7,6647 15,7131 9,4565 15,7334 9,4983 15,7524 9,5087 9,5190 9,5293 9,8119 7,1263 7,4954 15,7397 15,7650 15,8336 15,9536 9,5801 15,8026 15,8945 12,5711 12,5727 3,1731 12,5743 12,5902 12,5981 12,6375 12,6453 12,7223 12,9352 12,6841 12,5823 12,6296 12,9988 13,8666 13,8048 13,2142 13,9094 7,8540 0,0447 0,0316 0,0998 0,0774 0,0893 0,0632 0,1987 0,1410 9,4256 6,2841 6,2835 6,2833 9,4258 6,2848 6,2838 9,4254 9,4248 6,2832 9,4249 15,7082 15,7085 15,7083 15,7086 15,7092 15,7081 15,7080 12,5672 12,5680 3,1416 12,5670 12,5667 12,5668 12,5664 1,3138 1,1925 1,2646 1,4289 1,4729 1,5400 1,4961 1,5451 1,5325 10,3898 10,5117 10,6543 10,0339 10,1502 10,7334 4,6353 4,5979 4,1746 4,1116 4,0336 4,2264 4,2694 4,3058 9,4775 6,4373 9,8928 6,8140 3,9352 3,8088 9,7240 15,7143 9,4670 15,7587 15,7713 6,9924 9,6296 6,7040 7,1806 7,2281 7,3959 7,6057 7,7259 16,7691 7,7012 17,0026 7,0640 16,0654 16,1177 6,9096 16,0107 16,1675 16,2147 16,4474 3,1606 3,1668 3,2341 12,6060 3,3204 12,7966 13,0584 13,1660 13,4078 13,1141 13,5420 13,7085 9,4252 9,4250 9,4290 3,1441 3,1429 3,1448 3,1435 3,1419 3,1543 1,5552 10,8871 10,8606 4,6543 7,7764 7,7573 13,9981 1,5202 4,6202 4,4255 4,4915 16,2594 16,5864 16,8794. 16,9519 3,2039 3,2636 3,3477 3,2923 3,3744 3,5422 4,7124 17,2788 3,1422 1,5514 4,6658 17,1093 13,9644 4,5615 3,6436 3,4003 3,4256 9,4269 3.1479 17,0686 I 0,9882
A jelenséget a Biot-kritérium [1. az (1-12) össze-
függést]közepes értékei jellemzik. A gyakorlatban aBi számértékének O.l«Bi«l00 intervalluma tartozikide. Az idóoeli lefolyásra a Fo= ~ l' kritérium (1.2.8. pontot) jellemzo.
l__
1.1.1.2.1. Végtelen kiterjedésli sík fal
Homérsékletmezo. A fal tetszoleges x helyzetu síkjában (1.az 1-4. ábrát):
8
HOTECHNIKA
t ahol Mn=f(Bi)=f(i zat tartalmazza; A
lJ, számértékeit az 1-2. táblá-
=. 2 sin Mti - f(Bi) n sm Mn eos Mn+Mn
(1-23)
számértékeit a Biot-kritérium függvényében táblázat tartalmazza. A fal felületén (x= ± 1) :
1-3. x
1-4. ábra. Homérsékletmezo végtelen kiterjedésÜ sík fal lehulése esetén
A felületi homérsékletek gyakorl.ati meghatározására alkalmas az 1-5., 1-6., 1-7. és 1-8. ábra .
.:lés ~ véges érték (O,I
i
.( . TJ~O 'V(!f,
--,y;- o, 1
+x
0,2
0;3 0;4
-
0;5 0,6
0;7
aB ag
1-5. ábra. Homérséklet x/l=l;
5
0,5
0,05 141
7,04001
10
SO
100 Fo
végtelen kiterjedésu sík fal felületén
0.001
-
.
-
~5
1
5
~
10
50
700
SOO 1000 fO
1-6. ábra. Homérséklet végtelen kiterjedésu sik fal felületén x/l=l;
O.l
9
HOVEZETÉS
táblázat. A,,=C (Bi) értékei a végtelen kiterjedésu sík Cai hömérsékletmezöjének számításához
1-3. Bi
A,
-0,0000 -u,0003 1,0000 1,2732 0,0075 -0,0001 0,0001 -0,1069 -0,1115 0,2546 0,1340 -0,0901 -0,1015 0,1291 0,0000 -0,0016 -0,0535 -0,0032 0,0013 0,1959 0,0007 0,0050 -0,0040 -0,0048 0,1588 0,0063 0,0289 -0,0064 -0,0056 -0,0072 0,0626 0,1740 -0,0080 -0,0119 0,0241 0,0184 0,0124 0,0003 1,0004 1,0008 1,0015 1,0020 0,0005 -u,0000 1,0002 -0,0002 -0,0000 -0,4244 -0,1819 -0,1759 -0,1779 -0,1621 -0,1718 -0,1803 -0,1141 -0,1132 -0,1791 0,1379 0,1405 0,2502 0,1365 0,1182 0,2472 0,2535 0,1394 0,1415 0,2394 1,0581 -0,3880 -0,0197 -0,3812 -0,0004 -0,1246 -0,0045 -0,0795 -0,1309 -0,0013 -0,0024 -0,0022 -0,1174 -u,1514 -0,0676 -0,0067 -0,0089 -0,0583 0,0025 0,0768 0,1072 0,0881 0,0038 0,2320 0,2039 0,0828 0,0148 1,0813 1,0701 -0,0873 -0,3722 -0,3442 -0,1089 -0,0006 -0,0366 -0,0483 -u,0876 -0,0018 -0,0132 -0,01 0,0010 0,0543 0,ü701 0,0040 0,0243 tO 1,0918 -0,1403 -0,3604 -0,1282 -0,3215 -0,0991 -0,0196 -0,0589 -0,0231 -0,0427 -0,0153 -0,0750 -0,0300 -0,0175 0,0087 0,1396 0,0451 0,0335 0,0112 0,0379 0,0100 0,0351 0,0423 1,1192 -0,1517 -0,0414 -0,0217 -0,0157 -0,0318 0,0667 0,0466 1,0030 1,0065 -0,0009 --0,0004 1,0012 -0,0008 -0,0012 -0,0020 0,0004 1,2727 1,2723 1,2728 1,2730 1,2731 -0,4232 -0,4217 -0,4227 -0,4239 -0,4198 -0,4237 -0,1157 -0,1808 -0,1098 0,2517 0,2526 1,0312 1,0450 1,0159 -0,0381 -0,4084 -0,0555 -0,0719 -0,3934 -0,119 0,0196 0,2104 1,2403 1,0130 -0,1025 -0,0158 0,1861 1,2287 1,1016 1,1107 1,2478 -0,1154 0,1154 1,1784 -0,2013 0,0848 0,00tO 0,0002 0,0020 1,2717 1,2699 -0,4147 0,2539 1,2569 1,2598 1,2677 1,0099 0,0030 1,2532 1,2102 -0,2881 -0,2367 1,2612 -0,0002 -u,0008,I 1,1537 -0,0000 I
A.
A,
I
A,
A.
I
I
\\
A fal szimmetriasíkjában (x=O):
mZ falfelület esetén a következo értékek A-szorosát kell venni!) A fal tetszoleges x helyzetu síkjában (1. az 1-4. ábrát) :
(A
(1-25)
A szimmetriasík homérsékleteinek gyakorlati számítására használható az 1-9. és 1-10. ábra. Hoáramsííruség (hoáram egységnyi falfelületen).
i
q(x, -r)=1}e ~ ,,=1
A"M" sin (M~~. ) e-M' (kcalíh
Fo
m2).
W/m2 (1-26)
10
.0,00050,001 0,005
HOTECHNIKA
o,Ot
0,0001
tt!'(il,7:)~
0,6
1,0 0,7 AS 0,9
8i 1,0
1 0."
I~ , 1••
'0.3
~ 0,1,
1-7. ábra. Homérséklet
-
0,5 1
0,05 0,1
Fo
végtelen kiterjedésu sík fal felületén
xll= 1; 0,0001
r
0;0
v'(tl,T) O)
-~
,
~"
Bm
,-,-
e
0,2 "
43 ~4 0,5
~6 0,7
0,8
49 ~OM001
0;0005 14001
0,5
0,005 0,01
1 Fo
1-8, ábra, Homérséklet
végtelen kiterjedésu sík fal felületén
xl/=I; 0,0001
(A jelölések értelmezését 1. az elozo, Homérsékletmezo c, bekezdésben,) A fal egyik felü/etén (x= -/ vagy x= ~ ""'" ~ AM' q'( + 1, T )_-'1 - 'U e / n~1 "
n SIO
+/):
M ne_M2,n
(kcal/h q( -/
,
T)=
iAM e / n=l
--& ~
II
'n
sin
Fo m2),
Mne-M~'
Fo
(kcal/hm2).
W/ m 2 (1-27) W/m2 (1-28)
2
(A mínusz elojel azt fejezi ki, hogy a hoáram ezen a felületen - x irányú!) Hotartalom-változás az egységnyi felületu falban, T idotartam alatt (a két határoló felületen -r: idotartam alatt két irányban összesen átvándorolt homennyiség) : LJq(-/,+/,-r:) LJq=
ahol
i
n-I
LJq==2/ec-&e
An sin Mn(l_e-M; Mn
J/m2
(kcal/m2)
'Fo),
(1-29) (1-30)
az egységnyi felületu fal hotartalom-változása végtelen ido alatt (azaz az egységnyi felületu fal kezdeti
11
HOVEZETÉS
1r
ahol erf a Gauss-féle hibaintegrál [erf(x) értékeit 1. az irodalomban szereplo Pattantyús: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve 1. kötetében]. A Fourier-szám értelmezése végtelen félteret kitölto testre:
0,0
V(O,r) 0,1 0,2
0,3 0,4
0,5
(1-32)
0,6
0,7
Ah"a test a=ce
0,8 0,9
Ml
7,0 0,050,f
S
10
IIJffKJ
Fo
(m2Jh). A Biot-szám értelmezése végtelen félteret kitölto testre:
1·9. ábra. Homérséklet végtelen kiterjedésu sík fal szimmetriasíkjában
oc
(1-33)
Bi=J. x.
xl/=O; O,05
hotartalma a tk homérséklethez viszonyítva). (A jelöIésekmagyarázatát 1. az elozo, Homérsékletmezo c.bekezdésben.) A hotartalom-változás gyakorlati számítására alkalmasaz 1-11. ábra.
'" tenyezoJe, ". m2/ s om érse'klet-vezetesl
Szokásos másik formula :
{}(x, _x_) {je 'l') =erf( Y 4a'l'
+
1.1.1.2.2. Végtelen félteret kitölto test
Homérsékletmezo. A test felületével párhuzamos, attóltetszoleges x távolságú síkjában:
{}(x, {} -er e 'l') _ +[l-erf(
1
2Y Fo
+BiYFo)]e(Bi+Bi2.FO),
101
v (O,TJo.l ve
rUi 5 500
tó.
A testfelületén (x=O):
f(_l 2r./_ Fo ) +
0,0
~-
A gyakorlati számításhoz az 1-12. ábra alkalmazha-
700
(1-31)
--
7
0,2
tp D,~ 0,5
,
f---
0,6 0,7
rooo Fo
1-10. ábra. Homérséklet végtelen kiterjedésu sík fal szimmetriasíkjában xl/=O; 0,1
12
HOTECHNIKA
Hotartalom-változás. A test hotartalom-változása 1: idotartam alatt planimetrálással egyszeruen meghatározható, ha a 4(0, 1:) hoáramsuruség görbéjét néhány 1: értékre kiszámítva megrajzoljuk. A görbe alatti terület szolgáltatja a test egységnyi felületu hotartalom-változását 1: ido alatt:
~(-I,tl,T)
"q~- ~-1,0
0,9 0,8
0,7 .~ 0,6
0,5
Llq(O, 1:)= AT
0,4
J/m2 (kcalfm2)
(1-38)
OJ3
(1-13. ábra).
0,2 (1,1
aD 70-5
1.1.1.2.3. HomérsékJetmezo meghatározása véges különbségek módszerével (Schmidt-módszer) végtelen kiterjedésUDek tekintheto sík fal esetében
1-11. ábra. Hotartalom-változás végtelen kiterjedésu sík falban
Amennyiben az erf(x) értékei táblázatban nem találhatók meg, a felületi homérséklet közelíto számítása: 1 (1-36)
Hoáramsuruség (hoáram egységnyi felületen) a test határoló felületén (x=O). (A m2 felület esetén a következo érték A-szorosát kell venni!)
q(O,
1:)= -
oc
Oe
[1- erf( y a1: (~
r) ]
e/lT(-iY
W/m2 (kcalfhm2),
(1-37)
ahol hoátadási tényezo a test és környezete között, W/m2K (kcalfm2h oc); A a test hovezetési tényezoje, W/mK (kcalfmh°C); a többi jelölés magyarázatát 1. az (1-31) és (1-32) összefüggés után. oc
A módszer a folytonos jelenséget térben és idoben ugrásszeru folyamatok sorozatával közelíti meg. Az alkalmazás feltételei megegyeznek az 1.1.1.2. pontban felsoroltakkal, azzal a különbséggel, hogya test kezdeti homérséklet-eloszlása tetszoleges, és a jelenség a fal szimmetriasíkjára nem szükségképpen szimmetrikus. A módszer feltételezi, hogyahomérsékletmezo bizonyos Lh idotartamokon belül állandó, és azok eltelte után ugrásszeruen változik az egész testben. A térbeli eloszlást illetoen a módszer feltételezi, hogya homérséklet a fal Llx vastagságú rétegeiben lineárisan, a réteghatárokon ugrásszeruen változik. Az ido- és térbeli ugrásszakaszok között fennálló összefüggés:
(~;2
s (h), (1-39) s (h); Llx a fal rétegvastagsága, m; a fal homérséklet-vezetési tényezoje, m2/s Ll1:=
ahol
Ll1: idoköz,
a= ~
ce
(m2/h).
0,0
-I(x,T) ~0,1 0,2
0,3 0,4 0,5
a6 0,7
S
70 BlflO
1-12. ábra. Végtelen félteret kitölto test homérséklete
50
13
HOVEZETÉS
A feladathoz illeszkedo tetszoleges L1-r idoköz felvétele meghatározza L1x értékét, ill. tetszoleges L1x felvétele meghatározza L1-r értékét, 1. az (1-39) össl.efüggést. Minél kisebb rétegvastagságot választunk, annál jobban közelíti a homérsékletmezo ugrásszeru változása a tényleges, folyamatos változást. A muveletek elvégzése természetesen annál nehézkesebbé válik. A módszer alkalmazását szerkesztési eljárással az 1-14. ábra szemlélteti. A falat L1x vastagságú rétegekre osztjuk, az elso és utolsó réteget· L1x/2 vastagságúra választ juk. A határoló felületek elott, tolük L1x/2 távolságra segédsíkot veszünk fel (szaggatott vonal). A környezo közeg homérsékletvonalán (tk), a falfelülettol A/oc távolságra felvesszük az A és B pontot (a A/a. vastagságú falréteg a felületi hoátadási ellenállást reprezentálja; A a fal hovezetési tényezoje, oc a hoátadási tényezo a fal és a környezet között). Megrajzoljuk a fal te kezdeti homérséklet-eloszlását (O, 1, 2, 3, 4, 5 vonal). A O pontot A-val, az 5 pontot B-vel kötjük össze. A szaggatott segédvonalakon az a és b segédpontokat kapjuk. A L1-r idoköz eltelte után ugrásszeruen beálló új homérsékletvonal szerkesztése: a és 2 ösz-
q(o,r)
4q(o,r)-Ar
r 1-13. ábra. Végtelen félteret kitölto test hotartalom-változása
l'
szekötése az pontot, 1 és 3 összekötése a 2' pontot, 2 és 4 összekötése a 3' pontot, 3 és b összekötése a 4' pontot, A és összekötése a O' és a' pontot, B és 4' összekötése az 5' és b' pontot eredményezi. A O', 1',2',3',4' és 5' pont összekötése egyenesekkel, adja a homérséklet-eloszlás új vonalát, L1-r idoköz eltelte után. A szerkesztést hasonlóan végezzük a következo L1-r idoközre, de most a 0'-5' homérsékletvonalat tekintjük adottnak. Így nyerjük az O", 1", 2", 3", 4" és 5" homérsékletvonalat. A szerkesztést tetszoleges számú L1-r idotartamra hasonlóan foly tat juk tovább. Különbözo anyagokból álló, több rétegu fal esetében az abszcisszatengelyen L1x helyett L1x/A értékeket kell feltüntetni.
l'
1.1.2. A hovezetés stacionárius esetei Ez a fejezet a hovezetés stacionárius jelenségének néhány esetét tartalmazza, szilárd testek esetében, a következo feltételek mellett: - a jelenség hoforrásmentes ; - a hovezetés jelensége egydimenziós, a szilárd test alakja egyszeru geometriai forma; - a test anyagjellemzoi állandó értékek; - a környezo közeg és a test közötti hoátadást nem vizsgáljuk; - a szilárd test hoáram irányában vett két különbözo felületén adott a homérséklet, amely idoben állandó. A hovezetés jelenségével kapcsolatban az elobbi feltételek esetén a következo problémák merülnek fel:
aj homérséklet-eloszlás a testben (homérsékletmezo); b J hoáram nagysága. Ezek a következok szerint számíthatók. Homérsékletmezot hoforrásmentes szilárd testben Fourier szerint leíró differenciálegyenlet sík fal esetében: 82t 82t 82t 8x2+ 8y2+ 8x2=0;
(1-40)
henger esetében: 82t
Sr2
+~. 8t -O' r 8r - ,
(1-41)
gömb esetében: (1-42) 1·14.ábra. Homérsékletmezo szerkesztése Schmidt-módszerrel, végtelen kiterjedésu sík falban
ahol t homérséklet;
x, y, z, r helykoordináták.
14
HOTECHNIKA
Hoáram hoforrásmentes rier-törvény szerint:
szilárd testben a Fou-
t ti t3
Q=-A on ot A, ahol Q hoáram;
A
(1-43)
t-IW't,'2
a test hovezetési tényezoje;
:~ homérséklet-gradiens
a hoterjedés irányában;
A felület a hoterjedésre meroleges irányban.
A homérsékletmezo (1-40), (1-41), (1-42) differenciálegyenletének megoldása a homérsékletet a hely függvénye ként állítja elo:
t=f(n). A homérsékletfüggvény
1-15. ábra. Homérsékletmezo több rétegu sík falban
(1-44)
hely szerinti deriváltja,
(:~1 a Fourier-törvény [(1-4), ill. (1-43)] alapján meghatározza az idoben és hely szerint állandó hoáramot. 1.1.2.1. Több rétegu sík fal Homérsékletmezo. Az í-edik réteg homérséklete az i- 1-edik réteggel érintkezo felületen:
(1-45)
vetítjük a 1éptékhelyes falszerkezet réteghatáraira (C és D pont). Az így kapott pontok egyenesekkel való összekötése adja a tényleges homérsékletvonalat (A-C-D-B vonal). A (j/A rétegvastagságok meghatározásához az 1-16. és 1-17. ábra használható. Hoáram: 1 Q=~(tI-t"+I)A W (kcal/h), (1-47) 2-;--.!. 1=1 Al
ahol {Ji a réteg vastagsága, m; Ai a réteg hovezetési tényezoje, W/mK (kcal/mh°C); A a fal hoáram irányára meroleges felülete, m2• A többi jelölést l. az 1-15. ábrán. 1.1.2.2. Több rétegu hengeres fal
vagy
_
tl-t"tl+~
i
I
Homérsékletmezo. Az i-edik réteg homérséklete réteggel érintkezo felületen:
az í-1·edik
{JI Al
2-;~
(
tl-/,,+I
)
oC
,
6 (1-4 )
1~1 Al
ahol i a rétegek sorszáma; n a rétegek száma; {Ji rétegvastagság, m; Ai a réteg hovezetési tényezoje, W/m K (kcal/m h oc). A többi jelölést 1.az 1-15. ábrán. A (j/A érték gyors meghatározását segíti elo az 1-16. és 1-17. ábra. A homérséklet-eloszlás az egyes rétegeken belül lineáris. A homérséklet-eloszlás grafikus meghatározása. A léptékhelyesen megrajzolt több rétegu fal mellett tetszoleges léptékben, de azonos rétegsorrendben felrajzoljuk a falat (j/A rétegvastagságokkal (1-18. ábra). Az így kapott fal két határsíkján bejelöljük a homérsékleteket, és megrajzoljuk a lineáris eloszlás vona lát (A'-B' egyenes). Az egyes réteghatárokon kapott homérsékleteket (C' és D' pont) át-
(1-48) vagy
ahol í a rétegek sorszáma; n a rétegek száma; Aj a rétegek hovezetési tényezoje, W/mK (kcal/mh oC); {Jegy, a rétegek egyenértéku falvastagsága :
1 . {Jegy
dH1
,= 2n In --cr; , m.
(1-50)
15
HOVEZETÉS
•
m~.
...•••Sca-' V 31ll 3, <:J
3
' .••.••••..•• a .••••• '111
2
,,<:><<'
.
I
". •• '111 ";'.1 2 .• _ 2IlO \'J~ ~,v 20 .0708p'100 41! SO 114JI! af 4f4,7 ~Q.gr '
a3 • ~ 8 ~ 10
<
<:s-'"
"'
m
_ Il'\~~~ <
~
, 'ti
,
~ 0,1
~Ml ~~T
"'"
0,118 1J,fJ5
0,0. qOJ
0,02
0/1
ójí.,/n'xjW(m2h'·Cjkcal) 1-16. ábra. Nomogram
.
~OO
m 300
~
200
""~
sik fal AId és dIA értékének meghatározására
.
~~~i ~'>~.• ~. O' ~~
• V'"
•
1'1, .
1>"
"
1
~.
"i;",00 ~
81!
~ ~
70 80
~
{jfJ
~
40
< ~
30
~
20
•... •...•
').jJ; W, mZ K kco/lm fl ·C)
10 It- S 6 789103 I
.
I
1
'
I ,,
1
lÓ-J 98
fT
l'
3 "1""
•.
J
•
I . I 'z'"
'
, ,
II
10-,981
.
G
ó/~,mzKiW(m1h'cjKco/) 1-17. ábra. Nomogram
sík fal AId és dp. értékének meghatározására
16
HOTECHNIKA
Számértékei az 1-20. és 1-21. ábrából vehetok. A többi jelölést 1. az 1-19. ábrán. A {Jegy/Aértékek az 1-16. és 1-17. ábrából egyszeruen meghatározhatók. Az egyes rétegeken belüli homérsékletgörbék egyenlete:
t,---
ln-d t1=t,-+
(t,- t'+I) oc
ln~
(1-51)
d,
(1. az 1-19. ábra felso részét). Hoáram, 1 m hosszú falra vonatkoztatva. hosszú hengeres fal esetén az itteni hoáram resét kell venni!)
(L m L-sze-
l'll1 7. 2
1-19. ábra. Homérséklet-eloszlás több rétegu hengeres falban
1 QI=
1
n
d
~ --In--!±! ,= 1 2:rr",
(l1-t,,+I)
Wjm(kcal/hm),
d,
Q$
(1-52)
ahol i a rétegek sorszáma; n a rétegek száma; A, az egyes rétegek hovezetési tényezoje, WjmK (kcal/m h oc); a többi jelölést 1. az 1-19. ábrán; vagy
Ili-Pil~i" 1-11, Itt
OJ~ o,J2
ó'!J'I
a;
= = ó,gy-!r1n
rt
fil{/! O,I!,
0,,/2
[},/O
...
0,08
-':
0,08
~5
[},08
[},O'._, n
A
o
Wjm(kcaljhm), (1-53)
ahol {Jegy,az egyes rétegek egyenértéku falvastagsága az (1-50) összefüggés szerint. A többi jelölést 1. az (1-52) összefüggésnél. {Jey értékei az 1-20. és 1-21. ábrából, ennek alapján 1j{Jegyértékei az 1-16. és 1-17. ábrából leolvashatók.
'/II,
1
o,Ol
QI=~'=1 ~(tl-tn+l) egy i
0,/0
1 1,1 !,ll,3
.+tl--
_1-1- ,~ ,
"
3 1,.1,51,61,7
.!,l~
1,8 1,9 2 lJ 2,ll3
0,02
()
2,1,l,5.§'L o,
1-20. ábra. Hengeres fal egyenérléku falvastagsága kís dl+1ldj átméroviszony esetén Ó,gy
0,38
..L
~38 -- -
~--~" IL
~
_1 In!!iti.
~..J.....oo'"l
~~
/
~ I
42, Az 2.
~,
42~
0,0
qu
~
qM
0,18
418
•
4~
0,$
4~-aII(,})-'Q)~.ÉL
qu
JI /il
.J--jÓ~ A,
ir A;'
I
II]..,
1-18. ábra. Több rétegu sík fal homérséklet-eloszlásának szerkesztése, tetszoleges léptéku éJI). helyettesíto rétegekkel J, 2,3 a rétegekmegjelölése;
q36'
428
'lJ.L'1
~ :lttl
p
4n q~
o,~ o,Z8
438
4~ 3
,
S~T~6
7
8íl~
9
d,.•,
18
di 1-21. ábra. Hengeres fal egyenértéku falvastagsága nagy dH Ildj átméroviszony esetén
KONVEKCIÓS
17
HOÁTADÁS
1.2. Konvekciós hoátadás 1.2.2. Hoátadás szabad áramIással
1.2.1. Hoátadási tényezo, hoáram Ha a szilárd test felülete és vele közvetlenül érintkezo áramló közeg (folyadék vagy gáz) között jön létre hoáramlás, konvekciós hoátadásról beszélünk.A hoáramot a felület közvetlen közelében kialakuló áramlási és homérsékletviszonyok, valaminta felület és a faltóI távolabbi közeg homérséklet-különbsége határozza meg. Newton szerint a hoáramsuruség:
1.2.2.1. }'üggoleges fal Lamináris szabad áramlás: (1-55)
ahol
4= IX LJtCk W/m2 (kcal/h m2),
(1-54) konvekciós hoátadási tényezo, W/m2K ahol (kcal/m2hoc); LJtCk a felület és az áramló közeg homérséklet-különbsége, oC. A felület mentén kialakuló áramlási és termikus értékét. Lamihatárréteg döntoen befolyásolja nárisáramlás (1. a 2.6. pontot) esetén a test felületeés az áramló közeg között a hovándorlás kizárólag hovezetés formájában megy végbe. Turbulens(örvényló') áramlás esetében hovezetés csak a lamináris határrétegben játszódik le, a turbulens határrétegben és azon túl az "áramló közegrészecskéka hovándorlás irányában is elmozdulnak, ami a hoterjedésintenzitását növeli. A közeg áramlását létrehozó erok szerint szabad áramlásról, ill. kényszeráramlásról beszélünk. Az elso esetben az áramlást a közeg suruségkülönbsége, az utóbbi esetben valamilyen kívülrol ható nyomás okozza. A hoátadás következtében létrejöhet a közeg halmazállapot-változása: forrásavagy kondenzáció ja is. A konvekciós hoátadási tényezo elméleti meghatározása csak bizonyos egyszeru esetekben lehetséges,mivel a folyamatot jellemzo folytonossági egyenletbol,a súrlódásos folyadékok áramlásának eroegyensúly~tleíró Navier-Stokes-egyenletbol és a hovezetés általános differenciálegyenletébol álló differenciálegyenlet-rendszer megoldását feltételezi. Ezért a konvekciós hoátadási tényezot általában kisérletiúton határozzák meg. A nyert eredmények a hasonlósági elmélet alapján általánosíthatók. Az általánosított összefüggéseket a hoátadás küIönféleeseteire kritériumos egyenletek formájában szokásmegadni (1.a 2.8. pontot). Mivel a hoátadás gyakorlatiszámításához az konvekciós hoátadási tényezorevan szükség, a kritériumos egyenleteket célszeruen az IX-t tartalmazó Nusselt-számra kifejezettformában használják. A Nusselt-szám ismeretében az konvekciós hoátadási tényezo a (2.{í7) összefüggésbol számítható (az 1-33. ábrából egyszeruenmeghatározható).
C Pr= 1, 8
'1'"
ha Pr<. 0,5;
Prl/2 I n.1J")'
(1-56)
IX
CPr=0,652
( 1,I+Pr Py2
)1/4
'
ha Pr>0,5; (1-57)
IX
(1-58) ahol g nehézségi gyorsulás, m/s2; 1 a fal magassága, m; v a közeg kinematikai viszkozitása a falhomérsékleten, m2/s; fl az áramló közeg térfogattágulási együtthatója, I/K; gázok esetében fl=;k' 1/K; LJTck a fal és a nem áramló - faltól távoli - közeg homérséklet-különbsége, K; Tk a - faltól távoli - közeg homérséklete, K. Pr a közeg Prandtlszáma [1. a 2.8. pont (2-68) összefüggését]. Érvényességi határ: Gr . Pr<. 109• A kapott Nusaz 1-33. ábra alapján egyszeruen selt-számból meghatározható. IX
Turbulens szabad áramlás: Nu=0,129(Gr
. Pr)1/3.
(1-59)
A Grasshof-szám és Prandtl-szám értelmezése az (1-58), ill. (2-68) összefüggés szerint. Vonatkozási homérséklet a falhomérséklet. Érvényességi határ: Gr . Pr> 109• A Nusselt-számból IX az 1-33. ábra alapján egyszeruen meghatározható. Egyszeru közelíto összefüggések függoleges fal menti szabad áramlásra. Nusselt szerint:
IX
4
1X=2,56y' LJi~-~- W/m2K,
(1-60)
ill.
IX
4 ~pQ]etaépészek kézikönyve
4
1X=2,2y' LJtCk
kcalfm2hoC,
(1-61)
18
HOTECHNIKA
L1tfk< 15 oC esetén:
Nu SO 40
ex=3,49+0,09L1tfk
ill.
W/m2K, ii~
l
LLl 1 L ..... 30 7." - ./ v20..-/ i-
F (1-62)
VI
"
r- ./
/
I
/
10
kcal/m2hoC.
ex=3,0+0,08L1tfk
7
(1-63)
"S
Schack szerint:
J 2
_
L1tfk
V-Tkl
ex-6,98
2
Wim
K,
1,0
(1-64)
0,7
~{
ill.
~ 310-510ijiifliFTirP
ex= 6
kcal/m2hoC
~
VLft Tkl
Gr,Pr
'
, (1-65)
ahol L1tfk a fal és a közeg homérséklet-különbsége, oC; Tk közeghomérséklet, K; I a fal magassága, m. 1.2.2.2. Vízszintes fal
szerint:
Kol/mar-Liese
hoátadás felfelé 4
ex=(2,7 ... 3,2)YL1tfk
12S !01!02 !03 fO' !05706 107 708
W/m2K,
(1-66)
kcal/m2hoC;
(1-67)
1-22. ábra. Hoátadás lamináris szabad áramláskor, vÍ7Szintes cso körül Gr . Pr< 105 esetén, Senftleben szerint
Turbulens szabad áramlás. Az áramlás Gr . Pr> 109 határ felett turbulens. Erre az állapotra a Nusseltszám az (1-59) összefüggés szerint határozható meg. A Nusselt-szám birtokában ex az 1-33. ábrából veheto. Egyszeru közelíto összefüggés vízszintes eso körüli szabad áramlásra. J odlbauer szerint:
ill. (1-71)
4 __
ex=(2,3 ... 2,8yY L1tfk
ill.
hoátadás lefelé 4
ex=(0,58 ... 1,28)J1 L1tfk
W/m2K,
(1-68)
ill. 4 __
ex=(0,5 ... I,I)Y L1tfk
ahol
L1tfk
keal/m2hoC,
(1-69)
ex=4,15
V-!dtfk k kü! 1.
kcal/m2hoC,
(1-72)
ahol L1tfk a fal és a közeg homérséklet-különbsége, oC; Tk közeghomérséklet, K; dkül a cso külso át- ~ méroje, m.
a fal és a közeg homérséklet-különbsége,
oC.
1.2.2.4. Függoleges cso
Függoleges cso menti szabad áramlás hoátadási tényezoje a cso mentén erosen változó. Közelíto értékként a vízszintes esore vonatkozó ex érték ve· heto.
1.2.2.3. Vízszintes cso Lamináris szabad áramlás. Jodlbauer szerint: Nu=0,4(Gr
·Pr)1/4.
(1-70)
A Grasshof-szám és Prandtl-szám értelmezése az (1-58), ill. (2-68) összefüggés szerint. Vonatkozási homérséklet a falhomérséklet. Jellemzo I méret a cso külso átméroje. Érvényességi határok: IOS
1.2.2.5. Cso vízben
Futött cso hoátadási tényezoje vízben, Grigul/-
Schack szerint:
.~ (18,6+ 20,76 11
t~t'jVt~::, W/m'K, (1-73)"
KONVEKCIÓS
ill.
25
l
4
19
HOÁTADÁS
20 t5
CX=(16+17,85Vtf~tk)V
t~:~k
kcalfm2hoC, (1-74)
10
8 6
ahol tf falhomérséklet, oC; tk közeg- (víz-) homérséklet, oC; dkül a cso külso átméroje, m.
4-
3 2
1.2.2.6. Zárt tér (réteg)
~5
Szilárd felületekkel határolt, folyadékkal vagy gázzal kitöltött zárt térben (rétegben) a hovándorlás összetett jelensége megy végbe, amit úgy tekintünk, mintha a hoterjedés kizárólag vezetésseI történne. A hoáramot a Aegy egyenértéku hovezetési tényezovel, a zárt tér hoterjedés irányában mért h vastagságával és a falfelületek tfl> tf2 homérsékletének különbségével számítjuk. Az egyenértéku hovezetési tényezo: (1-75) ahol A a zárt teret kitölto közeg hovezetési tényezoje, WjmK (kcalfmh°C) és x=l+
m(Gr . Pr)' . Gr ·Pr+n
110123 S
103
1-24. ábra. Hoátadás szabad áramlás esetén, zárt térben. A " tényezo meghatározása m(Gr. Pr)r ,,=1+ Gr.Pr+n • A római számok jelentését 1. az t-23. ábrán
tünteti fel. Az (1-76) egyenlet érvényességi határa: Gr· Pr< IOS; Gr· Pr< lO2 határ alatt gyakorlatilag nincs áramlás, ezért x= 1. Az (1-76) összefüggést az 1-24. ábra tünteti fel, az 1-23. ábra eseteinek megfeleloen.
(1-76)
A Grasshof-szám és Prandtl-szám az (1-58), ill. (2-68) összefüggés szerint. A Grasshof-számba a falkell hefelületek t fl- t f2 homérséklet-különbségét
1.2.3. Hoátadás kényszerátamIással Az összefüggésekben szereplo Reynolds-számot és Prandtl-számot a (2-59), ill. (2-68) összefüggés értelmezi.
lyettesíteni, vonatkozási homérséklet t= t fl ~ t f2, jellemzo I méret a' felületek hoáramlás irányában mért o távolsága. A kifejezés m, n és r állandóinak értékét a geometriai forma, a térbeli elhelyezkedés és a hoterjedés iránya figyelembevételével az 1-23. ábra
1.2.3.1. Sík fal Lamináris kényszeráramlás: Nu=O,664'
r -«~ - -- I ~RJlt;;!032'lo'if,3JJ -~~-+ I
I
I
II/.
i
V
n
IW19 1~4S·1O'17;270
-
I
40l511.3D'!O'IP60
szabad áramlás esetén, zárt térben
4'
(1-77)
k'· h" , 'kl t f+ tk ~)' , 1' a la es az aram o onat ozasl omerse et: közeg homérsékletének számtani középértéke, oC. Jellemzo méret: L, a sík fal hossza az áramlás irányában, m. Érvényességi határok: Re< IOS ; lO-I
(1-78)
k'· h" , 'kl t f+ tk c'; 1; , 1' onat ozasl omerse et: a la es az aram o közeg homérsékletének számtani középértéke, .oc. Jellemzo métet: L, a sík fal hossza az áramlás irányában, m. Érvényességi határok:· Re>5 . IOS; Pr~O,71.
V
[Az (1·76) egyenlet állandói]
Pr1/3•
-2- ,
V
Nu=O,057(Re
1·23. ábra. Hoátadás
Re1/2.
-2- ,
20
HOTECHNIKA
A Nusselt-szám alapján ból határozhatjuk meg.
ot
értékét az 1-33. ábrá-
Egyszeru közelíto összefüggések. Levego közegre Jürges szerint:
Turbulens kényszeráramlás
ot
t ~~.
+( d W/m2K,
= 5 + 3,4v
(1-79)
kcal/m2 h oC;
(1-80)
(
)0.14
(1-86)
A jelölések magyarázatát 1. az (1-85) egyenletnél. Vonatkozási homérséklet: az áramló közeg számtani középhomérséklete, oc. Jellemzo méret: a dbel cso belso átméro, m. Érvényességi határok: 2320
W/m2K,
ot=7,14vo.78
(1-81)
ill. (1-82) v
)2/3]
L
v>5 mis esetén
ahol
[1 +
Nu=0,116(Re2/3-125)PrI/3
v< 5 mis esetén ot=5,8+3,9v
:
a levego áramlási sebessége, mis.
Víz közegre turbulens áramláskor, Stender és Merkel szerint: ot=2041(1 +0,015tkköz)vo.87
W/m2K,
(1-83)
kcal/m2hoC,
(1-84)
ill. ot=1755(1+0,015tkköz)vo.87
ahol v a víz áramlási sebessége, m/s; tkköz a víz közepes homérséklete, oC; tkköz< 100 oC. Az áramlás turbulens jellegét ellenorizni kell!
0,6
d>1. bel
ot értéke a Nusselt-szám alapján az 1-33. ábrából veheto. Víz közeg esetében:
[1+ ( drl t3]ReO.8 . Pr0.33.
Nu=0,024
(1-87)
A jelölések magyarázatát 1. az- (1-85) egyenletnél. Vonatkozási homérséklet: az áramló közeg számtani középhomérséklete, oc. Jellemzo méret: a dbel cso belso átméro, m. Érvényességi határok:
L 7 ·103
1
d->l. bel
ot értéke a Nusselt-szám alapján az 1-33. ábrából veheto. Gázok, túlhevített gozök esetében:
1.2.3.2. Áramlás csó'ben Nu=0,024 Lamináris kényszeráramlás
:
[1+ ( dr' r3]ReO.786·PrO.45. (1-88)
A jelölések magyarázatát 1. az (1-85) egyenietnél. Vonatkozási homérséklet:
Nu=
3,65+ [
d
2/3
'i')
1+0,045(Re.pr. 0,0668( Re . Pr . dt.!.. )
]
(
, 'YJr 'YJk )0.14
(1-85)
ahol dbel cso belso átméroje, m; L csónossz, m; 'YJk az áramló közeg dinamikai viszkozitása a vonatkozási homérsékleten, Pas (kps/m2); 'YJr az áramló közeg dinamikai viszkozitása a csofal homérsékletén, Pa 8 (kp 8/m2). Vonatkozási homérséklet: az. áramló közeg számtani középhomérséklete, oc. Jellemzo méret: a dbel cso belso átméro, m. Érvényességi határok: lO-4<
L__
Re· Pr·
<
lo.
dbel
A Nusselt-szám birtokában ot az 1-33. ábrából leolvasható.
t r+ ~ köz
,
a fal és az
áramló közeg közepes homérsékletének számtani középértéke, oc. Jellemzo méret: a dbel cso belso átméro, m. Érvényességi határok: 7 . 1Q3 < Re< 1()6;
L
0,7
d->1. bel
Nem .kör keresztmetszetu csövek hoátadási tényezojének számításakor a dbel cso belso átméro helyett a nyomásveszteség szempontjából egyenértéku degy csoátmérovel (1. a 2.7.2. pontot) kell számolni! Egyszeru közelíto összefüggések. Víz közegre, turbulens áramlás esetén Stender Merkel szerint:
és
vO.87
ot=2041(1+0,015tkköz)
tf.l.13 bel
W/m2K,
(1-89)
KONVEKCIÓS
ill.
HOÁTADÁS
21
ahol T fköz a csofal közepes homérséklete, K ; Tk a esohöz áramló közeg homérséklete, K. A homérsékletviszonyt tartalmazó (1-90)
ahol tkköz a víz közepes homérséklete, oC; tkköz< <100 oC; v a víz áramlási sebessége, mIs; dbel a cso belso átméroje, m. Az áramlás turbulens jellegét ellenorizni kell! Böhm szerint, tHöz::> 130 oC esetén vO,8
lX=3896 ~,2bel
(1-91)'
W/m2K,
ill. (1-92) ahol v a víz áramlási sebessége, m/s; átméroje,m.
dbel
a cso belso
Túlhevített gozre:
lX= (4,42+0,30 1~ t ) ;~ vO,75
(1-93)
W/m2K,
ill.
(0,785 T~:öz )m/4 tényezot csak gázok esetében kell figyelembe venni, folyadékoknál értékét 1-nek vesszük. Vonatkozási homérséklet: t f kÖZ; tHöz , a csofal közepes héSmérsékletének és az áramló közeg számtani középhomérsékletének számtani középértéke. Jellemzo méret dkül' a cso külso átméroje. Érvényességi határok: lO-I
Cs6koresztmetszct
ahol tk a goz homérséklete, oC; vn a normálállapotú goz közepes sebessége, a4 ... cso belso átméroKör 40000 4000 40000 40 400000 lapjára Négyzet kereszt-m/s; dbel Hatszög
je,m. Levegore, turbulens áramlás esetén, Schack szerint:
0(=
, , [413+023
100' tHöz_O
100 0077 (tkkÖZ)2] W/m2K,
ill.
CIt=
, , [355+02
100' tkköz_O
100 0066 (tkkÖZ)2]
•
ao~ VnO,7S (1-95)
~,2S V2,7S boi
kcalJm2hoC (1-96) ahol tkköz< 1000 oC, a levego közepes homérséklete;vD a normálállapotú levego közepes sebessége, mis; dbel a cso belso átméroje, m. Az áramlás turbulens jellegét ellenorizni kell! 1.2.3.3. Keresztirányú áramlás egyes cso körül Nu= 1, llC
l
cSu•. '
Tk Re'" . }'rO,31 (o , 785 Tfköz
)m/4
'
(1-97)
I
.44000 40 19500 ... ..... 100000 19500 50000,4 0,0921 0,618 0,821 0,615 0,891 0,174 0,222 0,144 0,638 0,138 0,675 0,330 0,385 0,466 0,805 0,782 0,0347 0,0239 0,588 sarokéle az Az A felé mutat metszet. cso aáramlás meroleges cso lapjára iránya a cso
m
HOTECHNIKA
22
1-5. táblázat. A konvekciós hoátadási tényezo csökkenése a rp támadási szög függvényében (V ornehm szerint)
-'-t~t
11-1
+tsatJ4--$-~~ , t t t II
40 60 50 I 0,50 30 20 90180 0,95 0,75 0,86 0,63/ rp, fok 70 0,99
v
1,1
" = -.:" ~: ~ értéke a Nusselt-szám alapján az 1-33. ábrából '"
ex
e·2000~
N 1.
1,1 ~f
29 1:>-< l!e·~qfi:.I'
1,1
~rl~ll_
0,8 0,9 1,0 o,~ 0,9 0,7 49 1,0
t-.::
Sz
'li.
i'3 I'. 2
Csóe/rendezés
-
ir 1,1
Re,tfff1·'
A 1,0
1
1,2
leolvasható.
1,1
I r--- ~e-2JUO; d
;&-8&;/1
t~~d ~~~; W/m2K,
0,9
1,3
to
kcal/m2hoC
'
+--t---r-'1.2
~zidl,r'
.
__
I
'1
1,.
I
III --
1,S
= t-
f.t-
>--
1--
k"
1,2
100 ~~\I tHÖZ) u~·61
IZ
'C";OOO
1,1
q9
-
k.11-_
1.2
(1-98)
ill. (4+03,
II
I
J,2
/,1
ex=
I
0,9
1,0
(4,65+0,35
'12
.,
1,0
Egyszeru közelíto összefüggés. Levegore Schack szerint:
ex=
_
0,9
1,8 2
-
----
(1-99)
ahol tHöz a levego közepes homérséklete, oC; Un a normálállapotú levego közepes sebessége, mis; dkü1 a cso külso átméroje, m. 1.2.3.4. Keresztirányú áramlás cso'Kötegkörül Nu=0,32fA
. Re°·61 . PrO·31,
(1-100)
ahol fA a csoelrendezésre jellemzo tényezo. Vonatkozási homérséklet: a közeghomérséklet számtani középértéke, oC. Jellemzo méret: a dkül cso külso átméro, m. Érvényességi határok: 2· 103< Re< Az összefüggés 10 vagy <4.1()4; 0,5
1.2.3.5. Keresztirányú áramlás bordázott cso és csó'töteg körül
1-25. ábra. Hoátadás keresztirányú körül
áramlás esetén, csoköteg
Nu =O,32fA . ReO,81 • PrO.31; fA =csoclrendezéstol függo tényezo
6
7
8
(jtzÍllós lemez
0,7 0,6 f45
3
S
7
9
11 13 15
77
Bordasff! cso, A Au
A bordázott cso hoárama 1 m csohosszra vonatkoztatva: (1-101)
1-26. ábra. Hoátadás bordás felületen. aR meghatározása A az 1 m hosszú bordáscsó külso összfelülete; Ao az 1 m hosszú bordá·
zatlan csó külso felülete; "'o bordázatlan csó (csóköteg) hoátadási tényezoje; h bordamagasság; SI bordaköz
KONVEKCIÓS
23
HOÁTADÁS
ahol
közepes
CXR
hoátadási
tényezo,
W/m2K
(kealjm2h°C); '19= LJto ~tb bordahatásfok (L1tb homérséklet-különbség a bordafelület közepes homérséklete és az áramló közeg között). az 1-26. ábrából veheto. Az ábrán Ao az 1 m hosszú bordázatlan cso külso felülete; a bordázatlan cso (ill. csoköteg) hoátadási tényezoje a külso felületen [1. egyes esore az (1-97), csokötegre az (1-1(0) összefüggést]. Az 1-26. ábra bordás lemezre is érvényes; ebben az esetben h a bordamagasság, SI a bordaköz. A esoelrendezés bordáscsoköteg esetében erosebben befolyásolja a hoátadási tényezot, mint sima CXR
CXo
4
3 2
2
3
4-
~O
dbkiJl; bb
11
dkti/7fk:it
1-27.ábra. Hoátadás bordás felületen. A tározása Ib
ep
tényezo megha-
0,9
-
a szögletes borda nagyobbik, bb a kisebbik mérete; dbkUt a kör alakú borda külso átméroje; dkUt a cso külso átméroje
0,8 I
0,7
200n ~_ i
Y, '1m
!OO~' L
i
0,6 70
rcc
50 0,5
o,~ 0,6
q~50 0,2
0,8 1;0 ~2 l;~
M
1;8 2
X
1-29. ábra. Hoátadás bordás felületen. {) bordahatásfok határozása
10
7
5 0,03 OjJ5 0,07 OJ
1-28.ábra. Hoátadás "R
0,2 0,3
0,5 0,7
1
2 3 aR/AbJ'lm
x = 'l'y dkUt [1.az (I-I0S) összefüggést]
Ab
!lll.
2
S
bordás felületen. Az Y tényezo meghatározása
közepes hoátadási tényezo; "b a borda vastagsága; zetési tényezoje
meg-
a borda hove-
H-
ri,
1;0
aR 0,9
i--!-
n.
,
.r·a
t-
0,8 DJ
-ffe ,
aholocI látszólagos konvekciós hoátadási tényezo, W/m2K (kealjm2h°C); A=Ac.+Ab 1 mhosszú bordáscso külso összfelülete, m2 (Ac. az 1 m hosszú cso bordákkal nem takart külso felülete, m2; Ab az1 m hosszú cso bordázatának felülete, m2); L1to a bordákkal nem takart csofelület és a külso közeg homérséklet-különbsége, oc. Az ocllátszólagos konvekciós hoátadási tényezo: OCt=OCR[l-~~(1-'I9)]
W/m2K
0,6 0,5
o,~ 0,3 0,2
O 0,7 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 AbiA 1-30. ábra. Hoátadás bordás felületen. Cll látszólagos konvekciós hoátadási tényezo meghatározása
(kealjm2h°C), (1-102)
A b az 1 m hoss:IÚeso bordázatának felülete; A az 1 m hosszú bordáscs6
külso összfeIülete; {}bordahatásfok ; "R közepes hoátadási tényezo
24
HOTECHNIKA
csokötegnél. Ezért bordázott cso köteg esetén a sima hocsoköteg körüli áramlásra meghatározott átadási tényezo helyett a következo módosított értékekkel kell számolni: CXo
eltolt csoelrendezés: 1,41cxo,
(1-103)
soros csoelrendezés: 0,655cxo.
(1-104)
A f} bordahatásfok az 1-29. ábrából határozható meg. A diagram abszcisszáján
x= epY dkú1 2
(1-105)
van feltüntetve. ep az 1-27. ábrából, Yaz 1-28. ábrából adódik, dkúl a cso külso átméroje, m. Az (1-102) összefüggést ábrázoló 1-30. ábrából az cxllátszólagos konvekciós hoátadási tényezo leolvasható.
1.2.4. Hoátadás -telített goz lecsapódásakor flImkondenzációval
A jelöléseket és mértékegységeket 1. az (1-106) egyenletnél, ill.
ex-0,3 ·10 -2 ( 36oorg2'YJ3 HLltA3y2) _
A jelöléseket és mértékegységeket 1. az (1-107) egyenletnél. Vonatkozási homérséklet: a goz teIítési homérsékletének és a falfelület homérsékletének számtani középértéke, oC. Érvényességi határ: Re> 350. Az áramlás turbulens, ha (SI mértékrendszerben) : r'YJS/3
HLlT> 1252 Ari/3
mK.
(1-110)
[a jelöléseket és mértékegységeket 1. az (1-106) egyenletnél ], ill. ha (technikai mértékrendszerben) : HLlt>2680
1.2.4.1. Függoleges felület, lamináris kondenzátumáramlás
1/2 kcal/m 2h °C. (1-109)
'!t/3
r.
S/3 •
'YJ.
~ .•
3600
mOC. (1-111)
[a jelöléseket és mértékegységeket 1. az (1-107) egyenletnél] .
cx=1,6687 ( HA3~;2 )1/4 W/m2K, (1-106) ahol A a kondenzátum hovezetési tényezoje, W/mK; e a kondenzátum surusége, kg/m3 ; r a goz párolgáshoje, JIkg; H a felület (fal) függoleges mérete, m; Llt a goz teIítési homérsékletének és a felület homérsékletének különbsége, oC; a kondenzátum.dinamikai viszkozitása, Pas, ill. 'YJ
1.2.5. Hoátadás forrásban levo folyadékok esetében Forrásban levo folyadékok konvekciós hoátadási tényezoje a futofelület homérsékletének és a folyadék teIítési homérsékletének különbségétol függ (1-31. ábra). A homérséklet-különbség növelésével
r4
cx=0,943 (3~~;~2r
kcal/m2hoC, (1-107) ahol a jelölések megegyeznek az (1-106) egyenleteivel, de mértékegységük: A, kcal/mhoC; y, kp/m3; r, kcal/kg; H, m; Llt, oC; 'YJ, kp s/m2• Vonatkozási homérséklet: a goz teIítési homérsékletének és a falfelület homérsékletének számtani középértéke, oC.
1.2.4.2. Függoleges felület, turbulens kondenzátumáramlás
a.=0,9392 . 10-2 ( H~~~3(2) 1/2 W/m2K.
____________
(1-108)
1-31. ábra. A konvekciós hoátadási tényezo változása forrásban levo folyadék esetén Llt
a ftítöfelület és a folyadék telítésí hömérsékletének különbsége
~
~i
t
KONVEKCIÓS
A konvekciós hoátadás jelenségével kapcsolatban eloforduló Nusselt, PrandtI, Grasshof és Reynolds hasonlósági kritériumok gyors meghatározását az 1-33., 1-34., 1-35. és 1-36. ábrák teszik lehetové. Az ábrák mind SI, mind technikai mértékrendszerben való számításra alkalmasak.
a buborékképzodés intenzitásának és ezzel értékének növekedése jár együtt. Egy kritikus érték eléréseután a buborékok hártyát képeznek, értékecsökkenni kezd. ex
ex
Forrásban levo víz konvekciós hoátadási tényezoje a buborékos szakaszban: ex=25,877po,58L1t2,33
Wjm2K,
25
HOÁTADÁS
-
(1-112) '/;
aholp a víz nyomása, bar; L1t= t f- ttel a falhomérséklet és a folyadék telítési homérséklete közötti különbség, oC;
S
3 ~ 2
•
70S
-<:::
"'i
5 ~ 3
l
~
ill.
1 t:!~
Z
70~ S
(1-113)
.3
2
Ajelölések azonosak az (1-112) összefüggéséivel, de mértékegységük: p, at; L1t, oC.
TO
i
3 4 5 6 8
2
703
7012 16 20
30
.1t, ·C
(1-112), ill. (1-113) összefüggést víz esetében az 1-32. ábra tünteti fel. L1tkr az 1-31. ábrán jelölt kritikus homérséklet-különbség. Az
1-32. ábra. A konvekciós hoátadási tényezo buborékos forrásban levo víz esetén
r7
~
r?vv
~
~
r/. 235770
203050 100200
500 la 23
100200 500 Nu
57
ot, W/m2k 2030 SO 100 200 sao
2 jS:';O
1173
2 3
.5
7
ot, kCal/mzh ·C .ot
1-33. ábra. A konvekciós hoátadási tényezo meghatározása A
a Nusselt-számból:
az áramló közes hovezetési tényezoje; 1 a test jellemzo geometriai mérete
ex
= -1 Nu
26
HOTECHNIKA
1-34. ábra. Az áramló közeg Prandtl-számának meghatározása: Pr=!!.-=
a
50
........•...•
100 200
I
SO 100 200
500
Pr
••••••
j
5 7 la 20
500 KJOO 2000.1fl'6,Pas
5'0'" 100 200. f01!!B 'Ti
;.
sorra az áramló közeg kinernatikai viszkozitása, homérsékletvezetési tényezoje, dinamikai viszkozitása, fajhoje állandó nyomáson és hovezetési tényezoje JI,
~I
1Jcp
a,
1'/,
ep,
A
m
1-35. ábra. A Gr-szám meggP Gr=--,JJ Ll Tn: határozása: v g nehézségi gyorsulás; 1 a test jel-
]emzö geometriai mérete; , az áramló közei kinematikai viszkozitása; P az áramló közeg térfogati táiUlási ei)'Ütthatója,
I
gázok esetében P = Tk ' Tk az áramló közeg abszolút hIlmérséklete; LlTc k a fal és az áramló közeg homérséklet-különbsége
Ilu 10' 10' la' Gr
I 105 10" 10J
10'
10
0;001
6m
1-36. ábra. A Reynolds-szám vi meghatározása: Re
=-v
2 3
5 7 R~
0,2
v a közeg áramlási sebessége; 1 a test jellemzo geometriai mérete; • az áramló közeg kinematikai viszkozitása
~,
i '''-
--------------------------------
~
27
HOSUGÁRZÁS
1.3. Hosugárzás Minden szilárd test és folyadék folyamatosan bocsát ki magából energiát elektromágneses hullámok formájában. Az elektromágneses hullámok spektrumának azt a tartományát, amelyen belül a kisugárzott energia kizárólag a sugárzó test hotartaImából származik, ill. a testet éro sugárzás elnyelt része kizárólag hové alakul, hosugárzásnak nevezzük.Hullámhossztartománya A= 0,8 .. .400 fJ.m. Egyes gázok - pl. szén-dioxid (C02), ózon (03), vízgoz(H20), sósav (HCl), ammónia (NH3), kén-dioxid(S02)' metán (CH4) és egyéb szénhidrogének - ugyancsak sugároznak hot, ill. elnyelik a hosugárzást. A hidrogén (H2), oxigén (02), nitrogén(N2) és levego nem hosugárzók, és más anyag hosugárzását teljesen átengedik. A hosugárzó gázokcsak bizonyos hullámhossztartományokban sugároznak, ill. nyeln ek el hosugárzást, ellentétben a szilárdés folyékonyanyagokkal.
1.3.1. Kirchhoff-törvény
nyelési tényezoje hányadosának állandóságát mondja ki: ~=C2
C=a.
1-
J.=~
f
f
(1-114)
A visszavert, elnyelt, ill. átengedett energiaáramhányadota a vLsszaverési(reflexiós) tényezo:
ÉR
1,0
a1 0,9 (1-116)
a= É'
0,7
0,6
ésaz átengedési tényezo: (1-117)
E
" ,.,.I 'v
0,3 0,2
1.
(1-118) ",fO.
0,1
hosugárzásra "átlátszatlan" anyagok D atengedésitényezoje zérus, így ezekre: A
R+a=1.
(1-119)
A Kirchhoff-törvény az azonos homérsékletu testeke emissziós tényezoje (1.az 1.3.4. pontot) és a el-
O
.1
~..•
"
\
,~
il
•I lJ
,
;Ii/
I
I
\I
I
0,4
fejeziki. Következésképpen R+a+D=
ÍJ.dJ.
j... .••.j..--t;::;.
"I
0,5
D=É?
!
I--L-
0,8
Éa
(1-122)
'
ahol a;. monokromatikus elnyelési tényezo; lj. az érkezo sugárzás intenzitásaA hullámhosszon (1.az 1.3.2. pontot); A a sugárzás hullámhossza.
(1-115)
azelnyelési (abszorpciós) tényezo:
aiJ. dA
a=J.=o -A=OO
J.=o
R=7F'
(1-121)
Az c emissziós tényezo és ezáltal az a elnyelési tényezo ismerete hosugárzással szemben "átlátszatlan" (D=O) testek esetében az R visszaverési téa= nyezo értékének ismeretét is jelenti (R= = 1- c). Az (1-121) összefüggés értelmében a jól sugárzó test jó elnyelo is azonos homérsékleten. Az a elnyelési tényezo a hullámhosszal változik. A meghatározott hullámhosszhoz tartozó elnyelési tényezot aj. monokromatikus elnyelési tényezonek nevezzük (1-37. ábra). A teljes hullámhossztartományra vonatkozó átlagos a elnyelési tényezo:
A testre hosugárzással érkezo É energia áram egy részét a test visszaveri (ÉR), egy részét elnyeli (Ea), ill. átengedi (ÉD) :
É=ER+Éa+ÉD'
(1-120)
al a2 Abszolút fekete test esetében Cf= 1, af= 1, így Cf/af= 1. Ezért bármely test emissziós és elnyelési tényezojének számértéke azonos:
II
I ,,--1--1" I
\
~ .•.........
\,--
l'-J
2
-..J
-...1.....
-
-l
1
-
123456789 ",Jim
1-37. ábra. Monokromatikus elnyelési tényezo az érkezo hosugárzás hullámbosszának: függvényében 1 pollrozott
alwnlDium;
2 eloxált alumlnium;
3 beton;
4 fehér csempo
/ 28
HOTECHNIKA
Az a elnyelési tényezo függ a test elnyelo rétegének tulajdonságaitói, homérsékletétol és az érkezo sugárzás hullámhossz menti intenzitáseloszlásától. Az abszolút fekete test elnyelési tényezoje af= 1. Az R visszaverési és D átengedési tényezo ugyancsak függ a test felületi, ill. belso rétegeinek tulajdonságaitói, homérsékletétol és a ráeso hosugárzás hullámhossz menti eloszlásától. Ezt az RA monokromatikus visszaverési, ill. DA monokromatikus elnyelési tényezo fejezi ki. Visszaverés tekintetében sima felületrol beszélünk, ha a hovisszaverés a fényvisszaverés törvényei szerint megy végbe. Érdesnek nevezzük a felületet, ha a ráeso hosugárzást minden irányban, különbözo intenzitással veri vissza. Az emittáló, ill. elnyelo gázok emissziós és elnyelési tényezoje a gáz nyomásának, homérsékletének és rétegvastagságának függvénye.
0,03
b
8
70
A,'um
1-39. ábra. Abswlút fekete test hosugárzásának intenzitáseloszlása a A hullámhossz szerint, különbözo testhomérsékleteken. A A=O,35 ... 0,8 fLm a látható sugárzás (fénysugárzási tartomány)
Az abszolút fekete test hosugárzásának zitása Planck szerint:
inten-
(1-123) 1.3.2. Planck-törvény
A testek hosugárzása bizonyos hullámhossztartományban megy végbe. A test által dA elemi hullámhossztartományban kisugárzott energiaáram-suruséget a hosugárzás jA intenzitásának nevezzük. Az intenzitás mértéke - adott testhomérsékleten - a hullámhosszal változik (1-38. ábra). Az intenzitás függ a test felületének tulajdonságaitói is. A minden hullámhoszszon leheto legnagyobb intenzitással sugárzó testet abszolút fekete testnek nevezzük. Szürke testrol beszélünk, ha a sugárzás intenzitása a hullámhossztartomány minden hullámhosszán az abszolút fekete test intenzitásának állandó hányada. A gyakorlatban eloforduló anyagok, szerkezetek általában szürke testnek tekinthetok. Színes testrol akkor beszélünk, ha a hosugárzás spektrumában csak bizonyos hullámhossztartományok fordulnak elo (pl. bizonyos gázok sugárzása).
ahol jH a T homérsékletu abszolút fekete test intenzitása A hullámhosszon, Wjm2m (kcaljhm2m); h Planck-féle állandó: 6,6236.10-27 ergs; c fénysebesség vákuumban: 2,9979 . 1010 cmjs; k Boltzmann-féle állandó: 1,3802.10-18 ergjK; T a sugárzó abszolút fekete test abszolút homérséklete, K; CI összevont állandó: 3,7428.10-18 Wm2 (3,2182 . 10-16 kcalm2jh); C2 összevont állandó: 1,4387 . 10-2 mK; A a sugárzás hullámhossza, m. Az (1-123) összefüggést az 1-39. ábra szemlélteti.
1.3.3. Wien-törvény Az abszolút fekete test különbözo homérsékletekhez tartozó intenzitásgörbéinek más-más hullámhosszon van maximuma (1. az 1-38. és 1-39. ábrát). A maximális intenzitás Amax hullámhossza és aTtesthomérséklet közötti összefüggést a Wientörvény adja meg:
(1-124)
'S."1.3.4. Stefan-Boltzmann-törvény
1-38. ábra. Hosugárzás lA intenzitáseloszlása a A hullámhossz függvényében, különbözo T testhomérsékleten
Valamely T homérsékletu test teljes hullámhossztartományon, a tér minden irányába kibocsátott .. teljes hosugárzásának hoáramsuruségét emissziónak nevezzük. Az abszolút fekete test É f emisszióját
--------------------------
l.
l l!-
29
HOSUGÁRZÁS
az (1-123) összefüggés hullámhossz szerinti integráljaadja: Ef=Cf(I~J
Wjm2 (kcaljhm2),
(1-125)
ahol Ef az abszolút fekete test emissziója, W/m2 (kcaljhm2); Cf az abszolút fekete test sugárzási tényezoje: 5,77 Wjm2K4 (4,96 kcalfm2hK4). Az abszolút fekete test A nagyságú felülete által T homérsékleten a teljes hullámhossztartományban a tér minden irányában összesen kibocsátott hosugárzás hÓÓTama:
ill. Qsz=ACsz (l~r ahol A a test sugárzó felülete,
W (kcaljh),
(1-131)
m2;
(1-132) a szürke test sugárzási tényezoje (a homérséklet és felületmilyenség függvénye).
1.3.5. Lambert-törvény
Qf=AEf=ACf(l~r W (kcaljh). (1-126) Szürke test esetében (1. az 1.3.2. pontot) a sugárzás 1hzintenzitása .minden hul1ámhosszon az abszolút fekete test lJ. f intenzitásának gyakorlatilag állandó hányada (1-40. ábra). A hányadost a szürketest e emissziós tényezojének nevezzük:
A
1-40.ábra. Abszolút fekete test és szürke test hósugárzásának iA intenzitáseloszlása a A hullámhossz függvényében 1~1I:t
Esz
s=-.-=áll.; IAr
s=yr
e= ~ASZ = állandó. IH
(1-127)
emissziók (a két görbe alatti terület) viszonya isállandó és egyenlo az e emissziós tényezovel:
Az
e=
1;'
(1-128)
A törvény a testbol kisugárzott hoáramsuruség egységnyi térszögbe eso hányadának irány szerinti megoszlását adja meg: Ell = En cos {J Wjm2sr (kcalfm2hsr), (1-133) ahol Ell a test emissziójának egységnyi térszögbe eso hányada, a sugárzó felület normálisával {J szöget bezáró irányban; En a test emissziójának egységnyi térszögbe eso hányada, a sugárzó felület normálisa irányában ({J=O); {J az egységnyi térszög tengelyének a sugárzó felület normálisával bezárt szöge. A törvény szigorúan nézve csak az abszolút fekete testre érvényes. ({J= 500-ig a legtöbb test sugárzáseloszlása a Lambert-törvénynek felel meg.) Szürke testek esetében a Lambert-törvénytol való eltérést a {J szögtol ell emissziós tényezovel fejezzük ki: Ell = ellEnf cos
{J
Wjm2sr
(kcaljm2hsr),(I-134)
ahol ell a szürke test emissziós tényezoje {J irányban (1-41. és 1-42. ábra); Enf az abszolút fekete test emissziójának egységnyi térszögbe eso hányada a sugárzó felület normálisa irányában ({J= O). A test emissziójának egységnyi térszögbe eso
ahol Esz a szürke test, Ef az abszolút fekete test emissziója T homérsékleten, Wjm2 (kcaljhm2); e a szürke test emissziós tényezoje (a homérséklet éstestfelület-milyenség függvénye). A szürke test emissziója : Esz
= eEf
Wjm2
(kcaljhm2).
(1-129)
szürke test A nagyságú felülete által T homérsékletena teljes hullámhossztartományban, a tér ~?den irányában összesen kibocsátott hosugárzás A
höarama:
Qsz=AEsz=AeCf(l~r
W (kcaljh), (1-130)
1-41. ábra. Fémes anyagok (sima felületek) ep emissziós tényezoje a sugárzás P iránya függvényében
30
HOTECHNIKA
ahol
o
C=CIC2
Cf
80'
80'
o o,Z 0,4 0,6 0,8 1,0 Ell
GjJ
1-42. ábra. Egyéb anyagok (érdes felületek) nyezoje a nedves jég; b fa; c üveg; d papír; e agyag;
Ep
emissziós té-
f réz-ollid;
g nyers korund
hányada a felület normálisa irányában ({J=O), a test emissziójával E En=- W/m2sr (kcal/m2hsr) (1-135)
En
1'&
kapcsolatban áll. Érdes felületekre a Lambert-törvény összefüggése érvényes.
W/m2K4 (kcaJ/m2hK4) (1-137)
a két felületelem kölcsönös sugárzási együtthatója [CI és C2 a két (szürke) felületelem sugárzási tényezoje - l. az (1-132) összefüggést - és C f az abszolút fekete test sugárzási tényezoje - l. az (1-125) egyenletet!] ; TI' T2 az 1 és 2 felületelem abszolút homérséklete, K; {JI' {J2 az 1, ill. 2 felületelem normálisa és a felületelemeket összeköto egyenes által bezárt szög, fok; r a két felületelem távolsága, m; dAl' dA2 a két felületelem nagysága,m2. 1.3.6.2. Tetszoleges helyzetu dAl felületelem és A2 felulet sugárzásos bácseréjének boárama
(1-133)
dQI-2=C dAl
[(~r-
100 )4] rpl-2 W (kcaljh), _ (T2
1.3.6. Tetszoleges helyzetu szilárd testek sugárzásos hocseréje átereszto közegben
ahol
Ez a pont a térben egymáshoz képest tetszoleges helyzetu, 1 és 2 jelu két sík felület között hosugárzás útján kicserélt hoáram meghatározását tartalmazza, .azzal a feltétellel, hogy - a két felület közti teret D= 1 áteresztési tényezoju közeg tölti ki; - a 2 felületre érkezo hoáram 1 felület felé viszszavert hányadát, valamint az 1 felületre érkezo hoáram 2 felület felé visszavert hányadát elhanyagoljuk. Ezekkel a feltételekkel a két síkfelület között kicserélt hoáram úgy számítható, mint az 1 felületbol 2 felé kibocsátott és általa elnyelt hoáram, valamint a 2 felületrol 1 felé kibocsátott és általa elnyelt hoáram különbsége.
vagy
(1-138)
(1-139)
1.3.6.1. Tetszoleges helyzetu dA 1 és dA2 elemi felület sugárzásos bocseréjének boárama
- n1f -1'&- ~.!:l
f/J1-2-
(1-140)
COS {JI ..:Ir.
(nl az A2 felület térszöge). A többi jelölés megegyezik az (1-136) összefüggés jelöléseivel. A f/J.tényezot felületelem és felület közötti besugárzási tényezonek nevezzük. A f/J1-2tényezo azt fejezi ki, hogy a dAl felületelemrol a teljes térbe kibocsátott hoáram hányad része jut az A2 felületre. A f/J besugárzási tényezo értékeit különbözo esetekre a 10. fejezet tartalmazza. 1.3.6.3. Tetszóleges helyzetu Al és A2 felület sugárzásos hácseréjének boárama QI-2=CAl .
[ ( 100 TI )4 - ( 100 T2 )4] CPI-2 W (kcalfh), (1-141)
ahol
1'&r2 - ( 100 T2 )4] eos {JIcos {J2 dAl dA2
W (kcaljh), (1-136)
(1-142)
31
HOSUGÁRZÁS
1.3.8. Párhuzamos, nagy kiterjedésu felületek sugárzásos höcseréjének höárama
vagy tPt-2=
~t
(1-143)
J CfJt-2dAt·
A,
A jelölések azonosak az (1-136) és (1-138) összefüggésjelöléseivel. A tPt-2 tényezo az At felületnek az A2 felületre vonatkozó közepes besugárzási tényezoje. A tPt_2 tényezo azt fejezi ki, hogy az At felületrol a teljes térbe kibocsátott hoáram hányad része jut az A2 felületre. A tP közepes besugárzási tényezo értékétkülönbözo esetekre a 10. fejezet tartalmazza. Akicserélt hoáram az A2 felülettel, és az A2 felüIetnek az At felületre vonatkozó tP2_t közepes besugárzási tényezojével is kifejezheto:
Q2-t= -CA2
[(I~r- (l~r]
tP2-t
(kcaljh).
W (1-144)
1 felület hovesztesége a 2 felület honyeresége.) Akét közepes besugárzási tényezo összefüggése:
(Az
(1-145)
Két párhuzamos felület: Qt-2=CAt
[(I~r-(l~r] W (kcaljh), (1-148)
ahol
(1-149) a két felület kölcsönös sugárzási együttható ja [Ct és C2 a két (szürke) felület sugárzási tényezoje - 1.az (1-132) összefüggést -, és Cf az abszolút fekete test sugárzási tényezoje - 1. az (1-125) öszszefüggést] ; At az egyik felület nagysága (At = A2), m2; Tt, T2 a két felület abszolút homérséklete, K. Feltétel, hogy az egyes felületek kibocsátott és visszavert hoárama kizárólag a két felületet éri. Több párhuzamos "átlátszatlan" felület (1-43. ábra):
[ ( Tt)4
1.3.7. Egymást burkoló felületek sugárzásos höcseréjének hoárama
Qt-2=CAt
)4] 100
( T2
100 -
W (kcaljh), (1-150)
ahol
C--1 )4 ( T,=-)4] 100 - 100
[ ( Tt
Qt_2=CAt
W (kcaljh), (1-146)
ahol
1
Cf
WI 2K4 11m 2n (---) a 2 (kcaIjm2hK4) (1-151)
-+ + at --1 elz
a két felület kölcsönös sugárzási együttható ja, at' elz a két felület elnyelési tényezoje (1. az 1.3.1. pon-
(1-147) a két felület kölcsönös sugárzási együttható ja és C2 a két (szürke) felület sugárzási tényezoje - 1.az (1-132) összefüggést -, és C f az abszolút feketetest sugárzási tényezoje -1. az (1-125) egyenktet]; At a burkolt felület, A2 a burkoló felület nagysága,m2; Tt a burkolt felület abszolút homérséklete,K; T2 a burkoló felület abszolút homérséklete,K. [Vö. az (1-141) összefüggésseI! Jelen esetbentPt-2= 1.] Az (1-146) összefüggés a két felületközötti visszavert sugárzást is figyelembe
tot); a az 1 és 2 felület közötti lemezek elnyelési tényezoje; n a lemezek száma (1. az 1-43. ábrát); a többi jelölést 1. az (1-148) összefüggésnél.
[CI
!eSZi.
a,
az
n difliiíemez 1-43. ábra. Párhuzamos
átlátszatlan felületek
HOTECHNIKA
32
1.3.9. Felületelem és felület közötti ep besugárzási tényezo szerkesztése
1.3.10. Sugárzási hoátadási tényezo
A dAl felületelem köré r= 1 sugarú félgömböt rajzolunk. A ep-t kifejezo (1-139) összefüggésben levo eos PI eos P2 dA2 kifejezés a dA2 felületelemhez tartozó térszög által a gömbfelületen határolt terület vetülete a dAl síkján (1-44. ábra). Az f eos Pl eos P2 A,
dA2 kifejezés a teljes A2 felület térszöge altal a
gömbfelületen határolt A~ felület A~' vetülete a dAl síkján (1-45. ábra). Az alapsík félgömb alatti
Felületek konvekeiós és sugárzásos holeadása a valóságban együttesen fordul elo. Számítástechnikai egyszerusítés végett célszeru a sugárzásos hoáramsuruséget is a konvekciós hoáramsuruség (1-54) összefüggésének alakjában kifejezni: 4.=IX.LJt=IX.(tl-t~
W/m2
(kcaljhm2),
(1-152)
ahol
IX
•=bC=
)4( 100
(TI
tl-t2
T2)4
100
C W/m2K
(kcal/m2h°C)
(1-153)
sugárzási hoátadási tényezo [b homérséklet-tényezo, K4;oC, értéke az 1-46. ábrából veheto; C a felületek kölcsönös sugárzási együttható ja, 1. az (1-137), (1-147), (1-149), (1-151) összefüggést; ti' t2 a felületek homérséklete, oC; TI' T2 a felületek ab· szolút homérséklete, K]. Ha a 2 jelu felület homérséklete közel azonos az 1 felület mentén áramló közeg homérsékletévei, vagyis t2~ tk' és az 1 falfelület homérsékletét t rfel . jelöljük, akkor az egyideju konvekciós és sugárzásos hoáramsuruség összesen:
4ö=4k+4.=(lXk+IX.)(tr-tJ
W/m2
kcaljhm2),
(1-154) 1-44. ábra. Felületelemek besugárzási tényezoje 20
b
"
A"
::::: '1f-l-~ At
~.
/
__ -tr A; O 10
70ro •
ÍJ
;:::;
V- @
"O
-
~v ~ ~
::;;.. 60 00 50 ;,100 \) 440 lt\OO " 'o pf2
;;;;-
I -;;;;-
/
[/
8 pf
6 lj
3 2
r
08 0.5 1-45. ábra. Felületelem és felület besugár:zási tényezoje
) o SO 100 ISO lOO lSD O
1" ·c
1-46. ábra. b homérséklet-tényezo
területe Al =:7l • A ep besugárzási tényezo tehát az A~' terület és az Al =:7l körterület hányadosa ként határozható meg.
10 20 30 1,0 50
f,,oC
b-
meghatározása
(;~r(;~r tl -t2
33
HOSUGÁRZÁS
ill. az rxö=~k+~s
W/m2K
(kcaljm2h°C)
(1-155)
összesített hoátadási tényezovel: qö=~ö(tf-tJ=
~öL1tfk W/m2 (kcaljhm2) (1-156)
[vö.
mérséklettel helyettesítheto, amely mellett a hoáram nagysága ugyanakkora, mintha a tényleges felület-homérsékletekkel számolnánk. A sugárzásos hlSáram számítására alkalmas ezen homérsékletet sugárzási homérsékletnek nevezzük:
az (1-54) összefüggésel!].
(1-157)
ill.
1.3.11. Sugárzási homérséklet
4~
_
tsug=V~ (/Js_ITi-273 Ha valamely felület (test) különbözo homérsékletuhatároló felületekbol álló féltérségben helyezkedikel, akkor a test és a határoló felületek közötti sugárzásos hocsere számításakor a határoló felületek homérséklete egyetlen olyan fiktív ho-
(1-158)
oC,
ahol (/J s- I a testnek az egyes (i-vel jelölt) határolófelületekre vonatkozó közepes besugárzási tényezlSje [1. az (1-142) összefüggést!]; TI az egyes határolófelületek abszolút homérséklete, K.
1.4. Hoátbocsátás Két különbözo homérsékletu, fallal elválasztott áramló közeg között konvekciós (esetleg sugárzásos) hoátadás és hovezetés formájában hocsere megyvégbe. Az összetett jelenség a hoátbocsátás. Az1.4. pont a hoátbocsátás néhány olyan esetévei foglalkozik,amelyek a következo feltételek mellett mennekvégbe : - a jelenség hoforrásmentes ; - a hovezetés egydimenziós, a szilárd fal alakja egyszerugeometriai forma; - a fal anyagjellemzoi állandó értékek; - a fallal érintkezlS két közeg hlSmérséklete az egészfelület mentén állandó; - a ho- és közegáramlás stacionárius jellegu. A jelenséggel kapcsolatban a következlS kérdésekmerülnek fel: aj a hlSmérsékletmezo, b) a hlSáram nagysága. Ezek számítása a következlS.
Réteghatár-homérsék/etek (az i-edik réteg homérséklete az i-l-edik réteggel érintkezo felületen): tl=tk1-
(__ 1 ~kl
+ 1-1 ~ ')..1 k(tk1-t~ Ö ) 1=1
oC,
I
ill.
(1-162)
ahol
(1-163)
1.4.1. Több rétegu sik fal Fe/ü/etihomérsékletek: t1= tk1--1-
~kl
k(tk1- t~
oC,
(1-159)
cs
1-47. ábra. Több rétegu sik fal hóátbocsátása
l Az épület&épészet
kézikönyw
(1-161)
HOTECHNIKA
34
a több rétegu sík fal hoátbocsátási tényezoje (értéke az 1-48. és 1-49. ábra alapján egyszeruen meghatározható); IXkl, IXIa hoátadási tényezo a fal két oldalán, W/m2K (kcal/m2h°C) (1. az 1.2.1., HU. és 1.2.3. pontot); i a rétegek sorszáma; n a rétegek száma. A többi jelölés magyarázatát 1. az 1-47. ábrán! Az egyes rétegeken belül a homérséklet-eloszlás lineáris. A réteghatár-homérsékletek grafikus úton j~ meghatározhatók (1.az Ll.2.1. pontot!). Hoaram:
Q=kA(tkl-td
W
(kcalfh),
1
r-
~.:iJ~ 'ilii
100
gO
80
d"l
70 50
50
50 40
o
30
30
lS
II
lO
20
'5
15
10
~ 7
(1-164)
6
5
ahol k hoátbocsátási tényezo, W 1m2 K (kcal/m2 h oc) (1-163) összefüggés szerint; A a hoáramlás irányára meroleges falfelület, m2; tkl, tla közeghomérséklet a fal két oldalán, oC (1. az 1-47. ábrát).
1-49. ábra. k hoátbocsátási
tényezo meghatározása kis IX hoátadási tényezok esetén
0,1 0,09
3 4 S 710000
/0000 7
"k--- 1 -
5 3 2
-L+Lfri.< IXkI aitl CA.;
1000 7
5
" 3
!JO
1
5
" 3
2
m 7
ro
7
________________
5 1-48. ábra. k hoátbocsátási
tényezo meghatározása
1
L
35
HOÁTBOCSÁTÁS
1.4.2. Több rétegu hengeres faI Felületi homérsékletek: tl=tkl--~dIXkl 1" kl(tkl-t~
oC,
(1-165)
és
tn+l=tk2+
}
kl(tkl-tk2)
IXk2 n+ IJl
oc.
(1-170)
(1-166) Réteghatár-homérsékletek (az i-edik réteg homérséklete az i-l-edik réteggel érintkezo felületen) :
t;= tkl-
--+ ~--In hA;
( IXkldlJl 1
1=1 I~
1
-d; dHl)
kl(tkl-
1-20. és 1-21. ábrából veheto; IXkl, 1Xk2 hoátadási tényezo a fal két oldalán, W/m2K (kcal/m2h°C) (1.az 1.2.1., 1.2.2. és 1.2.3. pontot); i a rétegek sorszáma; n a rétegek száma. A többi jelölés magyarázatát 1. az 1-50. ábrán •.A homérséklet az egyes rétegekben az (1-51) összefüggéssei számítható. Hoáram 1 m falra vonatkoztatva (L m hosszú fal esetén a Ql hoáram L-szeresét kell venni!):
t~
ahol kl a több rétegu, 1 m hosszú hengeres fal hoátbocsátási tényezoje, W/mK (kcal/mh°C) az (1-169) összefüggés szerint; tkl, tk2 közeghomérséklet a fal két oldalán, oC (1.az 1-50. ábrát).
C,
°
1.4.3. Bordáscsó, ill. csoköteg
(1-167) ill.
Hoáram 1 m csohosszra vonatkoztatva: QI=kl(tkl-tk2)
Wim
(kcal/hm),
(1-171)
ahol W/mK (kcaljmh°C) ahol
k1=--------
1
--+~ 1 ~ -1 1n--+ IXkldlJl·
1=12JlA;
1
d;+1 dl
IXk2dn+IJl
(kcaljmh°C) (1-169) több rétegu, 1 m hosszú hengeres fal hoátbocsátási tényezoje. Értéke a sík falra érvényes 1-48. és 1-49. ábrából meghatározható, ha IXkl helyett IXkldlJl
a
értékét, 1Xk2 helyett lXk2dn+ IJl értékét és ~ ~; helyett ~ ()Al egyi
(1-172)
W/mK
értékét keressük meg a diagramon.l/Jegy; az
az 1 m csohosszra vonatkozó hoátbocsátási tényezo; Abe11m hosszúságú eso belso felülete, m2; IXbelhoátadási tényezo a cso belso felületén, W/m2K (kcaljm2h oC); lJ a eso falvastagsága, m; A a csoanyag hovezetési tényezoje, W/mK (kcal/mh oC); IXI látszólagos hoátadási tényezo a bordáscso külso felületén, W/m2K (kcaljm2h°C) [1. az (1-102) öszszefüggést] ; Alm hosszú bordáscso külso összfelülete, m2; tkl - tk2 a két közeg homérséklet-különbsége, oC. L m hosszú esore: Q= kAkü\(tkl- tk2) W
(kcal/h),
(1-173)
ahol
(1-174)
1-50. ábra. Több rétegu hengeres fal hoátbocsátása
az L m hosszú esore vonatkozó hoátbocsátási tényezo; Akül az L m hosszúságú bordáseso külso ~ összfelülete, m2 (Akül=LA); a többi jelölés megegyezik az (1-171) és (1-172) összefüggés jelöléseivel.
----
36
HÖTECHNIKA
1.4.4. Hocserélok
t t't
Hocserél5kben az áramló közegek homérséklete, és így azok Llt= tk1- tkl h5mérséklet-különbsége a falfelület mentén változik. A Q h5áram számításakor ezért az elozo pontokban szereplo Llt= tk1- tkl felület mentén állandó h5mérséklet-különbség helyett olyan Lltköz közepes homérséklet-különbséggel kell számolni, amely ugyanazt a hoáramot eredményezi, mint a felület mentén változó Llt= tk1- tJa homérsékletkülönbség. Hocserélok hoáramát a közegeket elválasztó fal formája szerint az (1-164), (1-170), (1-171), ill. (1-173) összefüggések egyikével határozzuk meg, de a Llt= tk1- tk2 h5mérséklet-különbség helyett a Lltkoz közepes homérséklet-különbséggel számolunk.
JI, I,y H
Mel !ie 1
II
~
IIJtmor
2
"'t '
1 I
flt
A
1-52. ábra. Ellenáramú hocserélo közegeinek homérséklete a falfelület mentén 1 fiítoközC!l; 2 futött közeg; e index: hocscrélóbe lépo közeg; v index: hocscrélóbol kilépo közeg 300 250 200 150 t/mitI,oC ICJ
1.4.4.1. Közepes (Iogaritmikus) homérséklet-különbség
5J
.0
Egyenáramú hocserélo:
30
Llt Llt =-----max -
A LJtk"
oz
Llt n--Lltmin
1
2J
min
(1-175)
i5
max
p
ahol Llt max a közegek legnagyobb, Llt min a legkisebb h5mérséklet-különbsége, oc (a jelölések magyarázatát 1. az 1-51. ábrán). meghatározása Ellenáramú hocserélo. Lltkoz ugyancsak az (1-175) összefüggéssel lehetséges, a jelölések értelmezését az 1-52. ábra tartalmazza (Lltmax a közegek legnagyobb, Llt min a legkisebb h5mérséklet-különbsége, oc). Az (1-175) szerinti logaritmikus közepes héSmérséklet-különbség az 1-53. ábrából leolvasható.
,.8
7
Ó
5 1,
3 2,5
2 1,5
/5
líJ
20 2530
I,f) 5050
70 90100
150 200250300
WO 500600 8IJ{) 1000
IJtmar, ·C
1-53. ábra.
t
Logaritmikus közepes homérséklet-különbség meghatározása LJtmax
LltkÖz=
- At m.in
Litmax In __
tit:
dtmin ~D
2
t 0,9
1" (U
2 1
0,8
- 0,7 0,6 .....
A
1-51. ábra. Egyenáramú hocserélo közegeinek homérséklete a falfelület mentén 1 fIIt6közes; 2 fötött közeg; e index: hocserélobe lépo közeg; v index:
'
.
,
.
O 0,10,2 0,30,40,50,60,70,8
,
~
0,9 f,O
Ide
1-54. ábra. Köpenyoldalon l járatú, csooldalon 2, 4, 6 stb. járatú csoköteges hocserélo e korrekciós tényezoje
hocserélöböl kilépo közeg
1
fJ
37
HÖÁTBOCSÁTÁS
Keresztáramú és vegyes áramú hocserélo:
LJtközA
e
-
In
(1-176)
LI
tmax LItmin [Lltmax-Lltmin
(kcal/m2h°C); A a hocserélo készülék fütofelülete, m2• A többi jelölést 1. az 1-51. ábrán. CfJeiY értéke az 1-56. ábrából veheto.
W/m2K
1ell
1,0
(A keresztáramú, ill. vegyes áramú hocserélo közepes homérséklet-különbségét az ellenáramú hocserélo mintájára számítjuk (1. az 1-52. ábrát), és a kapott értéket e korrekciós tényezovel módosít juk) :
ID
0,9
'l'tlg~ 0,8 0,7 0,5
o,s
o,~ LI te . (1-177) e=f(LI\Llt2 LI~). A jelöléseket az 1-52. ábra tartalmazza. Két egyszeru kialakítású hocserélo e korrekciós tényezoje az 1-54. és 1-55. ábrán található.
0.3
0,3 0,2
M
41 O 0,01 (102
0,05 M
~2
I 0,5
~O 2j]. S,O 70;0 wr/Wí
iD 0.9
'\1 T ~I 7,5 -~O ,
C 0;8
\.1 II.
!
1\
2,0
In,
1\
r.A,,,
1-56. ábra. 'Pegy=f
I
ifJ
0,7
függvény értékei egyenáramú WI kA) hocserélo esetén, a közegek véghomérsékletének meghatározásához
.:eV
0,5
0,5
; -.-
~t1Y
....
o
~I
(.W2
(41 O,Z OJ3 OJIt OJS 0,8 0,7
0,8 0J9 1,0
Atz Alt""
Afutött
közeg véghomérséklete :
{·ss. ábra. Mindkét oldalon nem keveredo áramú keresztáramú hocserélo e korrekciós tényezoje
(1-180)
A jelölések értelmezését 1. az (1-179) összefüggés1.4.4.2. Hocserélot elhagyó közegek homérséklete, adott hocserélo esetéo Amennyiben adott hocserélot kívánunk felhasználnivalamilyen célra, á feladat a hocserélot elhagyó közegek homérsékletének kiszámítása a hocseréloadatai, ill. a közegek jellemzoi alapján. Egyenáramú hocserélo. A /utoközeg véghomérséklete:
nél ; a homérsékletek értelmezését 1. az 1-51. ábrán.
~O 0,9 lfell 0,8
47 0,5
0,5
(1-178)
D,4.
0,3
ahol
0,2
1-e _(I+W.)kA w' CfJegy=
_
2
W.
0,1 O
(1-179)
qO! 0;02 0,05 0,7 0,2
1+ ~I
o,s
7,0 2,0
5,0 70;0
Wí/Ui
W2
a fütoközeg vízértéke, W/K (kcal/h oc); ml a fütoközeg tömegárama, kg/s (kg/h); c pl a futoközeg fajhoje, J/kgK (kcaljkg°C); Ji\= ~Cp2 a futött közeg vízértéke, W/K (kcal/h oc); k a hocserélo készülék hoátbocsátási tényezoje,
itt W'1=mlcpl
1-57. ábra. 'PeU=f
~I; -.WI (.W2 kA)
függvény értékei ellenáramú
hocserélo esetén, a közegek véghomérsékletének rozásához
meghatá-
38
HOTECHNIKA
Ellenáramú hocserélo. A /utoközeg séklete: tly=tle-LJtl=tle-!feIlLJte ahol
oC,
l-e _(I_W.)kA W, W.
véghömér(1-181)
A jelölések értelmezését 1.az (1-179) összefüggésnél, a hömérsékletek értelmezését 1. az 1-52. ábrán. !fell értéke az 1-57. ábrából veheto. A/utött közeg véghömérséklete: oc. (1-183)
(1-182)
A jelölések értelmezését 1. az (1-181) összefüggésnél, a hömérsékletek értelmezését 1. az 1-52. ábrán!
1__W ._1 e _(I_~.2)kA W, W,
W2
1.5. IRODALOM
[ll ASHRAE Handbook of Fundamentals. New York, American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, Inc. 1967. [21 Bosnjakovié. Fr.: l'echnische Thermodynamik. I. Teil. 4. Aufl. Dresden -Leipzig, Verlag Theodor Steinkopff, 1965. [3] Co. S.T.I.C. Manuel des industries thermiques et aérauliques. Paris, Dunod, 1970. [4] Eckert. E. R. G.: Introduction to heat and mass transfer. New York, McGraw-Hill. 1963. [51 Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. I-I1. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [61 Fekete-Menyhdrt: A légtechnika elméleti alapjai. 2. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [71 Gröber-Erk-Grigull: Grundgesetze der Wii.rmeübertragung. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag,1963. [81 Hartnett. J. P.: Recent advances in heat and mass transfer. New York, McGraw-HiII, 1961.
[9] IHVE Guide, Book C. 4th ed. London, The Institution of Heating and Ventilating Engineers, 1970. [10] Ko//mar-Liese: Die Strahlungsheizung. München, R.Oldenbourg, 1957. [111 Mtu:skásy és szerzotársai: Központi futés. J. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [121 Mihejev. M. A.: A hoátadás gyakorlati számításának alapjai. Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [13] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [14] Rietsch/-Raiss: Heiz- und Klimatechnik. 15. neubearb. Aufl. Bd. II. Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1970. [15] Rohsenow-Hartnett: Handbook of heat transfer. New York, McGraw-HiII, 1973. [16] VDI-Wiirmeatlas, Berechnungsbliitter für den Wiirmeübergang. Düsseldorf, VDI Verlag GmbH., 1963.
2. Áramlástani alapok Szerzo: DR. TÖMÖRY TIBOR Lektor: dr. Gyurcsovics Lajos
2.1. Ideális közeg Az ideális közeg homogén, súrlódásmentes és összenyomhatatlan. A homogenitás azt jelenti, hogy figyelmen kívül hagyjuk az anyag molekuláris szerkezetét. Feltételezzük, hogya közeg a teret egyenletesen tölti ki, és a homogén anyag surusége megegyezik a valóságos közeg átlagsuruségéveI. A súrlódásmentesség azt jelenti, hogya közeg elemi részecskéinek egymáshoz viszonyított elmozdításához ero nem szükséges, azaz az ideális közegben nyugvó súrlódás nincs. Az összenyomhatatlanság azt jelenti, hogya közeg surusége nem változik a nyomás változásának hatására.
A valóságos közeg esetén a homogenitás feltételezése gyakorlatilag minden esetben lehetséges, noha a valóságban csak a közeg átlagsUTusége definiálható. A súrlódásmentesség feltételezése csak az áramlási törvények megfogalmazásához indokolt, a valóságos közegre végzett gyakorlati számítások esetén a súrlódás figyelembevétele szükséges. Az öszszenyomhatatlanság feltételezése valóságos folyadékok esetében gyakorlatilag mindig lehetséges, valóságos gázok esetében a hangsebességnél kisebb sebességu áramláskor megengedheto elhanyagolást, hibát jelent.
2.2. Folytonosság A folytonosság vagy kontinuitás tétele, amely valóságos közeg áramlására is érvényes, az anyagmegmaradás törvényét fejezi ki. Állandósult (stacionárius) áramlás esetén a folytonosság tétele: 111=evA=állandó
kg/s,
lakra meroleges felület, más szóval az átáramlási keresztmetszet, m2. Ha a közeg összenyomhatatlan és a vizsgált áramszakaszban homérséklete nem változik, akkor e= állandó, ebben az esetben a folytonosság tétele:
(2-1)
ahol 111tömegáram, kg/s; e az áramló közeg surusége,kg/m3; v átlagsebesség, m/s; A az áramvona-
V=vA=állandó,
m3/s,
(2-2)
ahol V térfogatáram, m3/s, a többi jelölés megegyezik a (2-1) összefüggéseivel.
2.3. Bemoulli-egyenlet A Bernoulli-egyenlet a mozgási, a helyzeti energia,valamint a nyomás által végzett munka között állapít meg összefüggést. Lényegében az áramló közegenergiamegmaradásának törvényét fejezi ki. A nehézségi erotérben áramló ideális közeg állandósult (stacionárius) áramlására érvényes Bernoulli-egyenlet: ~ v2+p+ egz=pó=állandó
Pa,
(2-3)
ill. ~v2+p+yz=pó=állandó
kp/m2,
(2-4)
vagy a késobb értelmezett jelölésekkel Pdin+Pst+Ph=;::pó=állandó
Pa
(kp/m2),
(2-5)
ahol e a közeg surusége, kg/m3; y a közeg fajsúlya, kp/m3; v az áramló közeg átlagsebessége, m/s;
40
ÁRAMLÁSTANI
P a közeg abszolút nyomása, Pa (kp/m2); g=9,81
m/s2 a nehézségi gyorsulás; z az áramcso tengelyvonalának tetszoleges magasságban felvett vonatkoztatási szinttol mért távolsága, m. A (2-3), (2-4), (2-5) összefüggés kifejezi, hogy az áramló közeg Pö össznyomása az áramlás bármely helyén állandó. Az összefüggések bal oldalának elso tagja az egységnyi térfogatú közeg mozgási energiáját, második tagja a nyomás energiáját, harmadik tagja helyzeti energiáját fejezi ki. Az egyenlet minden tagja nyomás dimenziójú; a baloldal elso tagját dinamikus nyomásnak, második tagját statikus nyomásnak, a harmadik tagját hidrosztatikai nyomásnak, a jobb oldalt össznyomásnak nevezik. Dinamikus
nyomás: (2-6)
ill. -'Y2k/2
Statikus
(2-7)
pm.
Pdin-2gV nyomás: Pst=P
Pa
(kp/m2).
(2-8)
A statikus nyomás az áramló közeg belso P nyomását fejezi ki, amely az áramlást határoló felületen (csofalon) érvényesül. Hidrosztatikai
nyomás: Ph= egz
ALAPOK
Sebességmagasság
v2
hV=2g
(2-14)
m.
Nyomásmagasság: h
p
=-egP
m,
(2-15)
m.
(2-16)
ill. P h=p
'Y
Az ideális közegre vonatkozó összefüggésekben levo P abszolút nyomás helyett valamely - tetszolegesen választott - nyomásszinttol való eltéréssel, nyomáskülönbséggel is számolhatunk. Ennek megfeleloen az eredményként kapott Pö össznyomás is nyomáskülönbséget jelent. A leggyakrabban vonatkoztatási nyomásszintnek a Po légköri nyomást választjuk. A légköri nyomáshoz viszonyított nyomáskülönbség értelemszeruen elojeles. Pozitív elojel esetén túlnyomásról, negatív elojel esetén depresszióról beszélünk. Levego, a levegovel közel azonos suruségu (fajsúlyú) gáz vagy folyadék vízszintes, ill. zárt áramkörben való áramlásakor a hidrosztatikai nyomás hatása elhanyagolható vagy éppen zérus. Erre az esetre a Bernoulli-egyenlet egyszerubb alakja:
ill.
Pa,
:
~ v2+p=pö=állandó ~ v2+ P= Pö= állandó
(2-10)
A hidrosztatikai nyomás a közeg súlyából valamely felületre adódó nyomást fejezi ki. A Bernoulli-egyenletet szokásos a suruség és a nehézségi gyorsulás szorzatával, ill. a fajsúllyal végigosztott alakban is felírni :
(2-18)
A futés- és légtechnikában a hidrosztatikai nyomást elhanyagoló Bernoulli-egyenletnek a következo alakja használatos, figyelembe véve a (2-6), (2-7) és (2-8) összefüggést: Pdin+Pst=Pö'
Pa
(kp/m2).
(2-19)
Pa,
(2-11)
kp/m2,
(2-12)
(2-13)
= Pö2+ iJp Pa (kp/m2). (2-20) A két keresztmetszet közötti áramlási nyomásvesz· teség:
ill. 2
Pö!
vagy a késobb értelmezett jelölésekkel : hv+hp+hz=hö=állandó
kp/m2.
A (2-19) összefüggés ábrázolásakor a Pst nyomásvonal minden esetben a Pö össznyomás vonala alatt helyezkedik el. Valóságos közeg súrlódásos áramlásakor a Bernoulli-egyenlet egy, a nyomásveszteséget kifejezo taggal egészül ki. Az áramlás irányában növekvo számmal jelölt két tetszolegesen választott keresztmetszetre vonatkozó Bernoulli-egyenlet:
2
2V g +E-+z=Pö=állandó 'Y 'Y
(2-17)
(2-9)
ill.
2V g +E+z=Pö=állandó eg eg
Pa,
m.
A (2-11), (2-12), (2-13) összefüggés minden tagja hosszúság dimenziójú. A z hidrosztatikai magasság analógiájára az elso tagot sebességmagasságnak, a másodikat nyomásmagasságnak nevezik.
iJp = Pöl - Pö2
Pa .(kp/m2), ill. az áramlási veszteségmagasság : iJh
= hö! -
hö2
m.
(2-21)
(2-22)
A BERNOULLI-EGYENLET
NÉHÁNY
41
ALKALMAZÁSA
2.4. A Bernoulli-egyenlet néhány alkalmazása 2.4.1. Tartályból kifolyás állandósult (stacionárius) állapotban
2.4.1.2. A tartályból kiáramló közeg térfogatárama Legömbölyített
2.4.1.1.
nyílás esetén: m3/s,
(2-26)
V = IXA2v2 m3/s,
(2-27)
V=A2V2
Kifolyási sebesség
Zárt tartály. A jelölések értelmezése a 2-1. ábrán látható. A feltétel szerint At»A2, következésképpen v2»vl, ill. Vt = O.
éles falú nyílás esetén:
ahol IX az éles szélu nyílás kísérletekkel meghatározott, dimenzió nélküli átfolyási száma (1. a 2.4.3. pontban).
I
i
2.4.2. Nyitott tartály kiürülési ideje
l7i
Éles falú fenéknyíláson keresztül :
I
1__ I
7:=2~tho=~Atho _ Vo IXA2Y2gho
Az
2-1. ábra. Szabad kifolyás zárt tartályból
(2-23)
ahol At színnek kezdeti kezdeti
s,
(2-28)
m2; ho a vízfela tartály keresztmetszete, a kifolyónyílástóI mért távolsága a 7:=0 idopontban, m; Vo térfogatáram a 7:=0 idopontban, m3/s.
ill.
mis,
V2= V2g(Pt;P2+h)
2.4.3. Csoben áramló közegmennyiség mérése
(2-24)
aholPt a tartályban a közeg felszíne felett uralkodó nyomás, Pa (kp/m2); P2 a kifolyónyílás környezetében uralkodó nyomás, Pa (kp/m2); e a közeg surusége, kg/m3; y a közeg fajsúlya, kp/m3; g a nehézségigyorsulás, m/s2; h a közegfelszÍn távolsága akifolyónyílás középvonalától, m. Nyitott tartály. A jelölések értelmezése a 2-2. ábra szerint. (2-25)
A Venturi-mérovel, a mérotorokkal és a méroperemmel végrehajtott mennyiségmérés a Bernoulliegyenlet alkalmazásán alapszik, és megadja a méroszerkezet (elem) elott (1 index) és a legszukebb keresztmetszetben (1 index) kialakuló nyomás- és sebességviszonyok összefüggését annak feltételezéséveI, hogy a hidrosztatikus nyomás nem változik, az áramlás állandósult (stacionárius).
Tömegáram: m= lXeA2Y 2et(pt-
Af
-- -----~ ---
-=
I
=-
''í 2-2. ábra. Nyitott
tartály éles szélu kiömlonyílással
kg/s
(2-29)
(a technikai mértékrendszerben a tömeg származtatott mértékegysége miatt a tömegáram nem használatos).
Térfogatáram: V=lXeA2
Az
P2)
.
V2-(Pt-P2) el
m3/s,
(2-30)
ill. (2-31)
42
ÁRAMLÁSTANI
ahol ~ átfolyási szám, értéke a csoátmérore vonatvD A2 koztatott Reynolds-szám: Re= _1_ és az m=-;4= eP -i1k'té·· fU é é'JIb V .~, = D2 SoLU 1 SI Viszony uggv ny en entun-csore a 2-3. ábrából, mérotorokra a 2-4. ábrából, méro-
ALAPOK
peremre a 2-5. ábrából veheto. e expanziós szám, kifejezi az áramló közegnek a szukítonyíláson átáramlás közben eloálló suruség- (fajsúly-) változását; összenyomhatatlan közeg (folyadék) esetén e= levego, ill. gázok esetén e értéke a 2-6. ábrából
I;
veheto, a Pl -
Pl
1,16
o{
P2
nyomásviszony , a " izentropikus
kitevo és az m szukítési viszony függvényében. Levego, oxigén, nitrogén, hidrogén, szén-mon oxid esetén ,,=1,41, szén-dioxid esetén ,,= 1,31. A2 a szukítonyílás legkisebb keresztmetszete, m2; el a közeg surusége a zavartalan áramlás szelvényében a szukítonyilás elott, kg/m3; Yl a közeg fajsúlya a zavartalan áramlás szelvényében a szukítonyílás elott, kp/m3; Pl abszolút nyomás a szukítonyílás P2 abszolút elotti csapolás helyén, Pa (kp/m2); nyomás a szukítonyílás kisnyomású megcsapolása helyén, Pa (kp/m2). (A Venturi-mérore, a mérotorokra és a méroperemre az MSZ 1709-56 tartalmaz eloírást.)
1,11,
1,12
1,10
~08 1,08
1,01,
~02 ;,00
a9104~-2~3~4~5~~!0-S-2-3~4 -5-105 Re
2-3. ábra. Mérótorok beömlésu Venturi-méro ol: átfolyási száma a Reynolds-szám függvényében
//,
1
.••• II
--+ lj
-
l'I
II
=
~,-V II-,
iVi N
1/
I'm=O.45' I ~] '", I m-0401 iliJIU !-1,Ili!1 I _",,cs~ I I i, I '~'f? ,1 ! -06 '1 m-o, ()ltii il: 1II:T'1III rT i I ITm-05rf IllTT 'tn7-0S5 m-{1 m-O, :1 IT Illi ~l::j ~20 I"'=-~,4 VI , II!', ,Ill' i,..IT !'»~ :
I
/ 'i'/1
m szúkitési viszony
,
I~~
'1"
'1
-Ol.
0,81,
o(
ot
0,82 1,18
0,80'478 ~f4 0,76 1,12
0,72 1,08
0,70
1;06
488
1,01,
1,02
0,64
1,00
0,62
0,98
0,60
0,96
458" I 11111 ],,, 345 10* 2345
103
II]"
2-4. ábra. Mérotorok
ol: átfolyási száma a Reynolds-szám függvényében
m szf1kltési viszony
"
II
laS 2 345
I !o·,~.;) ,1
Re
Re
2-5. ábra. Sarokmegcsapolású méröperem ol: átfolyási száma a Reynolds-szám függvényében m szf1kitési viszony
------1,
A BERNOULLI-EGYENLET
NÉHÁNY
43
ALKALMAZÁSA
2.4.5. Csovezeték falán kiáramló közegmennyiség Az Al keresztmetszetu, vízszintes tengelyu cso falán helyezkedik el az A2 felületu, éles szélu kiömlonyílás (2-7. ábra). A csovezetékben áramló közeg sebessége v •• m/s; surusége el' kg/m3; statikus nyomása Pstl, Pa; a csoben áramló közeg össznyomása a kiömlonyílás helyén: Pöl=Pstl +~ ~=Pstl+ M7
Pdinl
A csovezeték környezetében köri nyomású levego helyezkedik
nyugvó, el, azaz
Pa.
Pö2=Pst2
0,96
Pa.
(2-34) Pst2
lég-
(2-35)
A csovezetékben túlnyomás van, Pöl>Pö2' a nyomáskülönbség kicsi, következésképpen kiáramláskor a közeg surusége nem változik, az expanziós tényezo e= l-nek veheto. A nyíláson kiáramló közeg térfogatárama a (2-30) összefüggéssel számolható: 0,95 0,96 q97 0,98 2-6.
o,gg
[,
V = a.A2
1,00
ábra. Az 8 expanziós szám értékei tetszoleges" pikus kitevo és kis nyomásesés esetén
.
izentro-
y2el (PöI - Pö2) -
A Prandtl-cso
félgömb alakú orrpontján a közeg sebessége zérus, ott az ún. torló pont keletkezik. A cso hengeres palástján kialakított nyílások környezetében az áramlás sebessége a zavartalan áramlás adott helyen kialakuló sebességéveI azonos. A torIóponton a közeg össznyomása (PI), a palástfuratokon a közeg statikus nyomása (P2) mérheto.Az orr- és az oldalfuratokra felírt Bernoulliegyenletbol következik a mérés helyén uralkodó o sebesség : (2-32) ill.
v=
V~
(PI- P2)
mis,
c1óirást.)
V Pöl Pstt
összefüggéssei számítható. A kilépo sugár tengelye és a csovezeték által bezárt p szög a
p=arc
tg
V Pdinl Pstl
(2-37) tengelye
(2-38)
összefüggéssel határozható meg. A kilépo sugár átlagsebessége : v _
s-
Ji' a.A2
mis.
(2-39)
I Af
(2-33)
ahol,i a közeg stírusége, kg/m3; y a közeg fajsúkp/m3; g nehézségi gyorsulás, m/s2; PI a közeg ÖSSlnyomásaa torIópontban, Pa (kp/m2); P2 a kö~statikus nyomása a palástfuratokon, Pa (kp/m2). (APrandtl-cso kialakítására az MSZ 1709-56 ad
Iya,
(2-36)
Az a. átfolyási szám az a.=0,62
2.4.4. Sebességmérés Prandtl-csovel
m3/s.
.~ ~
v- Vjpstl
2-7. ábra. Vékony falú cso éles szélu nyílásán kiáramló levegösugár
44
ÁRAMLÁSTANI
2.4.6. Borda-Camot-veszteség
ALAPOK
m/s; v. a közeg sebessége a szuk csoszelvényben, mis.
A Borda-Carnot-veszteség a 2-8. ábrán látható hirtelen bovülo csó'ben áll elo. A bovülo csotoldatban fellépo súrlódás nyomásveszteséget okoz, azaz a Pst2 statikus nyomás a Borda-Carnot-veszteséggel kisebb, mint a Bernoulli-egyenletbol számítható, ideális közegáramlás esetén kialakó nyomás. A Borda-Carnot-veszteség: (2-40) ill. i
íJ,
Pm
i1p'=k (v.-v2)2
(2-41)
kp/m2,
a közeg surusége, kg/m3; y a közeg fajsúlya, kp/m3; v2 a közeg sebessége a bo csoszelvényben,
ahol
oZ
Ps/ti
fl
2-8. ábra. Borda-camot-veszteség
hirtelen bovülo csoben
2.5. Kritikus nyomás A Bernoulli-egyenlet alapján levezetett összefüggések csak addig érvényesek, amíg a keresztmetszet-változás elotti és utáni nyomásviszony a kritikus nyomásviszonyt el nem éri. A kritikus nyomásviszony esetén az áramlás sebessége a hangsebességgel megegyezo lesz. Ebben az esetben a kisebb nyomás további csökkenését nem követi sebességnövekedés.
A kritikus sebesség:
vkr=
V 2 ,,: 1 pv mis,
(2-42)
ahol " az áramló közeg i]:entropikus kitevoje; p a közeg abszolút nyomása, Pa; v a közeg fajtérfoga· ta, m3/kg.
2.6. Az áramlás minosége Csövekben, csatornákban kétféle áramlás alakulhat ki: lamináris (réteges) és turbulens (gomolygó). Az áramlás minoségét a Reynolds-szám dönti el : vi
Re= -'v , v
I
~áfl .~
I rmax-
2Váll
a)
(2-43)
ahol v az áramló közeg átlagsebessége, m/s; I jel· lemzo méret (csoben, csatornában áramlás esetén a d csoátméro), m; 'v az áramló közeg kinematikai viszkozitása, m2/s. Lamináris az áramlás Re< 2320, turbulens Re> A súrlódási nyomásesésre jellemzo A. súrlódási tényezo hirtelen megno, ha Re> 2320. Az ugrást magában foglaló 2320< Re< 4000 tar· tományt nemstabilis tartománynak nevezik. A hotechnikában azonban a nemstabilis tartományban eloforduló Reynolds-számokat megfelelo óvatos· sággal kell kezelni, mert a hoátadásban jelentos ha· tású a határréteg vastagsága és a sebességmegoszlás rendezetlensége. Lamináris áramlás esetén a sebesség megoszlása!
>2320 esetén.
v
J b)
2-9. ábra. Sebességmegoszlás csoben
-----_------11 a) lamináris
áramlás
esetén; b) turbulens
áramlás
esetén
i
AZ ÁRAMLÁS
parabolikus (v ~y2, Hagen-Poiseuille-áramlás). Az átlagsebesség a cso tengelyében kialakuló maximális sebesség fele {2-9. a) ábra]. Turbulens áramlás-
45
MINOSÉGE
ban a sebesség logaritmikus megoszlású, amely hetedfokú parabolával (v ~r7) jól közelítheto [2-9. b) ábra].
2.7. Nyomásveszteség
csovezetékben
A valóságos közeg áramlására érvényes (2-21) A A ellenállás-tényezo a Reynolds-szám függvényében a 2-10. ábrán látható. összefüggés a nyomásveszteség, amely minden esetLamináris áramlás hidraulikusan sima és érdes ben Llp>O. A nyomásveszteséget áramlási ellenállásnak is nevezik. falú csoben: A Llp nyomásveszteség a Llpsúr súrlódási és a Llpz (2-45) alaki ellenállás összege: Turbulens
áramlás
hidraulikusan sima csoben. görbeserege turbulens áramlásra vonatkozó ellenállás-tényezoket ad meg. A görbesereg egy határgörbéhez simul, amely a hidraulikusan sima csovezetékek esetére érvényes. A mérési eredmények függvénygörbéjének megközelítésére több szerzo összefüggése használatos : Prandtl és Kármán szerint:
A 2-10. ábra jobb oldalának
+ ~I
Ck) Pdini
Pa (kp/m2).
(2-44)
A (2-44) összefüggés n számú egyenes csoszakasz és m számú alaki ellenálláshely nyomásveszteségét adja meg. Az összefüggésben A a súrlódási ellenállás-tényezo; 1 az egyenes csoszakasz hossza, m; d az egyenes cso átméroje (ill. egyenértéku átméroje; I. 2.7.2. pontot), m; C az alaki ellenállás veszkiteségtényezoje; Pdin az egyenes csoszakaszban alakuló dinamikus nyomás a (2-6), ill. (2-7) öszszefüggés szerint, Pa (kp/m2). A dinamikus nyomást az áramló közeg adott átméroju csoben kialakuló átIagsebességeként kell számítani. A (2-44) összefüggés jobb oldala szerint a súrlódásiés az alaki ellenállást egyaránt az i-edik csoszakaszra értelmezett dinamikus nyomással kell számítani. A jelölés azt jelenti, hogy az i-edik és az (i+ 1)-edik egyenes csoszakasz között elhelyezkedok-adik alaki ellenállás-helyet az i-edik egyenesszakaszra értelmezett dinamikus nyomással kell számolni. Ez, a gyakorlat szempontjából célszeru megkötés,alól csak néhány alaki ellenállásfajta képez kivételt (pl. hirtelen keresztmetszet-szukülés stb.,ahol a nagyobb dinamikus nyomást kell számításbavenni).
2.7.1.
J..
súrlódási ellenállás-tényezo
A ). súrlódási ellenállás-tényezo jellemzi az egyenescsövezetékben kialakuló nyomásveszteséget. A ). ellenállás-tényezot nagyszámú mérés eredményekénthatározták meg, és a mérési pontok függl'énygörbéjének közelíto összefüggését adják meg.
1
,/-
(2-46)
t,(=21g (Rer J,)-0,8. Blasius szerint (Re< 105) : A= 0,316
.
(2-47)
VRe 2-1. táblázat. A kérdességet jellemzo méret különbözo csövekben Csorajta
Húzott cso (többek között sárgaréz) PVC cso és PE cso Azbesztcement cso (új) Szokványos kereskedelmi minoségu acélcso Horganyzott cso Rozsdátlanított acé1cso Nagyon rozsdás acélcso Öntöttvas csó AszfaJtbevonatú öntöttvas cso Korcolt fekete vaslemez csatorna FlexibíJís gégecso
Sima rabic-csatorna Falazott csatorna Facsatorna Betoncsatorna (érdes)
k,mm
0,0015 0,005 0,6 ... 0,1 0,045 0,15 0,15 1,0 1,0 3,0 0,4 0,6 0,125 0,15 0,6 ... 0,8 (esetenként 2,0) 1,5 3,0 5,0 0,2 1,0 1,0 3,0
A
46
-~
~
ÁRAMLÁSTANI
0,08
ALAPOK
0,09 0,0.70,10
0,06
I
nof, I YTm
'Ifj
.nnn7
-~I--
~o.l"lll
o,010~t 1
0,008
10
3
mr
'+I
.l:::'
(J,009
ll..l
r
.'"
2 3
2-10. ábra.
5 A
2 3
s
súrlódási ellenállás-tényezó
+ 0,221 Re -0,237.
2 3
t
s
707 1 3 Re
a Reynolds-szám és a relatív érdesség függvényében
Nikuradze szerint (Re> 1OS) : A= 0,0032
s
1 3
~ 708
~
mány. A hidraulikusan (2-48)
. Turbulens áramlás érdes csoben, határgörbe. A 2-10. ábra érdes falú csövekre vonatkozó görbeserege a határgörbétoljobbra eso tartományban független a Reynolds-számtól. A határgörbe egyenle-
sima cso görbéje és a határ· görbe közötti területet átmeneti tartománynak nevezzük. Ebben a tartományban a ;. ellenállás-tényezo a Colebrook-összefüggéssel:
.\
~r.;3 ,175 f;'1 _- - 2 19 (k/d
2,51 + Ref;' ,r.;-')
i
(2-50)~ ,
te:
Turbulens
: ReYi=200,
áramlás
teljesen érdes csoben. A
(2-49) összefüggéssei meghatározott
ahol ~ a cso relatív érdessége; k az érdességet jellemzo méret, m; d a cso belso átméroje, m. A k érdességet jellemzo méret értékeit a 2-1. táblázat tartalmazza. Turbulens áramlás érdes csoben, átmeneti tarto-
li
(2-49)t
határgörbétol jobbra!' eso területet, amelyben A független a Reynolds·i számtól, tiszta turbulens szakasznak nevezzük. ·EbJ ben a tartományban szokásos teljesen érdes csol'Ól beszélni:
1
ri = 1,14-
2,0 19 ~ .
l
(2-51)1
NYOMÁSVESZTESÉG
2.7.2. Egyenértéku átméro A 2.7. és 2.7.1. pontban szereplo képletekbe nem kör keresztmetszetu szelvények esetén a nyomásveszteségszempontjából egyenértéku átmérot kell helyettesíteni~ (2-52)
ahol 'hi a hidraulikus rádiusz, m; A az áramló közeggelkitöltött szelvény felülete, m2; K az ún. nedvesített kerület, azaz a szelvény kerületének az a része, amelynek mentén az áramló közeg a csofalJalérintkezik, m. A 2-11. ábra néhány különleges keresztmetszet egyenértéku átmérojét tartalmazza.
.• -=-----"'-'C-c-. "II--==-)';Úii-~' T' 19"'T""i" Y' Y
K·bt2m ej
2-11. ábra. A folyadékkal kitöltött A keresztmetszet és a nedvesített K kerület értelmezése a hidraulikus rádiusz, ill. egyenértéku átméro száinításához a)
négyzetkeresztmetszetú, teljesen kitöltött szelvény; deo, =a;
bJ
téglalap
2ab
keresztmetszetú,teljesen kitöltött szelvény deo, = a+b; ej téglalap ke4bm resztmetszetü, nyitott (részben kitöltött)
szelvény; deIn
= b+2m
47
CSOVEZETÉKBEN
nes csoszakasznak tekinteni, és az így számított súrlódási ellenálláshoz az alaki ellenállást hozzáadni. A könyökcsövek ellenállását az elozokhöz hasonlóan a tengelyvonalak metszéspontjáig, ill. metszéspontjától kell egyenes csoszakasznak tekinteni és az alaki ellenállást ehhez hozzáadni. A C veszteségtényezoket hidraulikusan sima csovezetékekre adják meg. Érdes csovezetékek esetén az ellenállás-tényezo: Cé= ~ C,
(2-54)
ahol Aé=f(Re, ~) az adott Reynolds-számhoz és relatív érdességhez tartozó súrlódási ellenállás-tényezo; A=f(Re) az adott Reynolds-számhoz tartozó hidraulikusan sima csovezetékre vonatkozó súrlódási ellenállás-tényezo; C a hidraulikusan sima esore vonatkozó alaki veszteségtényezo. A 2-2. és 2-3. táblázat tartalmazza a súrlódási ellenálláshoz hozzáadandó alaki ellenállás C veszteségtényezoit, értelmezésükkel és a számítási öszszefüggésekkel. Különös figyelmet érdemel a táblázatban a Pdin dinamikus nyomás értelmezése! Állandó téglalap keresztmetszetu (bl=b0 ívcso C veszteségtényezoje a 2-12. ábrából, a szukülo keresztmetszetu (bl=2b0 ívcso veszteségtényezoje a 2-13. ábrából veheto. Az alaki ellenállást a kilépo 1,00 C
0,90
~80
~70 2.7.3. ~ alaki veszteségtényezo Az alaki veszteségtényezot mérések kel határozzuk meg. Tekintettel arra, hogy a C veszteségtényezonek a Reynolds-számtól, a fal érdességétol valófüggését ritkán vesszük figyelembe, a közölt értékekcsak tájékoztató jelleguek. Ívek, könyökcsövek vesztesége két részbol tevodik össze: az ív belso oldalán keletkezo leválási veszteségbolés az ívdarabban fellépo súrlódási veszteségbol:
C=~~+~
~~~
súr index a súrlódásra, az i index a leválást eloidézoirányelterelésre utal.) A hálózatméretezéskor célszeru az íveket eloszöra tengelyvonal hosszúságával megegyezo egye-
(A
0,20 ~tO
2,5
o O
1,0
2,0
3,0 "Irtll
7i; 2-12. ábra. Állandó téglalap keresztmetszetü ségtényezoje
ívcso
C
veszte-
48
ÁRAMLÁSTANI
ALAPOK
2-2. táblázat. Alaki ellenállások
L1p=l:-v2
r· M~
------~-y I
2g KiaIakítás ' veszteségtényezo Csofajta tJpkp/mz nyomásesés L1p=l:-v2 =0,152gy kp/m2
2
I
I
I
1:
veszteségtéoyezoje
L1p=l:-v2 =0,35 =0,20 =0,4 =0,8 1:=1,3 (!
1:= 1,0
Pa
Pa
L1p= 1:-v2(!
iv
(! L1p=l:-v2
FOJTÓT ÁRCSA, éles szélu
Pa
2
1:=(~_1)2 aA:l kp/m2
L1p= 1:2'. v2
2g
L1p=1: g v~
Pa
2
1:=(~_1)2 aA2 kpjm2
L1p= 1:2'. v~ 2g
1:2
ELÁGAZÁS, éles szélu
----1---
1:
Ij~ I
V2/V1
0,74 0,62
V1
=0,5 =1,0 =2,0 =3,0
/1=90°
j~o 1,5
4,5
0,74 ~,58 45° I 0,77 I 3,1
0,54 0,45 0,43 I 2,0
dp= 1:2-
y
2g
2
v2
kp/m2
PROFILOK 0,07 0,55 2,0 0,90 0,2 0,23
1_
4,0 '1,4
0,7
X-- - +--
__ ~~
:
~~
y L1p= 1: _1)2
2g
kp/m2
NYOMÁSVESZTESÉG
49
CSOVEZETÉKBEN
2-2. táblázat folytatása Kialakitás
C,öfajta
C
folyamatosan
Ap nyomásesés
LJp=, ~ vi
_
.i.-- -=r-~ :=1j3
=200 {3= 100
II.
=300 = 40"
O
veszteségtényezö
-
J"'Az
-
LJp=1;!.-vi 2
=0,45 1;=0,20 =0,60
=EE
-
' ...l (Borda-carnot) ~ hirtelen ;;> ~ O
~
••.
__
.
--.~
2 e 2
1--
1;=
-I
•...
A AI)2 2
(
_ -Az
A1-
•
k"laram l'as
y ~
LJp=l;-vl LJp=I;-VI
1;= 1,0
y
{3=30" folya=to~"
~
=45" -60"
A1 ft -""A~ }-:•.•.• -t
1
_
V, ]
-A - - -, 1 ~
~
N . beáramlás
1;=0,02 =0,04 =0,07 (1
-A2V,
~ :;J
[Il
C~
)2(
2 C ~ <>i LJp=l;!.-vi 2g
A2)
J-
~-t t-T,
p
szelvényben kialakuló sebesség dinamikus nyomásárakeIl vonatkoztatni. A könyökcsoben a veszteség csökkentheto terelolemezek beépítéséveI. Ebben az esetben C = =0,15... 0,2 veszteségtényezo veheto számításba. Az egymás után közvetlenül következo - sorba kötött - alaki eIlenáIláshelyek nyomásveszteségénekmeghatározásakor figyelemmel keIl lenni arra, hogyazok egymásra hatnak. Az elso eIlenáIláshelyenmegzavart, rendezetlen közeg áramlik a másodikba, és így tovább. Az együttes nyomásveszteség esetenként lOO%-kal nagyobb, mint az egyes 6 Az épülctgépé szet kézikönyve
kp/m2 u
__
e 2 P
'
2g 2
y
I
2
kp/m2 _
Llp=1;2v~ Pa e I
V2 ---
2
p,
Y Ap~. ,", Ll =1;-v2
I - -.
2
dp~
1;= (1~_I )2
II
--
kp/m
Llp= 1;-2g vI kp/m
-
...l "',," ," O
2 Pa
J- _ e 2 P Llp= \, 2 vI a
t
·0
kp/m2
2g
=~
O ~
~ h'
Pa
2
2
Llp= 1;-2g v2 kp/m
Éles szélu
a= 0,63
Letört szélu Lekerekített szélu
a=0,75
Íveit szélu
a=O,99
a =0,90
alaki ellenálláshelyek számított nyomásveszteségének összege. Különbözo, sorba kapcsolt könyökcso-elrendezések esetében az egyes könyökök számításba veheto veszteségtényezoje a 2-14. ábrából veheto. Áramlatok szétválasztása és egyesítése során eloáIló nyomásveszteség a veszteségtényezo felvétele alapján számítható. A 2-IS. ábra áramlatok szétválasztására, a 2-16. ábra áramlatok egyesítésére vonatkozik, és minden esetben a legnagyobb közegáram sebességének (vo) dinamikus nyomását kell számításba venni.
50
,5
ÁRAMLÁSTANI
---
61,0 5 ... 2,5 I---6,0 2,0 1,2 4,0 II 300 5,0 100 200 I 4,5 ... 5,0 I 1,5...2,5 3,5 I 3,5 I tangenciális I
I
2-3. táblázat. Szerelvények 0,75 1,5 2,0 4,01,0 .. .4,5 Átméro, Hullámonként ......0,30 d, mm Jel0,15 2,0 ... 3,0 3,51,5
-[xx}-ti](]-t><}-sz-tXJTI
ALAPOK C
veszteségtényezoje 8 3,0 5,0... 8,0
C
ve5Zleségtónyezo
---IXXXJ~~
I
I
NYOMÁSVESZTESÉG
51
CSOVEZETÉKBEN
~OO C
Ibt-2obZ 0,90 OIJO 0,8
0,70
0,6
0,80
0,* 0,2
O
O/tO
-0,2
0/,.
0,2
O
0,8 .
0,8
':'1 m··
D
2-15. ábra. Áramlatszétvá1asztás A veszteségtényezot
o
1,0
C
a vll sebesség dinamikus
veszteségtényezoje
nyomására
kell vonatkoztanll
2,0
rktil
/if 2-13. ábra. Szukülo téglalap keresztmetszetú ségtényezoje Tbel
belso sugá<; TkUl külsö sugá<
ívcso
C
veszte-0,2 -0,4 -0,6
0,8 1,0 "2
O
0,2
0,4
0,6
0,8. 1,0 .!!!i. m(j
2-16. ábra. Áramlategyesítés A veszteségtényezot
leolvllllOtt 41 számításba 325 O C könyökcsövek aid I8 I7I 0,' \I}kell 0,301 ~501kÖnyökökre küoket az egyes vonatkozóan O
r
0,35 Q2S
yezoje 1 0,45
i ..
0,3 0,2
A a/ok
veszteségtényezoje
C
a vll sebesség dinamikus
nyomására
kell vonatkoztatn
8 a/ak
Q"[ffi]3l r 43 0,2
0,1 ••.•
1
",1 ,1
~ ,~
072
34567 aid
52
ÁRAMLÁSTANI
ALAPOK
2.7.4. A csoellenállás számításának pontossága A csovezeték ellenállásának meghatározására közölt összefüggések és adatok a mérnöki gyakorlat szempontjából elegendo pontossággal adják meg a csovezeték ellenállását, azonban ezt csak közelítésnek szabad tekinteni. A bizonytalanság okai: - az érdességet jellemzo méret (k) megválasztásának bizonytalansága, amely rQzsdásodás, lerakódás következtében idovel növekedhet; - a csatlakozások kialakításának bizonytalansága, amely a járulékos ellenállás-tényezo tagot jelentosen növeli [vö. a (2-53) összefüggéssei] ; - az alaki ellenálláshely által megzavart áramkép sebességeloszlásának bizonytalansága; - a szerelvények valós ellenállás-tényezojének bizonytalansága és szórása; - a csovezetékek méretének a számítottói való eltérése. Az utóbbi okozza a legnagyobb hibát. Azonos V térfogatáram és állandó A súrlódási ellenállás-tényezo feltételezésévei valamely I hosszúságú, d átLtpI méroju egyenes csoszakasz nyomásvesztesége :
-
(2-55) A nyomásveszteség a csoátméro ötödik hatványával fordítottan arányos. Ebbol következoen a tényleges és a számított nyomásveszteség aránya: (2-56)
(Az 1 index a számított, a 2 index a tényleges értékekre utal.) A csoátméro 1%-os csökkenése 5%-os nyomásnövekedést okoz. További adatokat a 2-4. táblázat tartalmaz. 2-4. táblázat. A csoátméro változásának befolyása csovezetékek súrlódási ellenálisára
d. 0,99 1,44 2,25 1,10 1,69 1,29 0,98 0,85 0,70 0,95 0,80 0,93 0,75 0,90 1,05 5,95 3,OS 14,21
dlLtp2
,jP~A~'~v'=+~lf r~ 2.8. Hasonlóság Bonyolult áramlástechnikai és hotechnikai folyamatok, jelenségek szabatos vizsgálata valós körülmények között igen nehézkes, egyes esetekben megoldhatatlan. A jelenségek matematikai leírása és megoldása sok esetben hasonló nehézséget jelent. A folyamatok, törvényszeruségek megismerése azonban szükséges. Ebben nyújt segítséget és ad megoldást a hasonlóságelmélet és az ennek alkalmazásán alapuló modellezési módszer. A modell az eredeti, a vizsgált folyamatot, jelenséget transzformált feltételek mellett megvalósító berendezés. A hasonlóságelmélet szabja meg azokat a feltételeket, amelyeknek megvalósítása biztosítja a két jelenség, folyamat egyértelmu megfeleltetését. A valóságos és a modellben megvalósított jelenség egyértelmu megfeleltetésébol következik, hogy a valós folyamat transzformált modelljén mért adatok, megállapított törvényszeruségek a valóságra visszatranszformálhatók és szabatosan jellemzik azokat. A modellezés lehetoséget ad arra, hogy a folyamatokra ható összes tényezo befolyá-
sát együttesen, ill. külön-külön, egymástól elkülönítve vizsgáljuk. Az esetek többségében meghatározhatók, felírhatók a fizikai jelenségek törvényszeru kapcsolatára jellemzo differenciálegyenletek. Ezek azonban esetenként analitikailag nem oldhatók meg. A hasonlóságelmélet segítségével végrehajtott modellvizsgálatok az elozok ellenére megadják a megoldást. A modellezés alapját képezo hasonlóságelmélet alaptéteiei : a) az egymáshoz hasonló jelenségek hasonlósági kritériumai azonosak (Newton tétele); b) a jelenséget jellemzo és nem integrált differenciálegyenletekkel megadott törvényszeruségek a hasonlósági kritériumok függvényei (Federman és Buckingham tétele); c) a jelenségek akkor hasonlók, ha egyértelmuségi feltételeik hasonlók, és az egyértelmuségi feltételek alapján megállapított hasonlósági kritériu-
i
53
HASONLÓSÁG
mokszámértékei megegyeznek (Kirpicsev és Guhman tétele). Az egyértelmuségi feltételek a hasonlóság szükségesés elégséges feltételeit tartalmazzák, amelyek lehetnek: aj a rendszerek geometriai hasonlósága; b) a rendszereket alkotó fizikai jellemzok (suruség,viszkozitás, fajho stb.) hasonlósága; c) a rendszerek kezdeti állapota; d) a rendszerek határánfennálló állapotok. Ha a vizsgált jelenség hasonlósági kritériumaiban foglalt összes :fizikai mennyiség az egyértelmuségifeltételekben szerepel, akkor az a hasonlósági kritérium meghatározó kritérium. Ha azonban a kritériumban egy olyan fizikai mennyiség is elofordul, amely az egyértelmuségi kritériumot nem elégítiki, akkor az a kritérium nem meghatározó kritérium. Ebben az esetben a közelíto modellezés módszerét kell alkalmazni. A közelíto modellezés a viszkózus közegre jellemzo áramlási tulajdonságokon, úrn. a stabilitáson és az önmodellezo képességenalapul. A stabilitás a viszkózis közeg azon tulajdonsága, hogy áramlás közben a sebességeloszlás egyértelmuen meghatározott. Az önmodellezés azt jelenti, hogy a mozgás jellege független a folyamat meghatározó kritériumától. Áramlási és hotechnikai folyamatok modellezésekora mechanikai és a hohasonlóságot kell megvalósítani. A mechanikai hasonlóság azokat a feltételeket határozza meg, amelyek teljesülése esetén a geometriailag hasonló rendszerekben hasonló mozgások mennek végbe. Összenyomhatatlan közeg áramlásakor a hasonlósági kritériumok a folytonosság (kontinuitás) és a Navier-Stokes-mozgásegyenletalapján: Homokronitási (egyidejuségi) szám:
tása, m2/s; p a közeg nyomása, Pa (kp/m2); e a közeg surusége, kg/m3 (kps2/m4). A homokronitási szám nem állandósult (instacionárius) folyamatok esetén meghatározó kritérium, segítségével a valóságos és a modellfolyamatok hasonló idopontjai határozhatók meg. A Froude-szám a nehézségi és a tehetetlenségi erok viszonyát fejezi ki, és a suruség- (fajsúly-) különbség következtében létrejövo gravitációs áramlások hasonlóságát biztosítja. A Reynolds-szám a tehetetlenségi és a viszkozitási erok viszonya, és nemizotermikus kényszermozgások hasonlósága esetén meghatározó kritérium. Az Euler-szám a valóságos közeg áramlásakor eloálló nyomásesésbol adódó és a tehetetlenségi erok viszonya. 70 mis alatti sebességtartományban a mozgás hasonló abban az esetben is, ha az abszolutnyomások hasonlósága nem elégítheto ki. Ebben az esetben az Euler-számba az abszolút nyomás helyébe a rendszer két tetszoleges pontja közötti L1p nyomáskülönbséget kell helyettesíteni. A kényszermozgás esetén adott nyomáskülönbség hatására kialakuló áramlási sebességet meghatározó Re= =f(Eu) egyenletben az Euler-szám a meghatározó kritérium. Két vagy több rendszer mechanikai hasonlósága esetén a homokronitási, Froude-, Reynolds-, Euler-számok a tér (terek) tetszoleges megfelelo pont jaiban azonos értékuek. Egyes esetekben a (2-57), (2-58), (2-59) és (2-60) összefüggésben szereplo :fizikaijellemzok nem vagy csak nehezen mérhetok, következésképpen a modellvizsgálat során a hasonlósági kritériumok azonossága nem határozható meg. Ebben az esetben az elozo hasonlósági kritériumokat módosítani célszeru a jól vagy könnyebben mérheto fizikai jellemzok figyelembevételével: Galilei-szám:
Ho=
1J1:
•
I '
(2-57) Ga= Fr . Re2= gP .
Froude-szám:
'lI2
gl .
Archimedes-szám:
Fr= zr.'
(2-58)
Re= vi .
(2-59)
Reynolds-szám: 'll '
(2-61)
'
gl Ar= Fr . [J(T1- T2)=""2 v [J(T1- T2); Grasshof-szám: gP
Gr= Ga . [J(T1- T2)=
Eu/er-szám:
(2-62)
pl [J(T1-
T2), (2-63)
gázokra : P
EU=-2' ev
Gr=gP
(2-60)
ahol v az áramló közeg átlagsebessége, mis; 't ido, s; / az áramlás irányában jellemzo méret, csovezeték esetén az átméro, m; g nehézségi gyorsulás, m/s2; 'll az áramló közeg kinematikai viszkozi-
112
. T1-T2
TI'
(2-64)
ahol a még nem értelmezett betujelek jelentése: [J térfogat-hotágulási együttható, IIK, gázokra [J= ~ ' l/K;
T abszolút homérséklet, K.
54
ÁRAMLÁSTANI
A Galilei-szám a Froude-számmal megegyezo jelentésu, ugyancsak a nehézségi erok hasonlóságára jellemzo, csak más fizikai jellemzoket tartalmazó kritérium. Az Archimedes-szám nemizotermikus kényszermozgás esetén lehet meghatározó kritérium, ha mérheto a tér két pontja között a sUTUSég-vagy a homérséklet-különbség. A Grasshof-szám szabad áramlás esetén lehet meghatározó kritérium, amikor a suruségkülönbséget homérséklet-különbség hozza létre, és a homérséklet-különbség mérheto. Az áramlástechnikai, a légtechnikai folyamatok modellezésekor többnyire a hohasonlóságot is meg kell valósítani. A hó'hasonlóság a geometriailag és mechanikailag hasonló rendszerekben a homérsékletmezok és az energiaáramok hasonlóságát írja le. A hovezetés és a hocsere egyenleteibol a hohasonlóság kritériumai: Fourier-szám: (2-65) Péc/et-szám: Pe=vl. a '
(2-66)
Nusselt-szám: a.1
Nu= -;).. ahol a=~
cpe
(2-67)
homérséklet-vezetési
tényezo,
m2js
ido, s (h); I jellemzo méret, m; v az áramló közeg átlagsebessége, mjs; a. hoátadási tényezo, Wjm2K (kcal/m2h°C); )"hovezetési tényezo, WjmK (kcal/mh oc). A Fourier-szám nem állandósult instacionárius folyamatok esetén meghatározó kritérium, amelylyel a homérsékletmezoknek a valóságban és a modellben hasonló idopontjai határozhatók még. A Péclet-szám a konvektív és konduktív energiaáramok viszonyát fejezi ki, és az energiaáramok modellezésekor meghatározó kritérium. A Péclet(m2fh)
or
ALAPOK
szám és a Reynolds-szám hányadosa a folyamatban részt vevo közeg fizikai jellemzoit tartalmazó hasonlósági kritérium: Prandtl-szám: Pr= Re Pe =~, a ahol
11
a=~
a közeg kinematikai
(2-68)
viszkozitása, m2js;
homérséklet-vezetési tényezo, m2js.
cpe
A Prandtl-szám azonos atomszámú gázok esetén állandó, sem a nyomástól, sem a homérsékleuol nem függ. Egyatomos gáz esetén Pr=0,67, kétatomos gáz esetén Pr= 0,72, háromatomos gáz esetén Pr= 0,8, négy és több atomos gázok esetén Pr=1. A Nusselt-szám a hoátadás kritériuma, és a közegfal határrétegében a hoátadás intenzitásának jellemzoje. Hoáramlás modellezésekor a Péclet- vagy a Prandtl-szám a meghatározó kritérium. Állandósult turbulens kényszeráramlás kritériumos egyenlete : (2-69) Nu=f(Re, Pr). Állandósult szabad áramlás kritériumos egyenlete: Nu=f(Gr, Pr)
(2-70)
Az említett folyamatok esetén a (2-69) és (2-70) egyenlet független változói a meghatározó kritériumok. Közelíto modellezés keretében az önmodellezés jelenségével lehet számolni a Reynolds-kritérium bizonyos meghatározott értéke felett. Minél tagoltabb az áramlást határoló tér, minél kevésbé áramvonalas (sarkos) a tárgy, annál kisebb Reynoldsszámtól kezdve önmodelles a folyamat. Kísérletekkel bizonyítottak: ha Gr· Pr>2 .107, akkor a hoátadási tényezo nem függ a hoforrásnak a Grasshof-számban szereplo jellemzo méretétol.
2.9. IRODALOM
[II R~k_l-Sp""'g'" T."h",h.,h fm Hcimng- ~d Klimatechnik. 58. kiadás, Wien, R. Oldenbourg Verlag, 1974. [2] PaUantyús Á. G.: Gépész- és Villamosmémökök Kézikönyve. 2. kötet. Alaptudományok-Anyagismeret. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [3] Gruber-Blahó: Tankönyvkiadó,
Folyadékok 1952.
mechanikája.
Budapest,
[4JRi,,,,,. H.' Rolrrhydmulik. 5. "",_h. Aull. """"-1 Heidelberg-New York, Springer Verlag 1954. [5] Tömöry T.: Szellozo- és hófolyamatok modellezése. Budapest, ÉTI, 1963. [6] Szucs E.: A hasonlóságelmélet alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I967. épületekben kialakuló [7] Pénzes Gy.: Kishotehetetlenségú légállapotváltozások fizikai modellezése. 1-11. köt. Budapest, ÉTI, 1973.
3. Idojárási alapismeretek Szerzo: DR. MENYHÁRT JÓZSEF Lektor: Bodnár Ferenc
3.1. Általános ismertetés Magyarország az északi szélesség 47,75 és 48,5°-a, valamint a keleti hosszúság 16 és 23°-a között helyezkedik el, a tengerszint felett 70-1000 m közötti magasságbán, a Kárpát-medencében. A Kárpát-medence az északi szélesség 44,9 és 49,5°-a, valamint a keleti hosszúság 14,5 és 26,5°-a között foglal helyet, s így a mérsékelt égövbe esik. A mérsékelt égövre jellemzo a négy évszak jellegzetes kialakulása, bár az idojárási elemek nagyfokú változékonysága itt is észlelheto. A változékony idojárást több tényezo befolyásolja, amelyek közül a legfontosabbak: a környezet és a domborzat hatása, a tengerszint feletti magasság, a növényzet és a légcirkuláció. A Kárpátok és az Alpok majdnem teljesen körülzárják a Kárpát-medencét, ezért éghajlatában a környezet hatása, a medencehatás is érvényesül. A tengerszint feletti magasság is lényegesen hat az éghajlat kialakulására. Sugárzás útján a magasan fekvo felületek több energiát nyernek, mint a szennyezett levegoréteggel borított, mélyen fekvo területek, de kisugárzásuk is intenzívebb. A domborzati elemek (hegy, völgy, síkság stb.) foleg a sugárzási viszonyokat befolyásolják. Hatásuk hazánkban inkább helyi jelentoségu, közvetlen környezetükben számottevo. Nem közömbös az éghajlat kialakulása szempontjából a domborzati elemek felületének anyaga sem, ami a sugárzás, csapadékelnyelési és párolgási viszonyokban érezteti Megemlítjük a I.földMeleg égövi (D) hatását. Tengeri Szárazföldi (Ny) (K) Megnevezés felszíntSarkvidéki borító növényzet éghajlat-befolyásoló ha(É) tását is. Az összefüggo növény takaró megváltoztatja a talaj sugárzás-visszavero képességét, vÍZelnyelését és párolgását, továbbá szél és napsugárzás elleni védelmet ad. Országunk területének túlnyomó része, mintegy 93%-a állandóan, ill. idoszakosan növényzettel borított, míg egész tefüle-
tének 13%-a erdoség, így a növényzetnek hazánk éghajlatára lényeges hatása van. Földrészek éghajlatának kialakításában dönto jelentosége van a hoenergia egyenlotlen eloszlása következtében létrejövo nagymérvu légmozgásnak, légcirkulációnak. A légmozgás következtében állandó hocsere van a sarkvidékek és az egyenlíto között. Országunk éghajIátára a közel 300 km távolságban levo Adriai-tenger érezteti hatását, de a viszonylag távol fekvo Atlanti-óceán és a Földközitenger is számottevo tényezo a Kárpát-medence idojárásában. Hatásuk érvényesülésének kedvez az észak-déli általános légcirkuláció, ill. az európai szárazföldön általában uralkodó nyugati-északnyugati szélirány. Ez utóbbi az oka annak, hogy éghajlatunkra a közeli Fekete-tengernek szinte semmi befolyása nincs. A Kárpát-medencébe beáramló légtömegek származási hely szerint lehetnek sarkvidéki, szárazföldi, tengeri és meleg égövi eredetuek. A levegotömegek származási helyén kívül érdeklodésre tart számot elofordulásuk gyakorisága is. A gyakoriság százalékos megoszlásáról ad tájékoztatást a 3-1. táblázat. 3-1. táblázat.
20 46 67 14 27 14 41 963 1 VII.I x.I I 23 IV.
Magyarországra érkezo légtömegek égtáj szerinti megoszlása Hónap 41 3 23 33
Szélirány, %
56
IDOJÁRÁSI ALAPISMERETEK
3.2. A levego homérséklete Berendezéseink méretezéséhez és a gazdaságossági számitásokhoz ismernünk kell az egyes idoszakok (napok, hónapok, évek) közepes homérsékleteit, a homérséklet szélso értékeit, különféle homérsékletek elofordulásának gyakoriságát. Napi közepes homérsékletnek nevezzük az egy napon háromszor (reggel, délben és este) mért levego-homérsékletek számtani középértékét. Egy adott idoszak napi közepes homérsékleteinek számtani középértéke az illeto idöszak közepes homérséklete. Eszerint beszélünk havi, nyári, téli, évi közepes homérsékletró1.
A Budapesten mért levego-homérséklet napi menetének 35 évi átlagáról ad tájékoztatást a 3-1. ábra. A tavaszi és oszi nap átlaghomérséklet-görbéje közeIítoleg az évi átlaghomérséklet-görbével azonos. Az átlaghömérséklet napi változása közelítoleg sinusgörbét ír le, aminek amplitúdó ja hónapok szerint változik. Az átlagos júliusi nap teljes homérséklet-ingadozása""' 10 oC, mig egy átlagos januári nap homérséklet-ingadozása 3... 5 oC körüli érték. A Budapesten mért napi közepes homérséklet évi menetét 80 év átlagai alapján a 3-2. táblázat tartalmazza. A közepes homérsékletek kö-
3-2. táblázat. A külso levego napi középhomérséklete Budapesten (80 évi átlag, 1871-1950) Levego-homérséklet, oC Hónap --,-
Nap
--1.
21,7 -0,1 19,5 8,6 8,8 815,1 ,6 8,9 21,6 4.6 13,2 22,4 20,3 22,5 10,2 11,9 19,1 10,8 11,1 11,6 11,8 15,3 16,4 4,1 4,8 5,2 3,9 5,3 9,2 3,1 14,9 -0,8 -1,3 21,2 21,1 12,2 12,7 13,0 14,1 18,7 17,7 7,5 7,1 7,7 7,6 8,1 3,1 14,2 -1,0 7,0 6,3 8,8 7,8 5,2 -0,4 -0,7 -0,1 -0,3 -0,6 2,6 2,7 3,3 3,6 3,5 3,9 3,7 12,0 11,9 13,7 11,6 13,1 12,9 11,2 20,4 20,0 22,7 20,S 21,7 21,9 20,5 20,6 22,3 17,4 20,7 20,9 17,3 22,2 17,0 19,9 22,6 17,1 20,8 19,0 19,5 15,6 19,7 16,7 19,2 17,9 18,8 21,0 20,1 18,4 21,2 18,2 10,7 18,1 15,5 15,7 16,2 14,8 16,5 16,3 16,6 17,1 17,0 4,5 3,8 -2,0 5,5 9,7 9,3 8,5 8,8 0,5 0,7 0,6 0,8 1,1 1,0 0,0 0,9 0,7 0,3 2,0 2,1 2,2 3,1 2,4 3,4 1,4 1,6 1,3 1,0 3,4 3,8 3,5 15,6 14,6 15,4 -1,2 21,8 21,S 14,4 14,8 19,6 -0,0 19,8 15,0 21,6 -0,2 13,2 15,4 13,4 21,3 12,8 13,6 14,6 13,1 -1,1 19,2 6,4 7,2 5,6 4,7 4,4 3,9 2,7 1,2 1,4 1,7 2,2 1,9 1,8 ,4 ,2 00,2 ,1 3,0 14,1 14,9 8,4 2,9 13,8 -0,6 19,4 19,7 9,3 3,5 6,9 6,8 7,3 8,5 8,1 4,4 6,5 5,5 5,1 12,7 12,2 13,4 10,8 10,7 12,8 21,3 22,0 22,1 16,8 21,4 16,9 15,8 16,1 14,7 15,0 -1,6 -1,2 4,6 9,9 00,2 ,0 -1,1 10,0 -0,1 15,3 21,8 18,0 18,4 18,3 7,3 99,7 4,5 2,1 ,7 0,1 -0,4 20,2 -0,9 -0,6 -1,2 -1,8 -1,0 10,4 -1,0 -0,8 -1,4 12,4 1. 22,3I
II.
Ill.
I
IV.
I
v.
VI.
lVII.
I
VIlI.
I
IX.
I
x.
I
XI.
lXII.
57
A LEVEGO HOMÉRSÉKLETE 3-1. ábra. A leveg6-homérséklet napi alakulása Budapesten 35év átlagolása alapján január és július hónapban, valamint az év egy átlagos napján
o -I,
O
2
~
16 18 20 22 24-
fj
Napszak,
D-l'Cfelel/
m+·-rc ~-2"'-3'C ~-3"'-4'C
_-4'C
{//att
3-2. ábra. A levego-homérséklet január havi középértékének területi alakulása Magyarországon [2]
200C
21'C
O
22"C
19 'C(lIali ESS'llg .. ·20 oC
~20··2!·C
_2/-"22'C
_2l'Cre/et!
3-3. ábra. A levego-homérséklet július havi középértékeinek területi eloszlása Magyarországon [2]
/;
58
IDOJÁRÁSI
1,6
--.-
--- ---.------ -..
15,5 -0,2 21,1 -0,9 15,8 4,3 4,7 6,2 5,1 4,3 10,2 20,4 16,3 15,6 5,5 00,4 1,2 0,1 0,9 ,5 lVIII. 20,2 21,8 22,4 16,8 17,7 22,7 10,8 5,5 14,3 0,9 -2,0 11,0 -3,1 16,6 17,3 16,1 12,1 4,2 0,4 6,3 4,5IX.I 18,0 16,9 1,3 10,4 19,1 16,2 20,0 10,1 11,2 21,5 19,4 20,6 18,3 11,1 16,7 4,6 9,9 0,7 14,9 11,7 20,2 11,7 21,7 17,6 6,1 5,9 1,8 1,2 21,9 13,6 15,4 18,8 19,6 10,8 10,0 16,5 4,8 9,4 5,0 0,0 0,8 11,4 19,9 4,9' 9,8 19,7 20,9 XII. XI.I VI.lVII. v. x. Ill. IV. II.IIII 6,6 6,2 I 6,5
17,2 I 2?,4 111,7
ALAPISMERETEK
3-3. táblázat. A külso levego havi középhomérséklete (SO évi átlag, 1901-1950) Hónap -1,0 -0,8 -1,4 -1,8 -3,8 -2,0 -0,5 -2,8 -0,8\ 1,1 11,2 I 5,3 -0,5
I
zül elsosorban a téli és nyári jellemzo hónapok középhomérsékletei figyelemre méltók. A január havi közepes levego-homérséklet területi eloszlása a 3-2. ábrán, a júliusi középhomérséklet területi eloszlása a 3-3. ábrán látható, amely 50 évi átlaghomérsékletet szemléltet. A 3-2. és 3-3. ábrán bemutatott izoterma-térképekrol leolvasható az ország bármely pontjában a leghidegebb téli és legmelegebb nyári hónap középhomérséklete. A többi hónapok közepes levego-homérséklete nagyobb hazai városokra a 3-3. táblázatból veheto. A levego-homérséklet évi középértékeinek eloszlását a 3-4. ábra szemlélteti. Néhány városra a levego-homérséklet évi középértékét a 3-4. táblázat tartalmazza, 50 év átlagolása alapján.
3-4. táblázat.
A külso levego évi középhomérséklete (SO évi átlag)
I
Helység
Levego-homérséklel,
oC
10,8 9,3 10,5 6,0 10,8 9,8 9,8 11,4 11,4 9,6
Budapest Farkasgyepu Kecskemét Kékesteto Keszthely Magyaróvár Nyiregyháza Pécs Szeged Szombathely 8 oC
C8-C%lf
mB"'9
·c
~g"-70'C
~70"17'C
.'7·C
felett
3-4. ábra. A levego-homérséklet évi középértékeinek területi eloszlása Magyarországon [2]
59
A LEVEGO HOMÉRSÉKLETE
3-5. táblázat. A külso levego-hOmérséklet 50 év alatt é$z1elt havi, iD. évi abszolút maximumai (1901-1950) SOév Helység
-------
1.
I II.
I m.
I
IV. I
v.
I VI.m~I VII. lVIII.
I IX. I x.
I XI. lXII.
I
maximuma
~I~
Budapest 11. 15. 2. 12. 1905 5. 14. 8. 5. 11.5. . 5. 27. 10. 2. 23. 27. 31. 1. 1950 4. 30. 20. 28. 1950 1945 1947 1924 1942 13. 1915 1931 1927 1932 1943 1920 22. 1923 1903 1925 1946 16. 28. 6. 17. 26. 1928 9. 6. 17. 21. VII. 28. 29. 1920 15. 1950 1935 1917 1935 1921 14. VII. 19. 1928 1926 1913 6. 1928 17. 21. VI. 28. .1. 23,5 24,1 25,5 27,7 38,3 39,0 38,7 32,8 38,9 31,8 16,0 15,7 16,8 38,3 25,4 24,0 28,5 28,3 39,5 22,6 38,4 22,4 29,8 18,0 28,8 34,0 38,0 21,0 30,8 37,0 19,0 18,9 33,3 36,2 37,1 21,9 31,2 35,2 34,2 18,7 36,0 16,2 39,5 38,9 38,7 38,6 30,2 35,6 32,4 30,6 31,5 1921 15,1 15,2 17,0 15,8 13,6 1936 19. 1920 Homérséklet, oC oC 1928 1938 11905 11950
3-6. táblázat. A külso levego-homérséklet 50 év alatt észlelt havi, ill. évi abszolút minimumai (1901-1950)
--------ll. --
Helység
1.
24.0,0 II. 14. 15. 9. 1935 21. 1.24. 23. 22. 1923 1906 1947 1919 1929 1920 11. 24. 1935 1920 1927 1942 1929 4. 21. 11. 2. 3. 5. 30. 28. 1939 1930 1915 1921 1929 1913 12. 3. -23,9 11.18. 16. 1931 1905 3. 29. 1907 1928 1914 1902 29. -192 1918 1940 31. 30. 3. 1940 29. 7. -50 26. 25. 31. 28. 15. 1925 1949 30. 17. 16. 1921 1908 1902 14. -3,4 -1,7 7,0 5,0 -32,2 6,7 -16,5 3,2 -27,S -7,3 0,8 -23,9 -17,7 -23,4 1,2 -21,7 -25,6 -2,1 -12,5 6,0 -23,6 -3,5 5,5 -2,0 -9,5 -19,5 7,5 -28,5 2,0 -1,4 -3,4 -14,0 -17,2 -27,8 -0,2 -27,8 4,5 8,9 -14,4 -22,5 -28,5 -5,0 1942 -32,2 13,2 ,3 2. -4,2 -16,2 -7,4 -26,7 -13,2 3,0 -18,0 2. 24·1 1927-19,1 1935 18·1 1920 11940 19291 1929 Budapest oC Homérséklet, 1920 11948
19i.11920
I
II.
I
Ill.
I
IV.
1
v.
I VI. Hónap I VII. lVIII.
-13,61-4,2 -9,51-13,2
I
IX. I
x.
I XI. lXII.
I
SOév minimuma
60
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK
3-7. táblázat. A külso levego-homérséklet havi DlaXimumainak középértéke (50 évi átlag, 1901-1950)
24,7 6,1 29,7 25,9 10,6 11,4 30,1 32,5 32,8 17,0 11,5 26,4 28,1 25,1 27,6 13,5 12,0 32,2 22,1 21,2 30,2 15,0 18,0 9,9 15,6 15,8 29,9 12,0 24,5 29,3 34,3 19,2 33,8 24,1 16,0 11,5 12,8 24,6 21,1 29,2 11,0 34,2 10,3 28,9 32,4 24,4 25,7 29,6 30,4 34,0 23,5 33,6 19,7 16,7 32,9 34,9 32,1 30,5 23,3 16,5 16,2 6,9 lVIII. 27,7 10,2 12,2 23,5 20,0 34,6 21,9 16,9 28,6 30,3 18,5 27,1 31,4 34,1 10,8 22,6 10,8 32,6 11,2 24,8 25,0 19,1 19,3 19,5 23,6 I 27,3 23,1 18,3 VII. x. XI.lXII. IV. IX.I Ill. VI. II.IIII 12,1 v.
10,6 8,6 9,4 9,9 8,5 7,4 6,9 9,0 9,0 8,1
Hónap Levego-homérséklet, oc
24,6 117,2
3-8. táblázat. A külso levego-homérséklet havi minimumainak középértéke (50 évi átlag, 1901-1950)
-125 -63 7,1 6,0 10,0 ,8 2,0 -0,4 -1,6 10,8 -0,3 3,9 -4,3 -10,4 -13,5 ,2 4,2 2,6 0,8i -0,8 10,9 6,1 9,0 -11,9 -1,8 -6,4 8,4 -5,0 -9,3 7,3 9,7 96,6 ,7 3,6 4,4 0,2 IIlVII. IIII 6,5 I -1,2 X. XII. IX. XI. VI. IV. 1,1,I VIlI. 6,9 9,0 Ill. v. II. - 8,3 8,3 3,6 10,0 5,6 0,5
-118 -12,7 -11,7 -15,3 -3,71 3,0 -8,3 2,3 -14,5 -13,7 -13,2 -6,5 -1,5 -4,6 9,16,9 -11,9 -11,3 -5,6 -1,8 i - 10,3 3,8 - --13,2 1,1 - 5,5 -
--_.---4,83.9 -_ i---------10,8 - 8,6 -5,3 -11,5 -2,3 -12:71-Ú I 8,8 4,0 -1,4 -6,51I 0,6 -11,3 11,9 3,6 4,8 9,2 1-0,6 I10,8 11,9I -13:4 6,3 I - 4,5 - 9,8 8,6 -5,2 10,71 -11,9 --9,9 9,213,91 0,4 7,7 -11,6 2,7 I -4,8 6,0 I 2,6 --2,51-7'1 3,21 - -7,9 -12,9 1
I
i
I
HónapLevego-homérséklet, oC
..
A levego-homérséklet ingadozásáról a szélso értékek adnak tájékoztatást. Abszolút minimumnak (maximumnak) nevezzük a vizsgált idoszakban eloforduló legalacsonyabb (legmagasabb) ténylegesen mért homérsékletet. A 3-5. és 3-6. táblázat néhány város levego-homérsékletének 50 év alatt mért abszolút maximumát, ill. abszolút minimumát szemlélteti. Méretezési szempontból nagy jelentosége van a havi abszolút szélso értékek sok évi átlagának, mert ez alapul veheto a berendezések méretezéséhez. A 3-7. táblázat 50 évi átlag alapján a havi abszolút maximumok középértékét, míg a 3-8. táblázat a havi abszolút minimumok középértékét tartalmazza. Hojokgyakoriságon azt a számot értjük, amely
az évenként eloforduló azonos közepes homérsékletu napok számát fejezi ki. Mivel az év 365 napjából kevés azonos középhomérsékletu nap van, célszeru a hofokgyakoriság fogalmát az azonos homérsékletu napok helyett olyan napokra kiterjeszteni, amelyeknek közepes homérséklete egy megválasztott tartományba esik (pl. 1,0... 1,99 oc). Ekkor azt vizsgáljuk, hogy egy évben hány olyan nap van, amelynek közepes homérséklete azonos homérséklet-tartományba esik. A Budapestre jellemzo napi közepes levego-ho-, mérséklet évi gyakoriságát 30 év átlagos adatai f alapján a 3-9. táblázat adja meg. Néhány külföldi nagyváros levego-homérsékletének adatait a 3-10. t táblázat tartalmazza.'
I ~.
1
61
A LEVEGO HOMÉRSÉKLETE 3-9. táblázat. évi gyakorisága
A napi közepes levego-homérséklet Budapesten (30 évi átlag~ 1900-1930)
-
oC évi-10 elofordulási nyabb homérsékletú napok sékletú napok száma, tköz-nél alacso0,234 tkös homér-14 -19 -17 -ll -15 -4 -3 -2 -1 -18 -13 -12 -16 -6 -9 -5 -7 16 18 +22 +22,99 +12 +14 +11 +6 +8 -8 + 17 +1 +20 +21. ..2,160 +21,99 ±O +2 +19 +3 +15 +4 +13 +5 +23 ... +23,99 +10 +24 +24,99 +9 +7 +25 +25,99 +26 +26,99 +27 +27,99 +28 +28,99 +29 +29,99 +30 +30,99 255,27 269,67 0,033 284,67 0,134 12,700 1,068 0,300 0,234 0,067 215,37 193,22 10,850 10,600 0,201 182,62 2,400 7,119 2,168 5,650 299,02 49,02 14,350 10,400 14,400 61,82 12,800 15,000 228,07 76,22 14,400 0,368 0,668 0,134 0,0333 90,52 14,300 12,800 0,067 204,52 13,400 11,300 12,000 1,468 0,400 117,52 170,62 13,200 13,600 9,52 157,42 131,52 12,700 14,000 5,599 1,560 0,700 144,72 12,200 22,87 13,12 17,22 3,499 4,100 3,600 29,32 6,450 38,62 9,300 közepes 103,92 1,330 homérséklet, levegooC tköz, Napi száma,
240,87 I
Hofokközök. nap/év száma,
nyabb homér-
3-9. táblázat folytatása tköz-nél alacsohomérséklet. évi elofordulási tköz, levegooC közepes sékletú napok +30 +21 +22 +24 +25 +27 +28 +31 +29 +23 +26 évi elofordulási 313,52 0,067 14,500 327,12 13,600 339,87 12,750 349,87 356,97 7,100 360,57 362,55 1,980 364,26 364,76 0,500 365,06 364,99 0,230 3,600 1,710 száma, sékletú napok nap/év tköz10,000 homérNapi
+20 ... +20,99
3-10. táblázat. Néhány kulióldi nagyváros hömérsékletadatai Helység
Havanna Berlin Madrid London Kairó Moszkva New Párizs York Varsó San Róma RioFrancisco de ]aneiro Sidney Los Djakarta Angeles Santiago (Chile) Bécs
oC közepes
értéke, oC
letek évi homérsékMaximális közepes letek homérsékMinimális közepes értéke, 32,0 -31,0 -15,0 -11,0 -19,2 -2,7 20,0 1,0évioC 31,0 -12,6 -17,0 -13,0 40,0 34,8 38,0 35,0 32,6 34,0 43,0 36,0 -8,0 -3,0 12,8 4,0 2,8 2,0 homérséklet, 33,0 38,7 35,3 30,6 33,7
Évi 17,3 15,4 25,9 25,2 16,7 11,1 12,8 13,4 9,2 7,3 8,4 3,6 21,1 22,7 13,9 10,3 9,9
62
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK
3.3. Hofokhíd Szellozteto- és klimatizá16berendezések méretezésekor gyakran alkalmazott jellemzo szám. A hofokhíd értelmezéséhez szükséges a futési határhofok és a futési nap fogalma. 3-11. táblázat. 12 18 19 Belso 15 homérséklet, 5 8 3 tool' oC
Futési batárhofok
20 7 12 I
III
10
Futési határhofok (th) az a napi közepes homérséklet (tkülköJ, amelynél a futóberendezéseket üzembe kell helyezni. A határhofok a belso homérséklet (helyiség-homérséklet) függvénye. Megválasztásához a 3-ll. táblázat ad tájékoztatást. Futési nap minden olyan nap, amelynek napi közepes homérséklete a határhofoknál alacsonyabb. Valamely futési nap hofokhídja (Gnap) a tool belso homérséklet és a tkülköz napi közepes külso homérséklet közötti különbség, ennek egységét "napfok" -nak nevezzük: Gnap=
(tool-
tkülköz)Z
3-12. táblázat. Hazai városok téli hofokhidja séklct, ·C ·Cnap nap homérkülso Z, G, 18/10 15/8 20[12 15[8 G, 204 20/12 18[10 19[11 2045 1803 211 148 143 149 2824 2778 2132 -20 147 144 191 171 2419 -20 210 232 2072 2178 nap ·Cnap 2864 2160 3224 3322 1886 215 155 165 2028 2758 1879 2911 2612 2659 2490 3414 2849 3031 2700 3059 2776 2494 3192 2891 2192 2012 3258 2184 2889 3181 3130 1861 3450 3472 200 202 208 190 196 182 194 154 180 170 162 163 188 155 2120 3353 2801 155 3050 3171 2772 2781 2899 2635 2928 2650 2913 2516 2912 2227 2898 3047 3352 3497 2794 2527 2501 3372 2712 2033 3195 3172 3072 1991 1900 1887 1982 3084 1892 3085 1876 2992 3202 1788 3283 1995 -15 203 149 151 145 150 193 199 189 161 181 169 185 174 176 172 168 187 183 181 3001 2897 2914 2546 2752 2477 2723 3116 3470 3061 2800 3026 2220 2821 3749 4066 3755 3456 2646 3448 3188 1940 3140 1846 205 221 209 218 206 201 188 187 179 175 184 158 168 2058 2743 3298 3011 192 3146 3634 166 2933 2663 2484 3265 2763 3342 3043 2976 186 160 3066 3056 2392 195 3192 3431 -15 156
fclctti
III
Tenger252 234 109 129 114 166 110 103 145 138 250 400 214 123 120 112 119 107 170 88 474 698 207 130 133 304 163 90
oC Méretezési
OC nap,
(3-1)
63
HOFOKHíD
aholtbela futött helyiségben tartandó homérséklet, oC; tkülkoza külso levego napi közepes homérséklete, oC; Z idotartam, esetünkben 1 nap. külso Pl. vaHelység oC Bern Zürich Berlin Firenze Helsinki Lisszabon Locarno London Moszkva Párizs Tbiliszi Marseille R6ma Szófia Varsó Budapest Hamburg Verchojansk Stuttgart lamelynapon a közepes külso homérséklet tkülköz= = - 2 oC, a belso homérséklet tbcI= + 20 oC, a nap Bécs hofokhídja: Gnap=20-(-2)=22 °Cnap. Valamely idoszakG hofokhídja az illeto idoszakban elofordulóZI számú futési nap hofokhídjainak összege: Z, Z, G=~GDap=~ (tbel-tkülkoz)Z o
o
3-13. táblázat. Néhány nagyváros téli bofokbídja
napok s+10,0 záma, Z,nap közepes Télihofokhíd, 211 154 171 225 3870 233 216 3061 188 3670 5350 273 840 92Évi 2610 1730 153 248 215 1530 212 136 3270 201 3920 224 12980 3500 3590 3520 1950 183 3080 230 5450 3040 3210 +11,8 +3,9 +9,7 +9,2 +8,5 +7,9 +10,8 +14,3 +8,3 +15,8 +9,8 +14,1 +15,4 -16,3 G,oCnap +9,0 +4,1 +10,1 +12,7 homérséklet, Évifütési
315 I
oCnap, (3-2)
ahol ZI a tkülkoznapi közepes homérsékletu futési napokszáma. A hofokhíd az adott idoszak közepes homérsékletének ismeretében is meghatározható. Például, ha február havának átlagos homérséklete +0,4 oC, akkor hofokhídja 20 oC belso homérsékletesetén: Gfebr= (20-0,4)28=
549 °Cnap.
A hofokhidat aszerint, hogy milyen idoszakra vonatkozik, nevezzük téli, havi, heti, napi hofokhídnak.Természetesen a tényleges hofokhíd az idojárási viszonyok szerint évrol évre változó, azonban több esztendo átlagának hofokhídja a kérdéseshelység vagy vidék idojárási viszonyaira jellemzo. Néhány hazai városunkra meghatározott téli hofokhídértékeit a 3-12. táblázat tartalmazza. Összehasonlításul [15] nyomán Budapestre és néhány ismert külföldi helységre - 20 oC belso és 12 oChatárhofok esetén - a 3-13. táblázatban közöljüka futési napok számát és a téli hofokhidat. A hofokhíd megállapítható a hofokgyakoriság alapján is. A 3-9. táblázat adatait diagramba felhordva nyerjük a homérséklet-gyakoriság görbéjét
+
(3-5. ábra). Pl. ha a futendo helyiségek homérséklete tbel= 20 oC, az ehhez tartozó határhomérséklet th= 12 oC. Berajzolva a 3-5. ábrába a tbe1=20 oC homérsékletet ábrázoló vonalat (c), továbbá a th= 12 oC és a gyakorisági görbe A metszéspontján átmeno ordinátát (b), nyerjük az ordináta-tengely, a tbel=20 oC homérsékletet ábrázoló vonal (c), a futési napok számát jelölo ordináta (b), valamint a gyakorisági görbe által határolt vonalkázott területet, amelynek méroszáma az évi hö'fokhíd értékét adja meg. A futési napok számát a b vonal metszi ki. Az ország különbözo pontjainak évi futési hofokhídját a 3-6. ábra tartalmazza.
~ -r-;-tH-H
~ ' •..
~ H' .
t-U-J
,
II 100
150
200
250
300.
,
sc..:>
4
3 2
ri 1 00'.
6'~ 350 365
NllpoJ: Slllmll 3-5.
ábra. Budapest hofokgyakorisága és hofokhidja 1930. évi adatok alapján)
A futési hofokhídhoz hasonlóan képezheto a hutés; hofokhíd is. A fogalom teljesen azonos az eddig tárgyaltakkal, csak a hutési idot nem napokban, hanem órákban adják meg, ezért a mértékegység nem nap fok, hanem óra fok :
(1900-
z,
Ghü=~(tkülkoz-t)Z' o
°Ch,
(3-3)
ahol tkülkoza külso levego homérsékletének óraI középértéke, oC; t a lehutött levego homérséklete
64
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK
{
sopro;3C~[U )-) 10
SZO~báíhe! 330~V -JlJ
(
3200 '\ Nogifonizsa
'\ 1 '-o
3100
.-.-./'-' J
/
)
.-....~
i...,
l,
.....,. ..\ 30DD
_.~_
...",j
r-
3-6. ábra. Évi futési hofokhíd-értékek
oc; ZI a hutési napok száma; Z' a
tkülköz órai közepes homérsékletu hutési órák száma. A formulával tetszoleges idoszakra meghatározható a hutési hofokhíd (havi, évi hofokhíd). A 3-14. táblázat Budapest havi és évi hutési hoIV. adja meg. A táblázat 5 év átlagait fokhíd értékeit tartalmazza,94ezért az adatokat csak tájékoztató értékként ajánljuk. A táblázat 24 oC hutési határhofok és t= + 20 oc lehutött levego homérsékletre vonatkozik.
Magyarországon
3-14. táblázat. Uütési hofokhíd havi és évi értékei BudapesteD, 24 oC hiitési határhofok és 1=20 oC lehutött levego homérséklet esetéD érték v.II Hütési hofokhid. °Ch VI. 501 VII.lVIII. X.III 6250 IX. I I 2073 I I 2010 960 lÉvi 601 Havi érték
II
3.4. Széljárás Földrészünkön nyugati, északnyugati szélirány az uralkodó. A Kárpát-medence széljárását is ez a nyugati-északnyugati szél, továbbá a domborzati viszonyok alakítják ki. Ezek hatásaként a Dunántúlon és az Alföldön nyugati és északnyugati, míg az ország keleti és északi részein az északi-északkeleti szélirány az uralkodó (3-7. ábra). A hazai százalékos szélirányeloszlásról ad felvilágosítást a 3-15. táblázat. A 3-16. és 3-17. táblázat Bacsó nyomán közli a szélirányok évszakos és évi százalékos eloszlását Budapesten. Magyarországon az átlagos szélsebesség értéke 2 .. .4 mis körül van. A szél sebessége a tengerszint feletti magassággal no. A szél sebességét és irányát nemcsak a légnyomás átlagos eloszlása alakítja ki,
hanem - foként a hegyvidéken - helyi hatások is érvényesülnek. A szél sebességének már határozott napi menete van, amennyiben a légáramlás a délelotti órákban megélénkül, délben a legerosebb, míg estére a szél lecsendesül (3-18. táblázat). A szélsebesség évi alakulását a 3-19. táblázatban láthatjuk. Az évi menet tavaszi megélénkülést, nyárvégi, oszi ellanyhulást mutat. Futo- és légtechnikai berendezésekkel kapcsolatban érdeklodésre tart számot, hogy az egyes külso homérsékletekhez milyen szélsebességek tartoznak. Tapasztalat szerint alacsony homérsékletek kis szélsebességgel párosulnak, és az átlagos szélsebességek + 2 és + 12 oC között a legnagyob-
6S
SZÉLJÁRÁs
3-15. táblizat. SzéUrányok eloszlása Magyarországon, széle8eDdek nélkül (10 évi átlag) 4 4 15 tO 2 9 II 4 10 239 193 2 12 27 38 18 3 12 10 17 12 II 257 122 17 12 14 4 7 6 8 17 3 82 13 19 93317 29 21 5 49 24 18 17 15 15 9 13 II 2 19 5 8 9 6215 14 15 16 20 15 7 11 9 13 7 6 30 8 3 16 20 514 23 16 11 33
Évszak
II 14 27 26 30 21 12 35 16 17 9 12 Égtáj Szélirány, % 13 10 8 I 20 15
Osz 9 Nyár ITavasz 15 32 OKI O I ONy I Ny lÉNY
3-16. táblázat. SzéUrányok éYSZakszeriod eloszlása BuclapesteD (SO évi átlag) 7 to 2419 5 8 23 5 3 4 to 56 2226 9 87 8820 6 13 34 6
É I ÉK I K I OKI O I ONy I Ny lÉNY
10 13 9
Szél-
Szélirány, %
csend,
.Égtáj
Tél
3-17. táblázat. SzéUrányok eloszbisa Budapest különbözo helyein (30 évi átlag) 15 4 4 II 44 tO I III to 9 30 9 12 15 14 8 5 43 37 1 76 2 3 13 33 32 133 10 tto 151 17 o24 II 8 to 15 6 27
Pestimre Csepel Mátyásföld Lágymányos Szabadság-hegy Hungária Meteorológiai krt. Intézet
Mérési hely
É IÉKI K JOKI O !ONy!NY!
10 to 9 4 12 3 5 7
14
ÉNy
Budaörs
3-7. ábra. Magyarország- egyes részeinek uralkodó
1 Az
épUletaépészet kézikönyve
széliránya [2]
Égtáj Szélirány, %
66
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK
22 ... 23 h 18... 19 mis ... 24 20 21 14... 15 16... 17 13... 15... 17... 16 18 14 3,27 1,93 2,0 2,49 2,75 2,23 1,97 2,16 2,12 2,97 1,40 2,97 3,28 2,71 3,17 1,99 1,95 1,91 1,88 3,32 3-18.19... táblázat. A2,21 szélsebesség napi menete Budapesten 2,05 12... 3,1720 13I 23 Idotartam, II 21...22 II I II Szélsebesség, (35 évi átlag) SZél":l:SSég,
bak. A szeles és viharos napok százalékos szélirányeloszlását Budapesten a 3-20. táblázat szemlélteti. Budapesten a szélsebesség napi maximuma 20 évi átlagban a 20 mis értéket évente 20 napon át érte el vagy haladta meg. Az ez ideig feljegyzett legerosebb széllökés sebessége Budapesten 42,3 mjs volt (1940. március 15.).
1.
II
I
3-20. táblázat. Szeles és viharos napok szélirányeloszlása Budapesten Égtáj I É lÉNY I Nyi DNyl
54 1 6 37 Szeles napok, %
-1--
v=1O mis
2
D I DK\ K I ~ I
Viharos napok, %
v=15 mis 3-19. táblázat. Szélsebesség havi, ill. évi középértéke (10 évi átlag) 5,2 3,1I Ill. 2,5 közép- IX. VI. II. XI. IV. V. X. I 2,8 2,8 2,9 4,7 4,9 4,3 5,1 2,5 2,4 1,5 2,7 3,0 5,4 2,2 1,9 3,1 1,8 3,3 2,2 1,6 3,3 6,0 4,7 2,7 2,4 1,8 értéke III XII. I,lVII. lVIII. I 2,4 1,6 1,8I 2,0 I 3,0
I
5,4 2,8 2,4
I
3,1
Hónap
Szélsebesség. mis
IIOéV
3.5. Napsugárzás A napsugárzás révén a Földre jutó hoenergia az éghajlatnak meghatározó eleme, ennek függvényeként alakul éghajlatunk. A besugárzás útján érkezo hoenergia országunkban 418 ... 460 kJjcm2év (100... 110 kcaljcm2év). Legtöbb hoenergiát Kalocsa kap, 452 .. .460 kJjcm2 év (108... 110 kcaljcm2 év), míg Sopron, Koszeg környéke részesedik legkevésbé a sugárzási hoben, alig 418 kJjcm2év (100 kcaljcm2év).A különbség oka a sugárzási, borultsági viszonyok különbözoségébol adódik. Néhány hazai városra a 3-21. táblázatban közöljük sok évi számított átlag alapján a sugárzás útján érkezo ho havi és évi összegeit. Országunk területére számítások szerint 4,06 .1017 kJjév (9,7 . 1016 kcaljév) homennyiség érkezik, amibol a földfelszín kb. 20%-ot visszaver, a többit
elnyeli. Az elnyelt honek mintegy fele kisugárzái útján eltávozik, s a maradvány hatásaként menne~ végbe a különféle folyamatok: a levego homérséklet-változása, hóolvadás, párolgás, felhoképzodéi stb. Berendezéseink szempontjából elsosorban , napsugárzás intenzitásának ismerete szükséges. Ha zai létesítményeink tervezésekor felhasználható nap sugárzási adatokat a 3-8., 3-9. és 3-10. ábra tartal maz. A 3-8. ábra a sugárzásra meroleges és vízszin tes síkra, a 3-9. ábra a vízszinteshez 30° alatt hajI< felületre és a 3-10. ábra függoleges falakra adja mel a sugárzási intenzitást július elsejére. Különféle felületek az érkezo homennyiségbo csak bizonyos hányadot nyelnek el. Felületek ab szorpciós tényezojét a 3-22. táblázat' tartalmazza. Nem közömbös számunkra a napsugárzás gya korisága vagy más szóval a napsütés idotartam,
67
NAPSUGÁRZÁS 3-21. táblázat. Besugárzás havi és évi összegei (sok évi számított átlag) Besugárzás, kcal/cm' év Besugárzás, kl/cm'hónap Sokévi Hónap
10,4 14,2 16,1 58,7 10,5 13,7 13,8 4,8 13,0 15,4 11,7 14,1 15,6 24,3 44,0 68,3 34,4 24,7 ]9,3 59,9 57,8 5,9 443,10 ]05,7 67,5 442,20 10,9 2,1 64,S 23,1 43,6 4,6 ]5,5 64,5 25,1 14,0 15,9 54,5 ]4,3 39,0 57,4 66,5 2,7 36,S 11,3 12,2 428,8 7,1 8,8 105,7 3,1 9,5 63,3 65,8 13,5 2,9 14,8 54,9 8,7 5,5 8,0 9,2 1,3 2,8 4,7 13,1 15,7 15,1 8,3 104,1 1,9 20,1 37,7 15,2 65,4 62,9 69,1 16,5 38,1 15,0 19,7 59,1 7,9 3,0 56,6 443,4 438,1 12,6 104,5 .62,9 33,] 65,0 39,4 59,5 438,40 9,4 ]2,6 39,8 13,0 59,4 38,6 ]6,3 58,7 6,0 443,0 8,2 9,3 8,2 105,5 10,6 1,7 34,8 44,8 436,3 102,8 63,7 34,0 45,7 5,8 19,3 8,1 33,1 105,8 9,0 9,1 átlag 104,6 12,6 II 10,7 I 14,0 vm. X. XI.lXII. v.IIlVII. II. m. VI. IV.I IX.I 13,0 kl/cm' év 34,4 I 44,4
VIZSIm/esse/ 30°-o/ bezóró Sik 1100
1100 goo
1000
I
I
I
1000
r-_
/
" " 1. ,~' tga í7~ mero.~e
Bm /
1/ 800
/
\.
\
IL
/
,I
//
~~
;
i/l~J
1/
\
I
i
1/
\
\
'\
I
\ \
!/
\\
200
200
/1/
100
\,
~
5 6 7 8 9
10
700
\\
j
11 72 13 lJ,. 15 16 77 18
79 20
Napslok,h
l
7'
800
\
__1 /\ ,
800
900
900
3-8.
900
~
ábra. Napsugárzás energiahozama sugárzásra meroleges és vízszintes síkon, Budapesten, július Hn (2]
KKJ
7 8 9
70
11 12 13
11,
15 lG 17 18 1920
NOPSZOK,fl
3-9. ábra. Napsugárzás energiahomma a vf28Zinteshez alatt· hajló felületen, Budapesten, július 1-60 (2]
_
30"
68
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK 3-22. táblázat.
Felületek abszorpciós tényezoje Abszorpciós tényezo
Megnevezés
Kátránypapirral boritott felület Fekete felület Sötétszürke felület Világos színu felület Fehér felület
3-10. ábra. Napsugárzás energiahozama függoleges falakon, Budapesten, július l-én
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
sem. A napsütés elméletileg lehetséges idotartamát (3-23. táblázat) alapvetoen a földrajzi helyzet, míg a napsütés tényleges idotartamát a környezet, a levego szennyezettsége és a borultság szabja meg. 50 évi átlag alapján Takács szerkesztette meg a 3-11. ábrát, amely az évi napsütéstartam területi eloszlását szemlélteti. A napsütéses órák havi és évi eloszlásáról a 3-24. táblázat ad tájékoztatást. A napsütés havi maximuma július hónapban van, 270... 310 óra értékkel (napi átlag 8... 10 óra), míg a napsütés minimuma, 40 ... 50 óra (napi átlag 1... 1,5 óra) decemberben mérheto. Ha a tényleges napsütés idejét az elméletileg lehetséges napsütési idotartamhoz viszonyítjuk, azt tapasztaljuk, hogya Nap a lehetséges ,idotartamnak decemberben és januárban a l5 ... 20%-ában, míg júliusban és augusztusban a 60... 65%-ában süt.
!-,
>2050 ora E7J 2000 .. 2050 ;ss-; 7950" 2000
~lqOO·1950 ~7850"J900 :~
7800"1850
ml 7750"'1800
1950
_<7750
3-11. ábra. Évi napsütéstartam
területi eloszlása [2]
ora
~
69
NAPSUGÁRZÁS 3-23. táblázat. Az elméletileg lehetséges napslitéstartam VI. V. Ill. II. IV. x. 471 4449 4444 279 404 287 475 469 461 437 377 4451 410 274 441 483 368 407 283 440 480 466 262 338 268 285 367 258 336 376 IIl332 VII.
Év
Hónap Napsütéstartam. h
IX. 275 273 279
I
lVIII.
XI. lXII.
I
3-24. táblázat. A tényleges napsütéses órák (SO évi átlag)
-
274 129 142 242 281 159 140 260 300 141 77 44 2002 253 49 262 46 67 2068 1962 1982 249 228 265 238 260 48 296 277 84 50 178 304 189 71 87 lVIII. IX.I 271110 2051 138 280 276 275 257 125 45 94 297 263 90 186 145 177 82 195 185 60 62 57 1991 1916 1950 136 137 188 75 270 253 285 129 266 202 144 92 187 78 193 150 93 80 68 63 59 259 64 135 247 278 XII. XI. Ill. VI. v. IV. II. x.IIIlI VII.
I
Év
Hónap Napsütéstartam. h
39
I
3.6. Légnedvesség A futo- és légtechnikai berendezések üzemét és méretezését a légnyomás, csapadék és felhozet kisebb mértékben befolyásolja. A léghuto és klimaberendezések muködésére a légnedvesség jelentosen hat. A relatív nedvesség havi középértékeit néhány hazai városra a 3-25. táblázat adja meg. Néhány külföldi városra a havi és évi közepes relatív légnedvesség értéket a 3-26. táblázat tartalmazza. A légnedvesség napi alakulásáról ad tájékoztatást a 3-12. ábra, amely Budapest adatait tünteti fel 30 évi
átlag alapján. A Budapesten mért relatív nedvesség különféle értékeinek százalékos elofordulását a 3-13. ábra tartalmazza, 35 évi átlag alapján [2]. Berendezéseink méretezéséhez (hutés, szárítás, szelloztetés) a levego homérsékletének és nedvességIv 2,5
2,0
~ Q
,';;
gO
'!J/ius ..• ~"
fQfll/ar .J.,.. I
80
1"1"
"""
~
"'~ ~
'~
••••••
•••1--
~ 70
!'>.
~
'"
r::::.
CO
50
~ ~4~12345678gmn~EU~~vmm~nnE~ Napsza.kl
3-12.ábra. A légnedvesség napi a~lása átlag alapján
70 II
Budapesten, 30 évi
20
30
40
50
60
Levego re/at/v nedvessége,
70
80
90
700
%
3-13. ábra. Relativ nedvesség egyes értékeinek elofordulása Budapesten. 35 évi átlag alapján
70
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK
3-25. táblázat. A relatív nedvesség középértékei (SOévi átlag) Relatív nedvességtartalom, % 67 79 73 II. Y.HelységIV. 71 17 61 78 70 87 12 63 73 62 59 69 82 80 74 66 81 86 65 83 84 67 76 79 75 60 64 65 63 73 83III VI. 64 58 IlVII. Ill. IlVIII. 82 76II 64 63 I
80 83 79 84 I
I
IX.
x.
Év
Hónap
I I
XI.
lXII.
I
3-26. táblázat. Nagyvárosok levegojének közepes relatív nedvességtartaImai 64 12 67 74 71 82 81 84 79 47 82 76 69 63 78 65 68 43 75 92 61 17 87 70 85 48 77 55 52 59 68 78 63 76 ÉvlVIII. 67 90 73 88 50 57 86 83 58 95 80 66 XII. I x. Ill. IV. VI. II.IIIlVII. v. IX.I XI.
96 92 90 63 65 87 86 78 80 56 69 75 85
.
Hónap nedvességtartalom. % Relatív
I
3-27. táblázat. A levego-homérséklet és a relativ légnedvesség komplex értékeinek évi elofordulási gyakorisága (Budapest, 34 évi átlag) Homérséklet, oC
Relatív nedvesség, % I81 1 182 118 ... 19 20 3382 139 1 124.. 4 65543 1112 1231 45630 27 43 2094 16249 8002 9096 125 159 7317 964 163 ... 46 34910 275 403 645 4474 7633 8580 81 16 1596 1085 3689 ... 1053 27090 2203 3779 21295 13 24192 19319 28578 4525 1397 745 15 8091 I6 10 23383 13 982 1099758310 12011 401 I 14... 19 16 593261 849 I I 13
-9 ...0
0... 9
I
10... 19
20 ... 29
30... 40
.
I
Összesen
I
Összesen
I
37
2374
34064
I
102615
103210
I
51 370 I
4386
298056
71
LÉGNEDVESSÉG 3-28. táblázat. A levego-homérséklet és a relatív légnedvesség komplex értékeinek elofordulási gyakorisága (Budapest, 35 évi átlag) Homérséklet, oC
Relativ nedvesség, %
14
nyáron
0... 4
5 •.. 9
I
10 ..• 14
I
8348
I 28436
I
15...19
20 •.. 24
I
25 ••. 29
I
30 ... 34
I
35...39
I
40
I
~s~n
·..... . . .
1.. 188 6448 6262 6863 7377 7183 55741 22 ·11 .... .. 27311 ... 4718 6125 7221 4141 5606 1457 ·.. 13 .. 377 43 .. 375 1181 55 ... .237 28453 45 42 119 ... ... ... .. 527 71 241 11061 3388 49 31 4178 7561 99 1207 22763 181 72 2390 56 277 ., .. ... .3... ... .. .. 121 647 540 127 2146 95 99 2644 1305 1951 1462 378 54 15 129 3344 2650 2826 62243 1789 42 48.111 612 573 76169 1908 20 17 3011 1081 10 1438 1496 20 3872 774 28 273 1499 ·1431 .. 87 882 ·.......2..1. 1310 873 991 3150 3071 356 52278 4006
I
Összesen
5
277
23 012
I 13 036
3879
286
I 77 280
3-29. táblázat. A levego teljes entaJpüijának értékei (Budapest, 35 évi átlag)
lU/kg Entalpia I
---
kcal/kg
I
Évi % h gyakorisáa I
I Nyári h gyakoriság I %
<0,05 -8,37 44 811 682 195 557 329 0>17 ...-1...0 1...2 14389675......3..4957615 701 93 <-2 -1. -2 574 11...12 706 377 12... 13 10 41 102 1813 214... 12 248 384 47 675 603 307 607 814 385 613 10... 11 192 37 13... 15... 16 96 3229 358 128 0,01 0,6 2,1 11,3 14,0 17,5 5,8 1,7 8,7 4,4 2,2 9,3 7,8 0,3 6,4 3,8 1,6 8,0 0,5 6,5 16,3 4,3 2,6 1,2 0,1 7,7 7,0 6,9 11 \16 ... 17
Összeg
I 8766
I
100 I 2208
I
100
tartalmának együttes ismerete, ill. az entalpia évi és napi változásáról, valamint területi eloszlásáról tájékoztató adatok volnának igen fontosak. A külön-külön kiszámított homérséklet- és relatív nedvesség átlagok együttes figyelembevételének és azokból az átlagos entalpia kiszámításának kevés a fizikai realitása, tekintettel a két tényezo nagy napi és évi ingadozására és változékonyságára. Jobban tájékoztat az együttes (komplex) értékek gyakoriságának vizsgálata. Az erre vonatkozó táblázatokat a Budapesten mért levego-homérséklet és relatív légnedvesség összetartozó értékeibol állították öszsze. Az észlelés adatainak átlagos gyakorisági értékei érdekes összefüggéseket mutatnak, és a levego entalpiájának évi változásairól, valamint a különbözo komplex légállapotok elofordulásáról adnak klimatológiailag és gyakorlatilag jól értékesítheto tájékoztatást. A 3-27. táblázat a levego-homérséklet és a relatív nedvesség évi gyakoriságát, míg a 3-28. táblázat a nyári félév hasonló adatait tünteti fel. A légtechnikai berendezésekkel kapcsolatban a külso levego entalpiagyakoriságának ismerete is igen fontos. Értékeit Budapestre a 3-29. táblázat adja meg.
72
IDOJÁRÁSI
ALAPISMERETEK
3.7. IRODALOM [1] Aujeszky L.: A légkör fizikája. Budapest, Mérnöki Továbbképzo Intézet, 1965. [2] Bacsó N.: Magyarország éghajlata. Budapest, Akadémiai Kiadó, 1969. [3] Bosnjakovic. Fr.: Technische Thermodynamik. Dresden-Leipzig, Verlag von Theodor Steinkopff, 1965. [4] Böer. W.: Technische Meteorologie. Leipzig, Taubner V. 1964. [5] Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. 1. kötet. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [6] Fekete-Menyhárt: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [7] Homonnayné-Zöld: Budapest hutési hofokhídja. Épületgépészet. 6. sz. (1963) [8] Homonnay Gy.-né: Futéstechnika. 1. Budapest, Tankönyvkiadó,1976. [9] Kamenyev. P. N.: Otoplenyija i ventiljacija. 1-11. Moszkva, Izdatyelsztvo literaturi po sztroityelsztvo, 1965.
[10] Macskásy-Menyhárt-Homonnayné: Központi futés. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1965. [ll] Menyhárt J.: Légtechnika. - Méretezési alapadatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [12] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [13] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 2. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [14] Probá/d F.: Budapest városklímája. Budapest, Akadémiai Kiadó, 1974. [15] Recknage/-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München, Verlag R. Oldenbourg, 1974/75. [16] Rietschel-Raiss: Futés- és légtechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [17] Heating Ventilating Air Conditioning Guide. New York, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. 1970.
4. Közérzet Szen:o: DR. MENYHÁRT
JÓZSEF
Lektor: Bodnár Ferenc
4.1. A közérzet fogalma , Közérzeten az emberi szervezetet éro környezeti hatások alapján tudatunkban kialakuló érzetek összességétértjük. A közérzet tehát az ember szubjektív reagálása az objektív környezetre. A körérzetet környezeti jellemzok, más néven mikrokIímás tényezok, fiziológiai tényezok és a pszichikai állapot befolyásolják. MikrokIímás tényezok:a környezo levego homérséklete, nedvességtartalma, áramlásának sebessége és iránya, szenynyezettsége; a környezo felületek homérséklete; a környezet színe, a világítás (természetes vagy mesterséges); a környezet zajszintje stb. Fiziológiai té-
nyezok: életkor, testsúly, a munkavégzés intenzitása és milyensége, a test hoszabályozó rendszerének muködése, a táplálék mennyisége és összetétele stb. Az eddigi közérzeti vizsgálatok arra irányultak, hogya közérzet jellemzésére objektív méroszámokat dolgozzanak ki. A vizsgálatok a mikroklímás és fiziológiai tényezok mérése mellett foleg a megfigyelt személyek szubjektív véleményén alapulnak. A tapasztalatok rögzítésekor rendszerint a 70... 90%-os többség véleményére támaszkodnak.
4.2. Az emberi test hoegyensúlya Az emberi test élettevékenységének alapja az anyagcsere. Az anyagcsere során a szervezet tápanyagokat (étel, ital, levego stb.) használ fel, amelyekaz emberi testben végbemeno különféle fizikai, kémiai, biológiai folyamatok eredményeként munkavégzésreés hotermelésre fordítódnak. Az emberi szervezet munkavégzése két csoportra osztható : a belsoszervekre, ill. kiszolgálásukra fordított munka (ezt más néven anyagcserének is nevezzük), ami állandó, továbbá az ember hasznos, céltudatos munkája,ami egyaránt lehet fizikai és szellemi tevékenység. Az anyagcsere minden esetben hotermeléssel jár. Eza ho az emberi testet olyan átlagos homérsékletentartja, amely a környezet homérsékleténél rendszerintmagasabb. Ezen a homérsékleten az embernekkellemes a közérzete. A kellemes közérzet fel-
tételezi a szervezet fölös - de folytonosan termeltmelegének leadását. Nyugalomban levo felnott ember átlagos testhomérséklete + 37,0 oC körüli érték. A ± 0,5 oC eltérés még normális testhomérsékletnek tekintheto. A vizsgálatokhoz felnott, normál testalkatú embert vesznek alapul. Kirekesztik azt az esetet, amikor a felvett tápanyag egy része a szervezetet építi tovább. Kellemes a közérzet, ha a szervezet fölös hojét a kívánatos testhomérséklet megtartásával adja át környezetének. Ha a termelt és leadott ho nincs egyensúlyban, a test hoegyensúlya felborul. Ennek oka lehet a túl sok vagy a túl kevés hotermelés, ill. holeadás, ami a testhomérséklet megváltozását vonhatja maga után. Szélso esetben az életfunkciók megszunése is bekövetkezhet (megfagyás, hoguta).
74
KÖZÉRZET
4.3. Az emberi test holeadása
Az emberi test hotermelése az anyagcserétol és az ember által végzett munkától függ. Ebben az értelmezésben munka a mozgás, a helyváltoztatás (pl. séta, sport stb.) is. Legkisebb a szervezet hotermelése fekvo helyzetben, alváskor. Ekkor az anyagcserével kapcsolatos hotermeléshez jándó, munkavégzésbol származó hotermelés minimális. Az ember holeadásának megoszlását 20 oC környezeti homérséklet feltételezéséveI a 4-1. táblázat tartalmazza.
4-2. táblázat Az emberi testre vonatkozó - a környezettol függo - kODvekciós MátadAsi tényezo értékei
4-1. táblázat. Az ember botermelése (20 oC környezet-Mmérséklet
..s
>
~s::
uo
N :I: ~..s>~00.
esetén)
" homennyiség Ahelyiségben hotermeJés oka W/m'K Környezeti viszonyok Zárt helyiség, nagy belso méretekgyakori és W misablakátlagos Nyitott Szabad helyiség, terület, 3,0 határolószerkeA állandóan nyitott karral nehéz nehéz >uokcal/h 120 40 10 250 lépcson 200 50 60 125 75 20 25 400 ülés I Termelt állás 46,4 139,4 290,5 232,4 fekvés 145,2 23,2 11,6 464,8 kézzel 58,0 87,0 29,0 törzzsel járás
.~ .~
69,7~
ben a 4-2. ábrán láthatók; I lev a környezo levego száraz homérséklete, oC. Az emberi test felületének homérséklete sok tényezo függvénye, ilyen pl. a levego száraz homérséklete, a környezo felületek sugárzási homérséklete, a levego abszolút és relatív nedvessége, a levego mozgásának iránya és sebessége, az ember által végzett munka, az ember ruházata stb.
I
I 3,0 I I kcal/m,'hoC 4,0 5,0 6,97 5,SO 6,0 7,0 11,62 3,48 4,64 8,13 10,0 szélsebesség zetekkel csak részben, huzatmentes légállapot gig mis az sebessémis kel, légáramlás 0,5 védve ajtónyitás, légáramlás 1,0 sebességig kodó szél irányában nyiIászárók, légáramlás 1,5ural-
«konv
Hoátadási ténYezo.
Zárt helyiség I méretekkel, nehéz kis belso {{ könnyu { könnyu könnyu { sík terepen
Az emberi test fölös hojét környezetének a következo módokon adja át: - konvekcióval, - sugárzással, - párolgással, - légzésset A konvekció útján leadott ho foleg a környezo levego száraz homérsékletének és a levego áramlási sebességének függvénye: Qkonv=AElXkonv(/E-/lev)
W (kcaljh),
(4-1)
ahol AE az emberi test felülete, m2, számértéke a 4-1. ábrából veheto a -testsúly függvényében; IXkonv konvekciós hoátadási tényezo, W1m2 K (kcaljm2 hOC), számértéke a 4-2. táblázatból veheto; IE az emberi test közepes felületi homérséklete, oC, közelíto értékei a környezo levego-homérséklet függvényé-
7,6
40
50
60
70
80 Testsu/Ij;
4-1. ábra. Az emberi test felülete·
90 kp
75
AZ EMBERI TEST HOLEADÁSA 35
Lényegesen egyszerusítheto a sugárzás útján leadott ho közelíto számítása, ha a környezo felületeket azonos tsUg homérsékletunek tételezzük fel, és az emberi testet súlypontjába helyezett függoleges helyzetu felületelemmel helyettesítjük: Qs = A~bC(tE -
W (kcalfh),
(SUg)
(4-3)
ahol a már ismert jelöléseken kívül: C kölcsönös sugárzási együttható, átlagosan C=5,11 W/m2K4 (4,4 kcaljm2hK4) (a szabad testrészek 31,5 oC, a ruhával fedett testrészek 24,5 oC homérséklettel vehetok figyelembe); /6
IB
20
22
24
26
30
2B
tsz - f;ey ,
4
'C
'~I
leadott ho foleg a helyiséget határoló felületek homérsékletének, valamint a test közepesfelületi homérsékletének függvénye: A sugárzással
"
n
Qs=A~
~ ;=1
",
1 -~ b;C;(tE-tA.)(/JE-A, )0
10
.0
10
n
~ (/JE-A,Ti,
4-2. ábra. Az emberi test felületi homérséklete
-
-273°C.
(4-4)
A (4-3) összefüggés alapján szerkesztették meg a 4-3. ábrán látható nomogramot, amely a tSUg és a tE
(ill.
(lev)
'
függvényében adja meg az emberi test
-----~-----------------14._--"-----"---•.. " ~ t-.-. -~ 22 20 16 18 28 1J'" -24 <6 } -- " ------f--- ---r"-~ -t___ -. ~ 1:-, 1-~?" ",,'" ____ ~ " ",=~c 't:.,~ _ _ " i'--~-'>~kX "'. " '~ fL.... .. ~=-_ ---~ ~ .;.7 ~--~~~~ ---.. -- t------~ a ~I'< I W~~(kcalfh), ~.;..:=......... ./",)//-'\ 'k..--0 '" 4 pf~--~ :=+==1== "=~. T (4-2) 50 10
---
10 70
10
70
-""
30 70
-~
.~
ov
"J--~-
.•.. ::::>'<, - ~/ .•. -~ .:-.. ---...... •.•.•..•..
~->.
.~
ahol A~ az emberi test sugárzásos hocserében részt vevo felülete, m2, amely a test összes felületének (1. a 4-1. ábrát) mintegy 80%-a; bl homérséklettényezo,
/d
•........•..
./
no' n_" L- ------
" ,,)
-",-
~
/
n_
-=:."C
140
- - J~~r~_~ I
f
I
Ón
130
kca//h
120 110
100
(TE)4
b,= 100
-
(TAI)4
tE-tAl
100
1 90
K4fC;
80
kölcsönös sugárzási együttható, W/m2K4 (kcal' m2 h K 4) ; tAl a határolófelületek homérséklete, oC; (/JE -Al az emberi testnek az egyes határoló felületekre vonatkozó közepes besugárzási tényezoje (1.az 1.3.6. pontot).
Cj
70
so 50 40
ffO 30
!W"'" -::::::
90
l!
20
80.Ji 70
10
60 50 'O 40
flen ·C
4-4. ábra. Az emberi test holeadása függvényében Könny6
2l
l4 tsug,
'C
4-3. ábra. Az emberi test holeadása sugárzás útján
ülo munka végzése, normálroházat - - - - - mozgó levegoben
a összes holeadás,
a levego-homérséklet
(Vlev
=l
nyugvó mIs)
levegoben;
QIJ: b száraz holeadás (konvekció és sugárzás), Qsz: c nedves holeadás (párolgás és légzés), Qn; d holeadás sugárzás útján, Qo; e 1c:onvekciós holeadás, Qkonv; {holeadás párolgás útján, Úpár
76
KöZÉRZET 4-3 •.táblázat. Az emberi test ho- és nedvességleadása párolgással a levego-homérséklet függvényében I
Levego12 260 24 14 18 16 20 28 26 30 10 31 32 102 34 40 488 73 8221,1 31I 27,2 42,6 49,5 35,0 51,4 31,5 8,9.10-3 8,8.10-3 11,1.10-3 8,6.10-3 20,3.10-3 13,3.10-3 24,4.10-3 16,6.10-3 18,1 18,7 21,4 18,4 23,4 40,7 69,2 28,0 59,5 32,6 59,8 9,4.10-3 8,6.10-3 28,3·IO-a 23,0 19,8 21,1 21,8 18,1 homérgis adás, séklet, oC W v1ev=0
I
sugárzási holeadását. A nomogram megszerkesztésekor A~ = 1,6 m2, b= 1,03 K4tC és C=5,11 W/m2 K4 (4,4 kcalfm2 h K4) értéket vettek alapul.
ahol {3párolgási tényezo, kg/m2sPa (kg/m2htorr). A víz párolgási tényezoje {3=a+bVlev, ahol a= =4,581 .10-8 kg/m2sPa (0,022 kg/m2htorr), b= = 3,539 .10-8 kg/m3 Pa (0,017 kgs/m3htorr), a levego sebessége, m/s; PgE a borfelületen kiváló nedvesség homérsékletének megfelelo telített goz parciális nyomása, Pa (torr); Pg a levegoben levo vízgoz parciális nyomása, Pa (torr); r a vízgoz rejtett hoje, J/kg (kcaljkg). V1eV
A párolgás útján leadott ho nagyságát a környezo levego homérséklete, nedvességtartalma, valamint mozgási sebessége befolyásolja:
--~-- ---o .•.
320 '-.
lanka4h '80
-
240
2W
~200 200
--~160 160
--~120 120
-~80 81
40
o
8
12
1S
20
24-
28
o
.32 2ft/' J
36 'C
4-5. ábra. Az emberi test holeadása kü' lönbözo munkaintenzitás esetén 1 nehéz fizikai munka végzése (88 W; 9 mkp/s), könnyií ruházat; 2 középnehéz fizikai munka végzése (44 W; 4,5 mkp/sj, könnyií ruházat; j könnyClülO munka végzése, normálruházat
17
AZ EMBERI TEST HOLEADÁSA
Az emberi test által párolgás útján leadott hot a 4-3.táblázat a t lev levego-homérséklet függvényébenszemlélteti. A táblázat normálöltözetu, könnyu munkátvégzo emberre vonatkozik, 30... 70% relatív nedvességtartományban. A légzés útján leadott ho mennyisége foleg a végzett munkától függ, a környezet homérsékletének nincs számottevo szerepe. Számításokban Qlég= =4,89 W (4,2 kcalfh) állandó értéket lehet figyelembevenni.
-~/
~?l
QE
= Qkonv + Qs + Qpár + Qlég'
(4-6)
A holeadást a levego homérsékletének függvényében a 4-4. ábra szemlélteti. A diagram könnyu munkát végzo, ülo, normál ruházatú emberre vonatkozik. tlev=20 oC felett a teljes holeadás alig változik, a száraz holeadás csökkenését a nedves holeadás növekedése kompenzálja. Az emberi test holeadása különbözo munkaintenzitás esetén a 4-5. ábrán látható.
4.4. Az emberi test nedvességleadása
/ ~r ~' 1 ] ,'] -/I./// 7 f I 1:/'*':W~ ~<:.
Az ember teljes holeadása:
-~----< I~ fl' --//I1I ~ I IV l_J "CI
?A
//
-
-
---1
'(\>
I
T~
-
7
10S /00 95 90
85
A szervezet a táplálkozás során felvett nedvesség egy részét a borfelületen keresztül párolgással juttatja a környezetbe. Az emberi test nedvességleadása párolgással, nyugvó levegó'ben a 4-3. táblázatban látható. A táblázat adatai mérési eredmények. A nyugvó és áramló levegore vonatkozó értékeket a 4-6. ábra tünteti fel. Az ábra normálöltözetu, könnyu, ülomunkát végzo emberre vonatkozik.
40 /0111
35 30 25
lj /0
20 12
ll,
16
~i8-2~0-2-2-24-2~6-2-B-30 4,J'C
4-6. ábra. Az ember nedvességleadása
párolgással
Könnyu ülo munka végzése, normálruházat
4.5. A közérzet méroszámai A zárt helyiségben kialakuló közérzet sok tényezo függvénye. Éppen ezért jellemzésére sokféle jellemzo számot javasoltak. Az ember termikus körérzetét a környezo levego száraz homérséklete (tsz), a helyiséget határoló
felületek sugárzási homérséklete (tSUg), a levego relatív nedvességtartalma (ep), az embert éro légáramlat sebessége (Vlev) és iránya, a munkavégzés intenzitása, az ember ruházata, életkora, testsúlya stb. határozza meg.
78
KÖZÉRZET
A termikus közérzet használatos méroszámait a felsorolt tényezok különféle csoportosításával határozzák meg aszerint, hogy az adott viszonyok között melyek vannak konfortérzetünkre dönto hatással. Ennek megfeleloen a méroszámok használhatósága is korlátozott, sot gyakran elofordul, hogy azonos komfortviszonyokat leíró két jellemzo szám egymásnak ellentmond.
oc). Nielsen és Pedersen az 1-1 és 2-2 görbék közé eso területtel adja meg a jó közérzet mezejét, amikor az ember sugárzás és konvekció útján leadott melege 65 ... 83 W (56 ... 71 kcal/h), a borhomérséklet 33... 34 oc. Ghai amerikai kutató 0,15 mis levegosebesség esetére a kellemes közérzet mezejét a 3-3 és 4-4 görbe által határolt területtel adja meg.
4.5.1. Eredo homérséklet
4.5.2. A levego-homérséklet, a sugárzási homérséklet és a levegO8ebesség méroszámai
A levego és a környezo határolószerkezetek homérsékletének együttes hatását fejezik ki általában az "eredo" jelzovel. Az eredo homérséklet a konvekció és sugárzás útján leadott ho nagyságára utal. Missenard eredo homérséklete normálöltözetu emberre tor = 0,45tsz+ 0,55tsug
oc.
(4-7)
A kifejezés v lev = 0,1 mis körüli levegosebesség esetére érvényes.
A Bedford-féle egyenértéku homérséklet: tegy=0,522tsz+0,478tsug-0,205(37,8-
tsz)JIvlev
A jelölések megegyeznek a 4.5.1. fejezetben levokkel, v1ev a levegosebesség, mis. Cadiergues egyenértéku homérséklete:
Carrier eredo homérséklete:
(4-11) (4-8)
A Kata-szám:
A jelölések megegyeznek a (4-7) összefüggéséivel. Winslow, Gagge és Herrington eredo homérséklete
öltözék nélküli emberre:
-2--
Ka=:t=(iXkonv+ q
iXSUg)(t1+t2)
tcr,
(4-12)
ahol q a környezet által a Kata-homéro (4-8. ábra) oc.
ter=0,52tsz+0,48tsug
(4-9)
A 4-7. ábra tsz-tsUg koordináta-rendszerben ábrázolja a jó közérzet mezejét. A vonalkázott terület a Carrier-féle eredo homérséklet alapján jelöli ki a jó termikus közérzet tartományát (ter= 18,5 ... 21,5
:0
~
1II138'C
30
~n1
25
~ 1II135'C
20 .•••••••••'.1
1
."-.....
~-.
15
70
oc.
(4-10)
l~
20
30
25 t,'iU!]J
4-7. ábra. Az eredo homérséklet értékei (különbözo szerint)
oc
szerzok 4-8. ábra. Kata-homéro
A KÖZÉRZET
l cm2 [elületérol elvont homennyiség, miközben a homéro homérséklete t2 oC-ról ti oC-ra süllyed Wjcm2 (mcaljcm2); 't a lehulés ideje, (t2-rol tere), s; ter az eredo homérséklet, oC. A Kata-homéron általában t2=38 oC, t1=35 oC értéket jelölnek meg, és megadják a muszert jellemzoq számértékét. Az adott q és mért 't alapján kiszámított Kataértékönmagában is információt ad a termikus közérzetrol(4-4. táblázat). A Ka-szám és a levego-homérsékletegyüttes figyelembevétele alapján kijelölheto a kellemes közérzetet eredményezo levegohomérséklet-levegosebesség tartomány (4-9. áb-
79
MÉROSZÁMAI
4.5.3. A levegéi-homérséklet és a nedvességtartalom méroszámai Lancaster és Castens által összeállított és Ruge által módosított diagramot tüntet fel a 4-10. ábra, amely a kellemes közérzetet eredményezo összetartozó relatív nedvesség-levego-homérséklet értékpárok határgörbéjét tartalmazza. Bradtke a levego abszolút nedvességtartaimát veszi alapul a kellemes közérzet jellemzésére. Szerinte x= 11,5 g/kg abszolút nedvességtartalom felett a levegot már fülledtnek érezzük.
ra). 3D
Bradtke és Liese komplex közérzeti jelzoszáma:
B-~
(4-13)
~er)'C
a levego száraz homérsékletének és a Kata-számnak hányadosa. A kellemes övezet B= 2,5 ... 6 értékekközé esik (4-9. ábra).
25
- Ka'
20
4-4. táblázat. Kata-értékek különféle környezeti hatások esetén Kata-szám
15
Környezet Wfcm'
mcalfcm2s
1
< 1,3. 10-2 1,3 1,7.10-2 1,7 2,5· 10-2 2,5...4,0' 10-2
Nagyon meleg Meleg Kellemes Huvös
>4,0.10-2
Hideg
10
<3 3
50
60
70
80
90
4
4
6
6
9,5
100 '1; %
4-10. ábra. Levego-homérséklet és relatív páratartalom zetí határgörbéje
közér-
>9,5 100
Ifj
I 1-1 "\ '\.,\Vi.v=L ,1'\. I \\ \ k'\•.....
I \ _
V/pv"
-ir--"\3"//\
%80
r--
~ '\. \\---..J 1--.1 ~\..\2 ·"U,.) "\.. ~{l;!m/~ nis \IlS1\\ 1\1\ \3 !7m/s \~'-0,3, \7 \\(\ "\'\ 2\ \2 ...••....•. '"'"'\'\.
\\\\ \=0 \ \ Vlpv ((jpv=U,
"r-
.
60
a)
4-0
20 24-
o 100
22
80 20
b)
60
18
W
lb'
20
14 /21
2
I
\\
7
8
! ~
3
"
5
6'
,
Kafa-szomJ 4·9. ábra. Levego-homérséklet, és Bradtke-Liese-jelzoszám
o 9
70 I
meal/cm
15
20
25
30 15
20
s
levegosebesség, Kata-érték (B) összetartozó értékei
2S. ('e/
2
1
JO
cc
4-11. ábra. Kellemes közérzetet adó légállapotok a ülo foglalkozás;
b nehéz testi munka; 1 kellemes zóna; 3 rossz közérzeti zóna
zóna;
2 elviselheto
80
KÖZÉRZET
45 40
'I,gjkg [kv/vo/ms
effek//Y
fTJer.sek/et
30
!ló-
vono/O!
35
~ij
20
25
JO
J5
40 tSZ)
4-12. ábra. Effektív homérsékletek ramban
45 'C
pszichometrikus
"(II
diag-
1(5" 2,0
~",mjs1,0
Leusden-Freymark által javasolt közérzeti diagram látható a 4-ll. ábrán. Effektív homérséklet az a telített állapotú levegohomérséklet, amely azonos közérzetet vált ki, mint a vizsgált tsz homérsékletu és epsz relatív nedvességu levego. Az effektív homérséklet vonalait a 4-12. ábra pszichometrikus diagramja tünteti fel. A diagram nyugalomban levo levegore vonatkozik. A jó közérzet feltétele télen 17 21 oC, nyáron 19... 24 oC effektív homérséklet és 30 70% relatív nedvesség. (Az ábrán szaggatott vonalakkal határolt területek.) 4.5.4. A levego-homérséklet, a nedvességtartalom és a levegosebesség méroszámai
45,
o
4-13. ábra. Ekvivalens effektív homérsékletek zatúember)
(normálruhá-
ahol az ismert jelöléseken kívül: x a levego abszolút nedvessége, gjkg; C állandó, értéke: nyáron -10,6; télen - 9,2. Kellemes a közérzet S = O esetén, de még elfogadhatóS= -1. .. + 1 értékek nél is. AzS= -2 ... -3 esetén hidegérzet, míg S= + 2... + 3 esetén melegérzet alakul ki. A (4-14) kifejezés egyszerubb, de általánosan használható lesz, ha a levego nedvességét elhanyagoljuk:
Ekvivalens 4fektív homérséklet az a telített álla- S=C+0,25(tlev+ tSUg)-0,1(37,8- t1ev)YU:. (4-15) potú levego homérséklet, amely nyugvó levego esetében azonos közérzetet vált ki, mint a vizsgált tsz 4-5. táblázat. A ruházati faktor értékei Fanger szerint száraz homérsékletu, tn nedves homérsékletu és v1ev sebességgel áramló levego. Az ekvivalens effektív Ruházati faktor. Öltözet jellege Iru homérséklet diagramja a 4-13. ábrán látható. Az ábra normálruházatú emberre vonatkozik. A diagramon a téli és nyári kellemes (komfort-) zónát Meztelen test ° egyaránt feltüntettük. Fürdoruha 0,1 Van Zuilen olyan összefüggést ad a közérzet jel- Rövid nadrág + ing (illetve blúz) 0,3 ... 0,4 lemzésére, amely a levego-homérséklet (tiev) és a Könnyu ruha (nyári) 0,5 környezo felületek sugárzási homérséklete (tSUg) Könnyu munkaruha (nyári) 0,6 mellett a levego sebességét (vlev)és a levego abszolút 1,0 Könnyu öltöny (kosztüm) nedvességtartaimát (x) is tartalmazza: 1,5 Nehéz öltöny (kosztüm)
S=C+ 0,25(tlev+ tsUg)+0,lx-0,1(37,8-
t1ev)YU:, (4-14)
Sporttuha Téli öltözet
0,9
3.. .4
A KÖZÉRZET
Az igy nyert jellemzo számokat az elobbi összefüggésseIkapcsolatban elmondottak szerint értelmezzük.
A hoérzeti méretezés, ill. vizsgálatok hasznos segítségelehet a Fanger által kidolgozott és a közelmúltban közzétett komfortdiagram-sorozat. Bevezeti a ruházati faktor fogalmát, és a különféle öltözeteket minosítve, az egyes ruházati módozatokrajellemzo értékeket ad (4-5. táblázat). Fanger az ember holeadó felületét a testsúly és magasság függvényében határozza meg. A hoegyensúly-egyenletek analizálása után, a kapott eredményekbolnomogramsorozatot szerkesztett ruhátlan, könnyu és vastag ruházatú emberekre. A példaként közölt nomogramból (4-14. ábra)
81
MÉROSZÁMAI
könnyu munka végzése esetén, különféle öltözetben meghatározható az embert éro levegomozgás relatív sebessége (Vlevr), a jó közérzetet biztositó levegoállapothoz. Fanger a közelmúltban végzett közérzeti vizsgálatai alapján összefüggést állapított meg a levego-homérséklet (tsz)' a sugárzási homérséklet (tSUg), a relatív légsebesség (Vlevr)' a relatív nedvességtartalom (ep), a munkavégzés nehézsége és az öltözöttség mértéke között. Példa erre a 4-15. ábra, amely rp= 50% relatív nedvességre és könnyu munkavégzésre vonatkozik.
(,,·C ____
30
RoilÓllon
emper
--formyiÍ ronalot -.-- fOlepesroMzot --Vos/alj roMlot
25
20
---RuM/fofl
ember
---Kdm{jÚ runázot --Vastolj
ruMzot
I
I 35
5 W
6
~
Z
~
~ tsug;
, 40 45 15U9 I tsz! 'C
W
tSZ) oC
ábra. A relatív levegosebesség(vlevr)értékeí a levego-homérséklet (Isz)' relatív nedvesség (Ip) és az öltözöttség mértéke függvényében könnyu munkavégzés esetén (Fanger szerínt) 4-14.
4-15. ábra. A relatív levegosebesség (vlevr) értékei a levegohomérséklet (tsz)' a sugárzási homérséklet (tsug) és az öltözöttség mértéke függvényében könnyu munkavégzés és Ip = 50% relatív nedvesség esetén (Fanger szerint)
4.6. A levego összetételének hatása az ember közérzetére A Föld felszinét övezo tiszta, száraz levego összetételea 4-6. táblázatban látható. Az atmoszferikus levego a megadott anyagokon kívülmindig tartalmaz vízgozt és különféle szenynyezodéseket, amelyeknek koncentrációjuktól és a hatás idotartamától (expozíciós idotol) függoen az emberszervezetére más-más hatásuk van. A felnott emberlevegoszükséglete átlagban 0,5 m3 Ih. A levego két fo alkotóeleme a nitrogén (N2) és az oxigén (02), A nitrogénnek az emberi szervezetre különösebb hatása nincs. Egyes növények, baktériumok a levego nitrogénjét megkötik és saját szervezetük felépítésére használják fel. A levego 02tartalma az élo szervezet muködésének nélkülözhetetlen feltétele. A belélegzett levego felveszi a test8 Az épületaéPészet kézikönyve
4-6. táblázat. A tiszta, száraz, atmoszferikus levego százalékos összetétele a Föld feIületén Alkotók meg-
nevezése
Nitrogén Oxigén Argon Szén-dioxid Hidrogén Neon Hélium Kripton Xenon
-
Alkotók mennyisége
I kémiai jele
tr. X
s. 0/ /0
N2 O2 Ar
78,08 20,95 0,9325
75,47 23,20 1,28 0,046 0,001 0,0012 0,00007 0,0003 0,00004
CO2
0,D30
H2
0,015 0,00150 0,00053 0,00011 0,000009
Ne He
Kr Xe
82
KÖZÉRZET
homérsékletet (36,5 ... 37 oc) és telítetté válik. Kilégzéskor testhomérsékletu, telített és közelítoleg 4,5% CO2-tartalmú gázkeverék távozik. Bár a természetben az összes élo szervezet oxigént fogyaszt, a levego oxigéntartalma majdnem állandó. Az O2 újratermelésérol a növényzet gondoskodik. Még nagy gyárvárosok levegojének O2csökkenése sem nagyobb 0,5 ... 1,0%-nál. Zárt helyiségekben az 02-tartalom jelentos csökkenése is bekövetkezhet, pl. erosen zsúfolt és szellozés nélküli termekben. Ha a levego 02-tartalma 16% alá csökken, kellemetlen lesz a közérzet. Nyugvó ember azonban még 12% 02-tartalmú levegot is eltur. Fulladásos halál 7% 02-tartalom esetén következik be. Az 02-tartalom eros növekedése kezdetben kellemetlen közérzetet, tartós belélegzése nyálkahártya-megbetegedést, sot tüdobántalmakat idézhet elo. A levego szén-dioxid- (C02-) tartalma erosen hat az emberre. Külso térben a CO2-tartalom átlagosan 0,3 ... 0,4%0. Nagy városok levegojének CO2-tartalma átlagosan a 0,4 ... 0,5%0-et nem haladja meg. Zárt helyiségekben 1,5... 2,5% CO2-tartalom is mérheto. Ezt az ember még könnyen elviseli, de ha ennél nagyobb, akkor már szédülést, fejfájást okoz. A 6 ... 10%-os CO2-tartalom életveszélyes. Felnott ember szervezetének átlagos CO2-termelése 20 ljh, míg fejlodésben levo ember óránkénti CO2-termelése közelítoleg életkorának számával (l/h) veheto azonosnak. A levego minimális mennyiségben tartalmaz hidrogén- (H2-) és hélium- (He-) atomokat is (1. a 4-6. táblázatot). Ezek, valamint a nemesgázok (Ar, Ne stb.) biológiailag általában közömbösek, a közérzetet nem befolyásolják. Légszennyezodések. Keletkezésük szerint természetes és mesterséges szennyezodéseket különböztetünk meg. Természetes légszennyezodés az a szennyezoanyag, amely az ember tevékenységétol függetlenül kerül a levegobe. Ilyen pl. a szél, földrengés, vulkáni tevékenység, párolgás, kondenzáció stb. folyamán keletkezo szennyezodés. A mesterséges levegoszennyezodés emberi tevékenység következtében keletkezik és jut a légtérbe. Halmazállapotuk szerint szilárd, folyékony és légnemu szenynyezoanyagokat különböztetünk meg. A szilárd szennyezodéseket pornak nevezzük. A por származása szerint lehet ásványi (homok, érc stb.), növényi (liszt, fa, virág stb.) és állati (gyapjú, szor stb.) eredetu. A porok méretei igen különbözok. A porszem méretét [Lm-benadják meg (1 [Lm= = 10-3 mm). Az 1 [Lm-nélkisebb méretu részecskék a levegoben állandó mozgásban vannak, nem ülepednek le, és így a levegot állandóan szennyezik. Szerves anyagok tökéletlen elégetésekor kelet-
kezo, igen kis méretu szilárd részecskék (0,1...0,3 [Lm)összességét füstnek nevezzük. Folyadék-halmazállapotú légszennyezodések a ködök. A ködöt olyan anyagok igen kis méretu cseppecskéi alkotják, amelyek atmoszferikus nyomáson és az eloforduló levego-homérsékleten folyadék-halmazállapotban vannak. Köd folyadék porlasztásakor , gozök kondenzálódásakor stb. képzodik. A levego légnemu szennyezodései a gozök és gázok. Gozök és gázok rendszerint a technológiai folyamatok során keletkeznek és jutnak be a levegobe, de ritkán természetes eredetu légnemu szenynyezoanyag is elofordul. Porok. A levegoben található ásványi, növényi és állati eredetu por az ember szervezetére minden tekintetben káros. Kis mennyiségben eloforduló por zavarja a szervezet muködését, izgatja a kötohártyát és a légutakat, nagyobb mennyiségben rendszerint megbetegedést idéz elo. A por veszélyességét ezenkívül növeli az a körülmény is, hogya durva és finom porhoz kötve, arra rászáradva számtalan baktérium és más kórokozó jut az ember szervezetébe, ami fokozott fertozési lehetoséget okoz. A levegoben jelenlevo pornak az emberi szervezetre kifejtett káros hatását eddig foleg a por menynyiségévei hozták összefüggésbe. Ezen alapul a Lehmann-féle porskála is. Lehmann szerint 1 mg/m3 porterhelés igen kevésnek, 10 mg/m3 turhetonek, míg 30 mg/m3 porterhelés soknak tekintheto. Kézenfekvobb a poroknak az emberi szervezetre gyakorolt hatásuk szerinti következo osztályozása: Mérgezo hatás ú porok. Ide sorolhatók azok a porszennyezodések, amelyeknek káros hatása elsosorban a koncentráció függvénye. Ilyenek pl.: arzém, króm, ólom stb., valamint ezek vegyületei. (A koncentráció a levegoben levo szennyezoanyag méroszáma. Mértékegysége g/m3, kg/m3, ljm\ m3/m3 stb.) Krónikus megbetegedést okozó porok. Azokat a porfajtákat soroljuk ide, amelyek a tüdobe kerülve krónikus tüdobántalmakat idéznek elo. Ilyen a kvarcot és szabad kovasavat tartalmazó anyagok pora. Egyik leggyakoribb megbetegedés a szilikózis, amelyet kvarctartalmú porok okoznak. A szilikózist kiváltó okok még pontosan nem ismertek. A beszívott levego nagyobb porszemcséit a légzoutak felfogják, és csak a kisebb méretu szemcsék jutnak a tüdobe. A kis méretu porszemcsék egy része a kilégzés folyamán eltávozik a tüdobol. A higiénikusok szerint a 0,1...5 [Lmnagyságú szemcsék a legveszélyesebbek. A 0,1 [Lm-nél kisebb méretu szemcsék - ha nem mérgezo hatásúak - nem veszélyesek, mivel kilégzéssei eltávoznak a tüdobol. Az 5 [Lm-nél nagyobb méretu porszemek gyakor-
A LEVEGO ÖSSZETÉTELÉNEK
HATÁSA AZ EMBER KÖZÉRZETÉRE
latilag nem kerülnek be a tüdobe, azokat a légzoutak kiszurik. A kvarctartalmú porok megengedett koncentrációja 1 mg/m3, ha a por kvarctartalma 50%-nál nagyobb, ill. 2 mg/m3, ha kvarctartalma 50%-nál kisebb. Az egészségre általában ártalmatlan porok (pl. növényi, állati porok, facsiszolat stb.) megengedett koncentrációja 10 mg/m3• Gázok és gozök. A levegot szennyezo gázok és gozök az ember közérzetére, az emberi szervezetre gyakorolt hatásuk szerint lehetnek: fojtó, ingerlo, bódító és mérgezo hatásúak. A gyakrabban eloforduló ártalmas gozök és gázok a következok: Szén-monoxid. Mérgezést okozó gáz, amely széntartalmú anyagok tökéletlen elégetésekor keletkezik. Színtelen, szagtalan, jelenléte éppen ezért nehezen érzékelheto. Ha a belégzés folytán szén-monoxid kerül a tüdobe, a belélegzett gáz elobb csökkenti, majd megszünteti a vér oxigénellátását és fulladást okoz. Az 1%0 szén-mon oxid-tartalmú levego huzamosabb belélegzése az ember közérzetét rontja, fejfájást, levertséget okoz. Nagyobb menynyiségbenmérgezési tünetek mutatkoznak. Klór. Már 1,5 mg/m3 klórtartalmú levego izgatja a nyálkahártyát, 50 ... 300 mg/m3 töménységu levegobenmár több órai tartózkodás esetén életveszély állfenn. Kén-hidrogén. Színtelen, záptojásszagú gáz. A légzoutakra és a szem szaruhártyájára ingerloen hat. Az idegrendszerre ható eros méreg. 1... 2 mg/m3 kén-hidrogén már szaglással érzékelheto. 4 mg/m3 már eros szagú, 6... 11 mg/m3 már nyomasztó, 100mg/m3-nél nagyobb koncentrációban mérgezést okoz. Kénsav. Színtelen, átlátszó folyadék. A felso légutak nyálkahártyáit ingerli és gyulladásba hozza. Kén-dioxid. Színtelen, eros szagú gáz. A légzoutakat izgatja. 6 mg/m3 töménységet már érzékelni lehetszaglás útján. 40 mg/m3 koncentrációban kellemetlen,400 ... 500 mg/m3 életveszélyes.
83
Benzingoz. A szervezetre bódítóan hat. A mérgezés az idegek, a szív-érrendszer megbetegedésében, gyengülo lélegzésben nyilvánul meg. Tartós belélegzése maradandó idegbántalmakat okozhat. 600 ... 700 mg/m3 koncentráció fejfájást, gyomorfájást okoz, 3500 mg/m3 töménység életveszélyes. Ipari üzemek környezetének levegojében gyakran a sósavat is ki lehet mutatni. A 15... 20 mg/m3 HClgáz a szervezetre izgató hatású, nagyobb mennyiségben (50 ... 75 mg/m3) alig elviselheto. Ammóniák. Az ammóniák színtelen, szúrós szagú gáz, kis mennyiségben foleg a felso légutak nyálkahártyáit és a szemet izgatja erosen. Higany. A mérgezést leggyakrabban fémes higanygozök b()lélegzése okozza .. Egészen kis koncentrációban is mérgezo. Már szobahomérsékleten párolog. A higanygoz-koncentráció a levego homérsékletétol függ. Eros mérgezéskor elsosorban a nyelocsovet és a vesét támadja meg. Krónikus mérgezések az idegrendszer megbetegedésében nyilvánulnak meg. Ólom. Az ólom goze és pora egyaránt mérgezo hatású. Az ólom az idegrendszerben, a vérben és az erekben hozhat létre elváltozást. Protoplazma méreg. A szervezetbe került ólom jelentos része tartósan lerakódik a csontokban. 0,5 mg/nap mennyiség bekerülése a szervezetbe ólomhalmozódást idéz elo. Az ólomgoz az ólomporhoz viszonyítva 10... lOO-szor mérgezobb. Arzén. Színesfémkohászati üzemekbol kerül a környezo levegobe. Arzénnel a növényzet is szenynyezodhet, ezen keresztül pedig az állatállomány is mérgezodik. Igen kis mennyiség is káros az ember szervezetére. Szénhidrogének is kimutathatók anagyvárosok levegojében. Gyártelepekrol, földgázmezokrol, 010csarakból kerülnek a levegobe. Csekély mennyiségben erdoségek, magas hegyek környezetében az ózon is megtalálható.
4.7. A környezet hatása az ember közérzetére Az ember közérzetére a környezet számos összetevojehat. Ezek közül röviden a következoket foglaljukössze: megvilágítás, szín, zaj, idojárás, légkörielektromosság. A megvilágítás hatása. A mesterséges világítás és a megvilágításerossége befolyásolja az ember közérzetétés ezen keresztül munkavégzését, teljesítményét.A wiesbadeni világítástechnikai állomás háromfélefényforrás (izzólámpa, F-cso, Hg-Iámpa) használatakor vizsgálta az emberi munka folyamán
jelentkezo elfáradást és a munkateljesítményt a megvilágítás erosségének függvényében. Ennek eredményét mutatja a 4-16. ábra. Ha a munkahely megvilágítási erossége megegyezik a környezetével, akkor a szemnek, bármely irányba tekint is, nem kell a hely függvényében változó megvilágítási erosségekhez adaptálódnia, tehát legkevésbé fárad el. Ha viszont csak munkahelyi világítást alkalmaznak, úgy a megvilágított munkahely és a viszonylag sötét .környezet nemcsak za-
KÖZÉRZET
84
110
105
roD
.
100 lOD 300 WO 500 600
4-16
800 1000 1200 Iltgyilogtlds, Ix
ábra. A munkateljesítmény változása függvényében
a megvilágítás
varó hatásával kelt kellemetlen érzetet, de a szem a folytonos adaptáció következtében elfárad, ezzel nemcsak a közérzet romlik, de sok esetben baleset is lehet a következménye. A megvilágítási erosség idobeli ingadozásai is fárasztják a szemet. A környezet, a helyiségekben elhelyezett tárgyak, határolószerkezetek stb. színe is hat az ember közérzetére. A színeknek fiziológiai és pszichológiai hatása van az emberre. Rendszerint a két hatás együttesen jelentkezik, egymástól el nem választható. A fiziológiai hatás az, hogy az ember szeme a zöld és sárga színeket azonos megvilágítás esetén is jobban látja, mint a spektrum többi színét. A pszichológiai hatás pedig abban mutatkozik, hogya zöld, zöldessárga színeket általában kellemesebbnek tartjuk a többi színnél. Az ember szemére igen elonyös, igénybevételét erosen csökkenti, ha egy idoben két komplementer színt (pl. piros-zöld, sárga-ibolya, kék-narancs, sárgászöld-narancsibolya stb.) észlel, mert az egyik szín a másik hatását közömbösíti. Az egyes színek az emberben különféle érzetet keltenek, ezáltal közérzetét jó vagy rossz irányban befolyásolják. A vörös és vörös árnyalatú színek az emberben melegérzetet, a kék és kékes árnyalatok hidegérzetet keltenek. Ez a felismerés módot ad arra, hogy a közérzetre a környezet színeivel is hassunk. Kísérletekkel igazolták, hogy melegüzemekben csupán a helyes falszín megválasztásával az ember hométséklet-érzetét ± 4 ... 5 OC-kal lehet módosítani. A színek nyugtató vagy izgató hatása sem közöm-
bös a közérzet szempontjából. A zöld, kék színek nyugtatják a szemet és az idegeket, a narancs és vörös színek pedig izgatják. Az ember közérzetére egyhangú folyamatos munka végzésekor az izgató, változatos munka során a megnyugtató színek vannak jó hatással. Megfigyelések szerint az emberek neme is szerepet játszik a környezet színeinek megválasztásában és az ember közérzetében. A férfiak inkább a hideg, nyugodt, míg a nok a meleg színeket kedvelik. Az életkortól is függ a színválasztás. Tapasztalat alapján megállapították azt is, hogy a színekkel bizonyos mértékig kom~enzálni lehet a közérzetet zavaró egyéb hatásokat. Így pl. zajhatások olivazöld környezetben kevéssé zavarók, édesipari üzemek ben az édeskés illat kék árnyalatú színekkel erosen kompenzálható stb. Miután az ember érzékszervei színekhez vagy színkombinációkhoz önkéntelenül bizonyos érzéseket társítanak, a színek - különösen munkatermekben - jelzésekre elonyösen felhasználhatók. Ugyancsak színekkel kell az ablak nélküli helyiségekben a természetes fény elmaradását kompenzálni. Vizsgálatok szerint jól alkalmazott színdinamikával az ember közérzetét nagyon kedvezoen lehet módosítani, ami munkateljesítményben kb. 15% növekedéssel, a balesetek számában mintegy 50%-os csökkenéssel jár. A zaj olyan hallható hang vagy hangkeverék, amely az emberre kellemetlenül hat, közérzetét kellemetlenül befolyásolja. A,zaj idobeli lefolyása különféle hatást vált ki. Allandó vagy egyenletes ütemu zaj nyugtatóan, sot altatóan hat, míg az egyenlotlen zaj izgató. Hirtelen, rövid ideig és váratlanul jelentkezo zaj (robbanás) izgató és félelmet kelto. A zaj emberre gyakorolt hatása igen összetett: fizikai, fiziológiai és pszichológiai tényezoknek is jelentos szerepük van benne. A zaj hatásának megítélését az ember neme és életkora is befolyásolja. Zárt térben tartózkodó ember közérzetére is hatással van a külso idojárás. Így az emberek zöme reagál valamilyen formában az idojárás változására (frontbetörésekre). A kedélyállapotra hat az eso, a szél. A légnyomásváltozás sok ember munkavégzo képességére hatással van. Újabban rendszeresen vizsgálják, hogya légköri elektromosság az emberre milyen hatást gyakorol. A belélegzett levego negatív ionjai a tapasztalat szerint a pozitív töltésu részecskékkel ellentétben kedvezoen befolyásolják a légzoszervek, a szívmuködés, az anyagcsere mechanizmusát; a légzés, a szívverés, a vérnyomás, az anyagcsere szélsoséges mértékét kiegyenlíteni igyekeznek. E fiziológiai változások eredménye a kellemesebb közérzet, amelynek olyan tényezoi vannak, mint a gyorsabb felfogó-
A KÖRNYEZET
HATÁSA AZ EMBER KÖZÉRZETÉRE
képesség (reflexido), a nagyobb figyeloképesség (koncentrálás), a fáradékonyság csökkenése. Az elektromos töltéstol függoen ugyanolyan homérsékletu, nedvességtartalmú, nyomású levego lehet frissítovagy nyomasztó hatású.
8S
Az elektromos töltés és a térero hatása bizonyos szervi betegségben szenvedo emberekre fokozottabb (baleset-gyakoriságok), míg teljesen egészséges szervezetben alig észreveheto, ill. nagyon nehezen választható el az egyéb környezeti hatásoktól.
4.8. IRODALOM
[1]Bakáts-Jeney: A higiéne tankönyve. Budapest, Medicina Könyvkiadó, 1960. [21 Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. I. kötet. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [3]Faragó-Maróti: Világítástechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1962. 14] Fekete-Menyhárt: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [5]Homonnay Gy.-né: Futéstechnika. I. Budapest, Tankönyvkiadó, 1976. [6]Jansen. J.: Beleuchtungstechnik. Eindhoven (Hollandia), Philips Technische Bibliothek, 1954. [7]Kamenyev, P. N.: Otoplenyija i ventiljacija. I-II. Moszkva, Izdatyelsztvo literaturi po sztroityelsztvo, 1965. [8]Lantos T.: Villamos berendezések. (Világítástechnika.) (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [9]Lejtesz-Marcinkovszkij-Hocjanov: Munkaegészségügy. Budapest, Egészségügyi Kiadó, 1952.
[10] Macskásy-Menyhárt-Homonnayné: Központi futés. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [ll] Menyhárt J.: Légtechnika - Méretezési alapadatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [12] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [13] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 2. kötet. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1%3. [14] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München, Verlag R. Oldenbourg, 1974/75. [15] Rietschel-Raiss: Futés- és légtechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [16] Walter, K. H.: Lehrbuch der Hygiene. Berlin, VEB Verlag Volk und Gesundheit, 1954. [17] Heating Ventilating Air Conditioning Guide. New York, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. 1970. [18] Fanger. P. O.: Thermal Comfort. Copenhagen, Danish Technical Press, 1970.
5. Épületek hovesztesége. Épületek hotechnikai jellemzoi Szerzo: DR. MENYHÁRT JÓZSEF Lektor: Homonnay Györgyné dr.
5.1. Hoveszteség-számítás stacionárius feltételek esetén A futo-, légfuto- és kondicionáló berendezések méretezéséhez ismerni kell az épület határolószerkezetein ki- vagy belépo hoáram nagyságát. A kilépo hoáram a hoveszteség, míg a belépo hoáramot honyereségnek nevezzük. A két hoáram különbsége pótlandó, s azt hoszükségletnek nevezzük. A hoszükségletet a futo-, légfuto-, ill. kondicionálóberendezések biztosítják. A hoszükséglet-számítást hatósági eloírás alapján kell végezni [39]. A méretezés során stacionárius viszonyokat tételezünk fel. A számítás alapja a kiviteli szintu építészeti terv.
építményfajták szerint a tbel belso homérséklet és a CJ!bel belso relatív nedvesség követelmény-értékei találhatók téli idoszakra. A táblázat szerinti tbel és CJ!bel értéket ajánlatos felvenni, és a tervezés során ezeket a tervezési programban rögzíteni. Folytonos üzem esetén a fennálló hatósági utasítás szerint az 5-1. táblázat szerinti tbel értéket 2 oC-kal csökkenteni kell. A belso homérséklet a határoló szerkezetek kialakítása, a külso lehulofelület, valamint az üvegarány függvényében 1.. .4 oC-kal növelheto. 5.1.1.2. Külso (méretezési alap-) homérséklet
5.1.1. A hoveszteség-számítás alapegyenlete
A jelenleg érvényben levo fohatósági eloírás [37], [39] a következo külso homérsékletek figyelembevételét írja elo:
A falakon, a nyílászáró szerkezeteken, a padláson és a födém en át eltávozó ho a
a) Budapesten és a Dunántúlon 500 m tengerszint feletti magasság alatt -15 oC;
n Qo="
~
j=1
Ajkj(tbel-tkül)
W (kcaljh)
(5-1)
összefüggésseI határozható meg, ahol tbel belso homérséklet, oC; tkül külso (méretezési alapo) homérséklet, oC; ki az egyes határolószerkezetek hoátbocsátási tényezoje, W/m2K (kcaljm2h°C); Aj az egyes lehulo felületek, m2• Az (5-1) összefüggéssei meghatározott hoáram az alaphoveszteség, más néven pótlék nélküli hoveszteség. Az alaphoveszteség meghatározása elott rögzíteni kell a futo rendszert, az üzemeltetés módját. Ezek birtokában a Qo számításához szükséges adatok felvehetok vagy meghatározhatók. 5.1.1.1. Zárt terek belso homérséklete A különbözo rendeltetésu helyiségek belso homérsékletének követelmény-érté két közérzeti vizsgálatok alapján határozták meg. E vizsgálatok eredményeit tartalmazza az 5-1. táblázat, amelyben
b) az ország többi területén és az 500 m tengerszint feletti helyeken - 20 oC. Szomszédos építmény, talaj és futetlen helyiségek homérsékletét az 5-2. táblázatból vehetjük. A hoveszteség-számítás alapjául veendo legalacsonyabb külso homérsékletet irodalmi adatok [22], [39] alapján a következo összefüggésseI határozhatjuk meg: tkül=0,6tkül min+O,4tközh
oC,
(5-2)
ahol tküt min az utolsó évtizedekben elofordult legalacsonyabb napi átlagos homérséklet, oC; tközh a leghidegébb hónap sok évi átlagos középhomérséklete, oc. Két, egymással határos, különbözo homérsékletu futött helyiség közötti határolószerkezeten át létrejövo hoveszteséget akkor kell figyelembe venni, ha a homérséklet-különbség At~4 oC. Ennél kisebb homérséklet-különbség esetén csak akkor kell hoveszteséget számítanunk, ha a hoátbocsátás a helyiség hoveszteség-értékét eloreláthatólag több mint lO%-kal módosítja.
HOVESZTESÉG-SZÁMÍT
ÁS STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
87
ESETÉN
5-1. táblázat. Helyiségek eloírt légállapota télen Megnevezés
I -----65 50 90 20 Raktár 50 75 Eloadói Elocsarnok Nézotér Büfé Pénztár Színházi 75... Olvasóterem Eloadó Kiállításí 50 65 50 90 szoba öltözo terem terem 50 75 50. ... ... Iroda Ruhatár 75 6S 90 50... 65 50 65 65 24 Laboratórium Olvasóterem Közös 75... 75... Ülésterem 50... 9 65 75... 900terem 12... 18 5. Ruhatár Iskolák. tanfntézetek 50... Színpad Orvosi Mosdó, rendelo W. C. Fürdo-zuhanyozó Könyvtár Dohányzó Könyvtár Kapusszoba Konyha Folyosó 65 16 Mühely Rajzterem 18 16... 18 16II')0 75... Bár W.C. Étterem Elocsarnok Hálószoba 4. Iroda Lakószoba Szál/odák. otthonok 50 20 Fürdoszoba, zuhany 16 "
I
I
I
I
IiI
I I
III I I
séklet, tbe] oC Hömér, 24 18 20 12 10 16... 16-18 20 22 16 16 18 12 20 12-16 22 18 20 16 18 18... 16... 12... 24 20 16 8 22 18
nedvesség,
Homérséklet. (bel. oC
Megnevezés
% R~l~;;~-1
'Pbelt -1
Belépo Mosdó Gyermekszoba
I
Relatív nedvesség, tpbeh%
88
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-1. táblázat folytatása Megnevezés
séklet, tbelt oC Homér-
Várószoba Étterem Vásárcsarnok Falatozó, büfé
Edénymosogató Konyha -1 Szárító Fehémemu-áztató Fertotleníto Vasaló Átvétel Váróswba és kiadás 9. Mosdók./ertotlenítok Vegytisztító Ruhajavító Mosóhelyiség és festöde 8. Fürdok, uszodák Elocsarnok Uswda Váróterem Gozfürdo Oltözo Pihenoterem Belépo Dohányzó Forró Lépcsoház légfürdo 22 24 16 12 18 18 SO 18 Tornaterem Folyosó Fonoda Laboratórium Kádfürdo, SO zuhanyozó 20... 25 24 20 10 18 IS 16 18 20 25 50 75... 90 SO 90 SO 75 ... 65 65 Várószoba Mintázó 66 75... SO 90 20... 18... 16-20 212 225 2 75 50... 75 50-65 ... 75 65 75... 65.•• 75 90 7 5 5... 22-25 16..• 40 20 12 10..• 20 50.•• 75 Receptkezelo 60... 22 22 7 Asztalosmuhely Dohányüzem Kovácsmuhely Gyapjúszövöde ll. Ipart létesítmények SO 20 Árukiadás /O. Kereskedelmi épületek Üzlethelyi&íg Cukrászmuhely II I
I
I
nedvesseg, q>beb% Relatí~
Megnevezés
I
Festöde
,
Homérséklet, tbel, oC
I
nedvesség, /'Pbd, Relatív%
HOVESZTESÉG-SZÁMíTÁS
STACIONÁRIUS S·l.táblázat
Homérséklet.
Megnevezés
.
5-2. táblázat. Hoszükséglet-számításkor külso bömérsékletek Megnevezés
külso térre nyíló nyílászáró szerkezettel Sz
folytatása Homér-
Megnevezés
-I nedvess!g, I
séklet, tbe], oC
Ipbcl,%
1
nedvesség, Il'beh% Relatív
Laboratórium
16 12 20 18 16 18 22 20 14 12 16 15 12... 15 20... 2 102
figyelembe veheto
'kUl. oC
-/ Külso homérséklet,
Tetotér, padlástér Szomszédos helyiség (futetlen) a külso térrel vagy tetotérrel nem határos, nyílászáró nélkül a külso térrel határos, nyílászáró nélkül
89
ES ETÉN
Relatív
tbel, oC
Múhelycsarnok 65 50 50 65 75 50... 65 Váróterem W:C. Pénztár 75Csomagfelvétel Ruhatár Büfé Elocsarnok 75 SO 65 ... 90 75 ... 90 Étterem 75 ... 90 50... 65 13. Közüzem; épületek 18 P?stahelyiség
FELTÉTELEK
-8
5.1.1.3. Lehülo felületek méretei Belso ablakok és ajtók esetében a legnagyobb falnyílás mérete a mértékadó. így a válaszfalakban elhelyezett ajtók számítandó mérete az 5-1. ábra jelöléseivel: Aajt=/12/7
+5 +3 O
+15 +5 O
+5 -3 ±O +5 +7 -10 O O
+5 +20
m2•
Külso ablakok és ajtók méreteit a legnagyobb falnyílás 10 cm-rel növelt méreteivel vesszük figyelembe: ;,
A~jt=(/3+0,1 m)(l4+0,1 m)
m2,
Aabl=(lI+O,l
mZ•
m)(lz+O,1 m)
Ha az ablakon redonyszekrény van, ennek mérete is beszámítandó. Belso falak, padló- és födémszerkezetek felületét a helyiségek belso építészeti méretei szerint kell felvenni. így pl. az 5-1., ábra jelöléseivel: Apa=15/13
Abel
f= /5/8
m2,
mz.
A külso falak szintén a belso építészeti méretekkel veendok számításba. Sarokszobánál a méreteket a faltengelyek metszéspontjáig kell figyelembe venni. A külso falak: magassági méretét a padlószinttol a födémig mért távolság határozza meg, azaz a fodémköz belmérete. A legfelso födém /* vastagságát
90
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
a legfelso szint külso falainak magassági méretébe bele kell számítani. Az elobbiek szerint az 5-1. ábra jelöléseivel:
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
ahol (X be I hoátadási tényezo ahatárolószerkezet belso síkján, W/m2K (kcal/m2h°C); lJi a határolószerkezet rétegvastagsága, m; A i ahatárolószerkezet rétegeinek hovezetési tényezoje, W/mK (kcaIjmh°C) (Xkül hoátadási tényezo a határolószerkezet külso falsíkján, W/m2K (kcaljm2h°C). (Xbel és (Xkül értékeit az 5-6. táblázat és az 5-2. ábra, a gyakrabban alkalmazott anyagok hovezetési tényezoit - Barcs nyomán - az 5-7. táblázat tartalmazza. Zárt légrétegek hovezetési tényezoit foglalja össze az 5-8. táblázat. A falak belso síkján kialakuló tbel f homérséklet az (1-159) és az (1-160) kifejezések alapján:
külso fal: külso sarokfal: legfelso külso fal:
tbe1f= tbel-
(tbel-
~
tkül)
oC.
(5-4)
(Xbe I
A fal belso síkjának homérséklete legyen magasabb, mint a helyiség levegojének a várható legnagyobb relatív nedvesség melletti harmatpont ja, azaz:
b)
Ezek a feltételek meghatározzák a k hoátbocsátási tényezo még megengedheto legnagyobb értékeit. Nagyobb k tényezoju határolószerkezetek alkalmazását az építési szabályzat tiltja. Az 5-9. táblázat a különbözo határolószerkezetek legnagyobb és még elfogadható k értékeit a külso számítási homérséklet függvényében adja meg.
f;'iil
aj
a;'iil=23 W/m2 K
(j) (20 kcal/m2 h 'C)
5-1. ábra. Határolószerkezetek méretei és azok megválasztásának módja höveszteség-számitáshoz a) alaprajz;
b) metszet; e) tetoszerkezet
~
metszete
Clb,/ =10,5 W/m2 K
IfZD X. h em.'C) 19 kcal/m2
Két szomszédos határfal (tuzfal) esetében számításainkban azok együttes vastagsági méretét veszszük figyelembe.
Szoba
fbt/
'\'\\\\\\.\\' IX.
em.
IX.
em.
5.1.1.4. Hoátbocsátási tényezo meghatározása A leggyakrabban használatos határolószerkeze';';;/ tek hoátbocsátási tényezoit az 5-3. és 5-4. táblázatban, míg a leggyakrabban eloforduló nyílászáró aH, =8W/m2 K szerkezetek hoátbocsátási tényezoit az 5-5. táblá- (7 'cal/m2 h ·C) zatban találjuk. Ha a táblázatok a keresett szerke(j) . '@ zetet nem tartalmazzák, akkor k értéke az (1-163) i;;/=23W/m2j( összefüggés szerint határozható meg: (2 IX
h ·C)
, kCIlI/m2
W /m2 K (kcaIjm2 hOC,)
•
Alagsor
1. em.
Szoba tb,1
Fsz.
(5 kcal/m2 h
l® I®
IXb.I=8 W/m2 K
(7 kcal/m2 h ·C) .,.
(5-3)
Szoba
ClHI=5,8W/m2
K OC)
•
••
T ~
T
5-2. ábra. Az ct:hoátadási tényezo értékei falakra és födémekre
HOVESZTESÉG-SZÁMfT
ÁS STACIONÁRIUS
5-3. táblázat. Határolószerkezetek
FELTÉTELEK
91
ESETÉN
hoátbocsátási tényezoi Hoátbocsátási tényezo. k
Megnevezés
W/m'K
0,95 0,7 0,9 0,51 0,75 1,1 0,64
I
07
1,05 0,65 0,5 0,6 1,0 1,4 0,8 0,7 1,3 0,55 0,38~g,m 0,90 0,77 -~0,7--[) I
kcal/m'hOC
Vakolatlan falvastagság, m
2,1 1,4 1,9 1,3 2,5 2,0 I 1,7 1,35 2,6 1,8 ~IO,25
~méretu tömör téglafal 51I 0,12 0,25 0,3810,5110,64 0,90 I ,ívül hézagtömítéssei 2,33\1,57 1,22 1,1 1,1 0,87 0,87 0,7710,90 0,761°,65 tömítésseI 2,44 1,63, 1,22 0,761°,65
B Be
B
N.
K Külso fal kélOldalt vakolva Belso fal kétoldalt vakolva
2,1 12,7
I
1,8 2,3
i:S6!11,05 1,4 i:~ 0,93 i:i6 0,8 0,9310,80,7 '1
j'
1,2 0,9
1,2 1,6
0,8 0,7
1,0 0,8
0,7 0,6
Vakolatlan falvastagság, m
Mészhomoktégla fal Külso fal egyoldalt vakolva
0,1210,25 ' 0'381_0'51--~641 0'7,710:90- 0,12 3,4 2,33 1,8611,5 1,28 1,16 0,93 2,9
Külso kétoldalt vakolva kivülfal hézagtömítéssei Belso fal belül vakolva,
3,1 112,2 1,74 I 1,16 1,4 1,05 1,16. 0,93 1,05/0,93 2,56 1,86 1,4 0,8 I II!
Salakbeton tégla vagy csö- __ ~,441I ~861~ Belso fal kétoldalt vakolva
Belso Külso möszölt fal falkétoldalt kétoldalt salakbetonvakolva vakolva fal
2,2 2,7
I
! I
1,9 1,6
l'
O,3~_1=-0,51i_0,64 I 0,77 1?,9O_ 1,6 1,3 11'1 11,0 I 0,8 1,5 1,2
1,2 1,0
I
1,0 0,9
0,9 0,8 I
I
11,5 1,3
11,2 1,0
0,9
0,8 0,7
1,6 2,1 2,2
1,4 1,3 1,9 1,8 2,0 11,9
1
0,7 0,6
Vakolatlan falvastagság, m
------\---I----r---I--
.--~~---2,3 '2,8 2,9
I
0,8 0,7
1
~II~- ~?-I~l~~.I~
-~
1,5 1,74 '11,4 I 1,16 1,05 0,8 0,93 0,8 0,7 )111;),6 0,7 2,3 1,9
1,5 1,86 2,4 3,6 2,56 1,74 2,2 O,SO 0,05 0,10 1,63 3,5 3,0 2,0 3,1 2,72,1 2,8 2,33 I 4,9 2,7 4,2 3,1 2,33 2,0 3,1 1,8 0,40 0,90 1,3 1,2 1,7 O! 0,50 2,20,60 I 2,00,70 1,7 0,80 1,5 gránit-, bazaltfal I 0,30 I 4,1 13,5 2,7 0,15' 2,40,2012,0 1,7 /1,4 0,30 I 0,05\ 0,40 0,10 I 0,50 Külso fal egyoldalt vakolva 3,4 3,0 2,8 12,56 2,33 I 2,2 2,0 Porózus köfal.3,6ha fajsúlya 3,1 homokk6-mészkö fal 12'560,30 0,40 i 0,50 10,60 I 0,70 0,80 10,90
~'~~I
2,0
2,7 2,2
_1..!~'1_~,05_0,93/, 0,8
-----------4,2 2,81,6 1,2 1,7
~Ol5
I
2,0 2,5 2,6
I
1,8 2,3 2,4
I
-2:41"'2,0--1'81 ~
"l,4
I
"'l,3
I
'
I
0,5 0,6
lt ge-
92
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
5-3. táblázat folytatása
------- ---
-------
----
1,05 0,05 2,1 0,9 kcal/m'h 1,4 3,6 5,1 2,9 3,7 2,7 1,45 2,3 1,6 2,5 1,74 1,45 2,0 4,4 1,75 2,7 2,0 3,1 3,5 1,7 -I 1,15 0,12 2,8 2,1 2,33 3,0 2,56 1,7 2,44 3,26 1,9 1,86 1,74 2,9 3,1 3,6 2,8 2,2 2,6 1,65 3,2 1,74 3,4 3,1m J,4 4,4 2,2 2,7 1,34 1,57 4,1 3,1 3,84 3,6 4,0 2,5 1,85 2,4 2,9 2,1 1,35 1,7 3,3 2,56 2,2 4,65 2,9 1,86 1,35 2- ,8 m 0,87 1,1 2,4 0,07 0,06 1,5 1,9 0,10 0,08 0,05 0,06 0,07 0,87 2,44 1,63 1,86 1,5 1,6 0,15 0,12 4,2 mmfalvastagság 2,8 0,085 falvastagság 2,1 2,0 0,20 1,16 1,7 0,95 0,75 1,0 0,20 0,18 0,33 1,8 0,12 0,085 mfalvastagság falvastagság 0,33 m falvastagság 0,15 0,18 0,10 0,07 1,35 1,25 I vakolva kétoldalt vakolva I hoszigetelve, I abo-2,1512.04 oldalt vakolva felülettel Külso fal kétoldalt nyers szült fal, cm0,82 vastag 10lyukkal, cm téglavastagsággal lemezzel szivacs lapokkal hoszigesen, másikon vakolva lit-, heraklit65cm vagy vastag, magortelve, kétoldalt vakolva 0,75 0,781-11,05 \1,00 0,95 II két0,67 0,9I 0,07 I 0,04 0,86 0,03 [ 0,041 0,05 0,050,031 3,26 2,8m 12'44 Vakolatlan falvastagság,
~~I---0'101-1-
-I-
oC
I
Hoátbocsátásitényezo,k 0,081~
JELLEMZOI
HOVESZTESÉG-SZÁMíTÁS
STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
93
ESETÉN
5-3. táblázat folytatása Hoátbocsátási tényezo, k Megnevezés
kcal/m'h oC
W/mIK
-----
------_._--~----- --_
_-----1,1 2,0 1,5 1,3 0,95 1,7 kétoldalt 20,12 ,11,3 0,38 0,9 1,05 1,5 1,I 0,95 1,86 1,6 0,25 0,38 0,25 0,12 0,6 0,5 1,86 1,22 1,74 1,3 0,32 0,32 2,44 0,28 O, IS vam m falvastagság falvastagság, IS m mfalvastagság 0,15 0,15 1,5 , O, 0,28 falvastagság és vakolva beiktatásával 1lattal sor alumínium fólia 10X 10 cm-es zárlécváz 22 készült eresztéses mm vastag, fal, méterenként fenyodeszkából hornyos bees parafalemezzel borítva Salakbeton kolva vastag sártapasztással 1kétoldalt üreggel átkötve, 12 cm légréssei menes szigetelolemez és Vályogfal 2,5becm
_.Üreges falak
I
..
5-4. táblázat. Tetoszerkezetek és födémek hoátbocsátási tényezoi Hoátbocsátási
tényezo. k
5-4. táblázat folytatása Megnevezés
Megnevezés
W/m'K
Ikcal/m'~
Tetok Zsaluzás és hézagtömítés nélküli, lécvázra rakott cserépteto Zsaluzás és hézagtömítés nélküli, lécvázra rakott horgany. alumíníum vagy rézlemez teto Ua., mint az elozo ketto, de a szarufák alsó oldalára szegezett 1,8 cmes deszkázattai, azon 2 cm-es nádvakolással, 12 cm-es zárt légurrel
11,6
10
11,6
10
1,86
1,6
Zsaluzás nélküli cserépteto hézagtömítéssei Ua., de a szarufák alsó oldalára szegezett 1,8 cm-es deszkázattai, azon 2 cm-es nádvakolattal 12cm-es zárt légurrel Lécvázra szegezett természetes vagy mapala fedés Ua., de a szarufák alsó oldalára szegezett 1,8 cm-es deszkázattal, azon 2 cm-es nádvakolattal, 12 cm-es zárt Iégúrrel
I Hoátbocsátási W/mIK I kcal/ml tényezo, hOC k 5,8
5
1,6
1,4
7
6
5,1
4,4
94
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
5-4. táblázat folytatása
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-4. táblázat folytatása
--
Höátbocsátási tényezo, k Megnevezés
cm-es hézagokkal rakott deszkázatra szegezett természetes vagy múpala fedés Ua., de a szarufák alsó oldalára szegezett 1,8 cm-es deszkázattaI, azon 2 cm-es nádvakolattal, 12 cm-es zárt légürrel 1 cm-es hézagokkal rakott deszkázaton bádogfedés Ua., de a szarufák alsó oldalára szegezett 1,8 cm-es deszkázattaI, azon 2 cm-es nádvakolattal, 12 cm-es zárt légürrel 1 cm-es hézaggal rakott deszkázatra szegezett természetes vagy mQpala fedés egy réteg kátránypapírral Ua., de a szarufák alsó oldalára szegezett 1,8 cm-es deszkázattaI, azon 2 cm-es nádvakolattal, 12 cm-es légürrel (zárt) A szarufák külso oldalán 2,5 cm vastag, hornyolt beeresztésü vagy hullámos zsaluzás és ezen cserép- vagy hullámlemez fedés (léceken), hézagtömítés nélkül kátránypapír és bádog- vagy palafedés kétszeres kátrány papír vagy egyszeres kátránypapír és awn léceken cserép-, pala-, vagy bádogfedés 3 réteg kátránypapír, facementtel bevonva, 6 cm-es homok- és kavicsfeltöltésseI A szarufák belso oldalán 2,5 (vagy 1,8) cm vastag hézagmentes zsaluzás 1,5 cm vakolással és ezen cserép-. sima vagy hullámlemez fedés tömítetlen hézagokkal a szarufák között semmiféle kitöltés nincs a szarufák között 6 cm vastag anyagkitöltés van a szarufák között 12 cm salakbeton kitöltés van A szarufák külso és belso oldalán zsaluzás, ezek között a szarufák magasságának megfelelo zárt levegoréteg, a külso zsaluzás 2,5 cm vas-
I Höátbocsátási tényezo, k Wim' K I kcal/m'-h·C
4,6
4
1,4
1,2
6,8
5
1,5
1,3
4,1
3,5
1,4
1,2
3,6
3,1
3,3
2,8
3,0
2,6
2,3
2,0
Megnevezés W/m'K
tag hézagmentes deszkából, kátránypapírral, fémlemez. cserép vagy palafedéssel. a belso zsaluzás pedig 1,5 cm vastag nádvakolattal 1,8 cm vastag deszkazsaluzással 2,5 cm vastag nádvakolattal 2 cm vastag gipsztábla, tömített hézagokkal 4 cm vastag gipsztábla, tömített hézagokkal Pala-o ill. cserépfedés lécezésen, szarufák alsó felületére szegezett 5 cm vastag szolomít lemezzel, alsó 1 cm vastag vakolattal, 12... 15 cm-es I légrés, törekkel lazán kitöltve Vasbeton lemez kátránypapírral borítva, hoszigetelés nélkül
kcal/m'b·C
1,5 1,4
1,3 1,2
1,5
1,3
1,4
1,2
0,6
0,5
I
4,3
I
4,2 3,7
3,7 3,6 3,2
3,5 4,1
3,5 3,0
I
2,3 2,1
2,0 1,8
10 cm vastag vastag vasbeton vasbeton lemezzel lemezzel I 5 cm Hill-palló. merevítobordák között 1,5 cm-es vasbeton lemez, 6 cm-es koszivacs lappal, hoszigetelve, 3 réteg bitumenes lemezzel, négyszeresen ragasztva, 1 cm vastag gyöngykavics bevonattaI I Kószivacs palló 6 ... 8 cm vastagságban, rajta 4 cm cementsimítás és 4 mm plasztikus bitumenes szigetelés
2,6 2,9
2,5 2,2
3,1
2,7
2,9
2,5
5 cm vastag vasbeton lemezzel 7 cm vastag vasbeton lemezzel 10 Vasbetonlemezfedés 1,5... 2,5 m bordaosztással, 3 réteg bitumenes lemezzel (négyszeresen ragasztva), 1 cm vastag gyöngykavics bevonattal
10 vastag vasbeton 5 cm cm vastag vasbeton lemezzel lemezzel I Vasbetonlemezfedés 12".15 cm vastag salakbetonnal hoszigetelve, rajta 4 cm vastag betonaljzat, kátránypapírral borítva, 1 cm vastag gyöngykavics bevonattaI 5 cm vastag vasbeton lemezzel 10 Ua., mint az elozo, de a hoszigetelo réteg 3.,,5 cm vastag koszivacs lap
3,1
2,7
2,1
1,8
1,6
1,4
HOVESZTESÉG-SZÁMÍT
ÁS STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
95
ESETÉN
5-4. táblázat folytatása
5-4. táblázat folytatása
Höátbocsátási Megnevezés
I Hoátbocsátási W/m'K I kcal/m'hoC tényezo, k
Megnevezés
---kcal! wlm'KI
Koszivacsból készülo, 6 cm vastag tetöelem 20 ... 40 cm-enként 2 cm-es átmeno vasbetétes hézaggal, 87..• 208 cm-enként átmeno 12/15-ös vasbeton bordával Ua., mint az elozo, de 6 cm-es válaszfalJapból készítve 6 cm-es koszivacs palló 2 m-es támaszközig Ua., de rajta 3 cm-es beton, ékittel 8 cm-es koszivacs palló 2,8 m támaszközig Ua., de rajta 3 cm-es beton, ékittel Miskolczy-Csernoch-elem 6 cm-es koszivacs lappal Ua., de rajta 3 cm-es beton ékittel Miskolczy-Csernoch-elem 6 cm-es válaszfallappal Ua., de rajta 3 cm-es beton, ékittel MÚkolczy-Csernoch-elem 8 cm-es koszivacs lappal Ua., de rajta 3 cm-es beton, ékittel WIl-elem. 1,5 cm-es vasbeton lapon, 4 cm-es koszivacs lappal Ua., de rajta 3 cm-es beton, ékittel mIl-elem. 1,5 cm-es vasbeton lapon, 6 cm-es koszivacs lappal Ua., de rajta 3 cm-es beton, ékittel ffill-elem, 1,5 cm-es vasbeton lapon, 8 cm-es koszivacs lappal Ja., de rajta 3 cm-es beton, ékittel ffill-elem. 2 cm-es vasbeton lapon, koszivacs nélkül Ja., de rajta 3 cm-es beton, ékittel 'Jvegtetö 5... 6 mm-es zsinór-, ill. drótüvegbol, 50 cm-es, ill. 90 cm-es beosztásban, átmeno T vasbordákkal, ragaccsal szigetelve Ja., mint az elozo, de alsó kötél és felso bádogsapka lezárással 'Jvegtégla tetofödém 20/20 cm-es légréssel, egybehegesztett, összesen 4,8 cm vastag elemekbol, 3,5 cm vastag vasbeton bordákkal "etó/ödém cserépbol képzett, elore gyártott tetoelem, szelemenekre helyezve 200 ... 220 cm beosztással
3,3
4,6
4,0
3,5 2,9
3,0 2,5
3,0 2,6
2,6 2,2
PorFddém Gerendákon 2,5 cm vastag deszkaboritás tömített hé-
3,5 2,9
3,0 2,5
I 2,4 zagokkal Gerendákon 3,5 cm vastag deszkaborítás tömített hé-
4,2 3,5
3,6 3,0
3,0 2,6
2,6 2,2
3,8 3,1
3,3 2,7
3,4 2,9
2,9 2,5
2,9 2,6
2,5 2,2
5,6 4,4
4,8 3,8
5,8
5,0
5,8
5,0
3,3
3,4
2,9
kcall
I.m'hoC I wlm'KI II.m'hoC
Födémek Az I. számú függoleges sorban megadott tényezok arra az esetre vonatkoznak, amikor a hoátadás alulról felfelé megy végbe, vagyis a födémszerkezet fölött levo helyiség hidegebb, az alatta levo pedig melegebb. A II. számú függoleges sorban megadott tényezok arra az esetre vonatkoznak, amikor a hoátadás felülrol lefelé megy végbe, vagyis a födémszerkezet fölött levo helyiség melegebb, az alatta levo pedig hidegebb.
3,8
3,8
tényezo, k
za~okkal Borított gerendafödém A gerendák 14... 26 cm magasak, tetejüköndeszkaborítás tömített hézagokkal, alsó oldalukon vakolattartó deszkázat és nádvakolás úgy, hogya gerendák között 14... 26 cm vastag záró légtér keletkezik, ha a felso deszkaborítás 1,8 cm vastag Borított gerendafödém sülyIyesztett szigetelésseI. Gerendamagasság 26 cm, a tetején 3,5 cm vastag deszkaborítás, a gerendák között deszkalezárásra vakolt kitöltés, alull ,8 cm vastag deszkazsaluzás nádvakolással a kitöltés 10 cm vastag agyagréteg a kitöltés 10 cm vastag homokréteg a kitöltés 10 cm vastag salakréteg Vasbetonfödém Vasbeton födém burkolat nélkül, cementsimítással: abetonfödém 7,5 cm vastag abetonfödém 10 cm vastag
2,1
2,0
I
1,7
I
1,5
i
2,1
1,8
1,74
I
1,4
1,2
1,16 I 1,0
I
0,8
0,7
0,7
I
0,8
0,7
0,7
I 0,6
I
0,7
0,6
0,6
I
0,5
I
3,5
3,0
2,6
I
2,2
I
3,3
2,8
2,4
0,6
2,1
96
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
5-4. táblázat folytatása
5-4. táblázat folytatása Hoátbocsátási Megnevezés
W/m'K
abetonfödém 15 cm vastag abetonfödém 20 cm vastag Vasbeton födém terrazzó vagy 3 mm vastag linóleum burkolattal: abetonfödém 7,5 cm vastag abetonfödém vastag abetonfödém vastag abetonfödém vastag
2,6
Höátbocsátási
tényezo, k
kCaiI i(caf/ I1.mih oC I W/m'K!II.m'hoC I 2,4
2,2
I
I 2,2
2,1
I
I 1,9
1,8
I
3,3
I
2,8
I
2,4
I
2,1
3,0
I
2,6
I
2,3
I
2,0
2,7
, 2,3
I
2,1
I
1,8
2,4
I
2,1
I
2,0
I
1,7
10 cm 15 cm 20 cm
Vasbeton födém 7,5 ... 20 cm vastagságban, 7,5 cm a lemez, 20 cm a borda, a párnafákon 2,5 cm vastag deszka borítás, a pámafák között kb. 20 cm salakfeltöltéssel Vasbeton födém 5... 10 cm vastagságban, tartógerendákkal vagy megerosítobordákkal, avasbordák közötti tér 10 cm vastagságban üreges téglával vagy üreges salakbeton téglával kitöltve 15cm vastagságban ugyanígy kítöltve A bordák közötti tér kitöltetlen, és a bordák alsó részére erosített bordaszerkezeten levo vakolással le van zárva Tég/afödém Üreges téglafödém simítással
2,8
~9 I ~8 I ~8 I O~
2,2
I
1,9 I
JELLEMZOI
1,9 I 2,1 1,6 I
I
1,8
1,7 I
1,5
2,1
I
1,8
I
2,0
I
1,7
1,7
I
1,5
I
1,6
I
1,4
cement-
1.
Megnevezés
tényezo, k
-WI m 'KI m2hoC kc~lwl
Üreges téglafödém gipszsimítással és 3 mm vastag linóleumborítással Üreges téglafödém párnafákon deszkaborítással, feltöltéssel, 35 cm szerkezeti vastagsággal Téglaboltozat vastartók között, 12 cm vastagságban, a mélyedések kitöltve terazzó burkolattal aszfaltburkolattal gipszsimítású linóleum burkolattal parkettburkolattal Betonpadló közvetlen a föld felületén bármely vastagságban Mezogazdaságijödémek Sárléc födém látható fagerendán elhelyezett, hasított lécekre alul-felül tapasztott, 12 cm-es sározással Élre állított pallókon (1 m-es osztással) 5 cm-es szolomit lemez burkolat alsó vakolattal Elore gyártott vasbeton ge- I rendákon (1 m-es osztássai) elhelyezett 5 cm-es szolomit burkolat, 3 cm-es felso betonsimítással Elore gyártott vasbeton gerendákra helyezett 6,5 cm-es elore gyártott téglapalló, sározással Ua., mint az elozo, de 5 cm-es vasbeton lemezzel Ua., mint az elozo, de 3 cm-es alsó szolomit lemez burkolattal, alsó vakolással, felso sározás nélkül, de 20 cm-es légréssei
II.
I
m 'KI m2hoC kcall
I I
1,6 ,
1,4
1,05 I 0,9
I
1,5
I
1,3
0,9
I
0,8
I
1,8 1,7
1,7 I 1,6
1,16 1,9 I
1,0 1,6
1,05 I 0,9 1,3 1,5
2,1 2,0
I
2,3
3,6
I
3,1
1,1
I
0,95
1,05 I 0,9
3,3
I
2,8
3,8
I
3,3
I 1,16
1
1,0
I
1,5 1,4
2,0
HOVESZTESÉG-SZÁMÍT
ÁS STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
97
ESETÉN
5·4. táblázat folytatása
Megnevezés
Vasgerenda födémek Vasgerendák közti poroszsüveg boltozat, ]2 ... ] 5 cm vastag, ] m-es gerendaosztássai, 2,5 cm alsó vakolással, 13 cm salaktöltéssel
Vasgerendák közti 10... 1] cm boltozat nagylyukas lapokból, 1,3 m gerendaosztássai, 15 cm salaktöltéssel Vasgerendák közti vasbeton lemez 8 ... 12 cm lemezvastagságga], ],5 ... 2,5 cm-es gerendaosztássa], 1 cm a]sóvakolással, ]7 cm salaktöltéssel Mono/it vasbetonfödémek Alulbordás monolit vasbeton födém 7 ... 12 cm vastag vasbeton lemezzel, ], 2, 5 m-es gerendaosztással, 5 cm feltöltéssei
1,1
·],16 1,0
],0 0,85
],2 1,0
1,45 1,25
0,8 0,7
],16 1,0
1,] 0,95
0,9 0,8
1,1
0,95
1,34 1,15
0,76 0,65
]1 cm salaktöltéssel 0,76 0,65 cm salaktöltéssel 0,73 0,63
1,5 1,3
1,4
1,] 0,95
1,4 1,2
1,7 1,45
],0 0,85
0,93 0,8
],45
1,2
2,0 1,7
1,74 ],5
],6 1,4
2,33 2,0
3,4 2,9
0,93 0,8
0,87 0,75
2,33 2,0
1,3
1,05 0,9
1,3 1,]
1,57 1,35
],0 0,85
0,93 0,8
],34 I.I5
],35
1,3
Alulbordás monolit vasbeton födém, mint az elozo, de csupán 2 cm-es cement-simítással
2,44 2,]
Felülbordás monolit vasbeton födém 6 cm lemezvastagsággal, ] m-es gerendaosztássai, 22 cm salaktöltésse], 1 cm alsó vakolással
1,4 1,2
Téglabetétes vasbeton födém, 22 ... 24 cm téglabetét-vastagsággal, 4 cm salaktöltéssel, 1 cm alsó vakolással
],5 1,3
Elore gyártott födémek Típusgerendák közti 12 cm vastag téglaboltozat, 2,5 cm-es vastagságú alsó vakolással, 13 cm salaktöltéssel
],4 ],2
Típusgerendák közti 5 cm vastag vasbeton lemez, alsó 1 cm salaktöltéssel
],0
• A felso sor mértékegysége Wim' K Az alsó sor mértékegysége kcal/m' hOC.
9 Az épületgépószet kézikönyve
],]6
], ]
],74 ],5
II
1,2* 1,05
],16 1,0
1,25
],4
],3
],2
],]
1,45 1,25
1,86 1,6
],1 0,95
1,05 0,9
],34
],16 1,0
1,33 1,14
1,6 1,4
1,0 0,85
0,93 0,8
],4
],]5 1,05 0,90
1,0 0,85
1, l
1,34 1,15
0,87 0,75
0,8 0,7
],]6
0,95
1,57
1,2
],0
98
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-4. táblázat folytatása
Meanevezés
Típusgerendák közti 50 cm-enkénti fiókgerendákon 6 cm-es válaszfallap, a fiókgerendák fölötti vasbeton ékkel, 12 cm-eszárt légtérrel, alsó feszített kettos nádszöveten vakolattal, 10 cm salaktöltéssel
0,8 0,7
0,93 0,8
1,05 0,9
0,76 0,65
0,7 0,6
0,93 0,8
11,4 1,2
1,16 1,0
1,34 1,15
1,6 1,4
1,0 0,85
0,93 0,8
1,4 1,2
1,34 I 1,3 1,15 I 1,1
1,05 0,9
1,16 1,0
1,4 1,2
0,93 0,8
0,87 0,75
1,2 1,05
2,2 1,9
2,1 1,8
1,6 1,4
1,9 1,65
2,9 2,5
1,34 1,15
1,2 1,05
2,1 1,8
2,2 1,9
2,1 1,8
1,6 1,4
1,9. 1,65
2,9 2,5
1,34 1,15
1,2 1,05
1,1 0,95
1,05 0,9
Típusgerendák közti boltozat, 90 ... 95 cm gerendaosztással, 6 cm-es válaszfallapokból, 1 cm alsó vakolattal, 10 cm ivmagassággal, 13 cm salakfeltöltéssei 1,3 1,5 Típusgerendák közti laptéglaboltozat, 40 cm-enként 1 álló sorral, 1 cm alsó vakolattal,5 cm ívmagassággal, 16 cm salakfeltöltéssel Tipusgerendák közti vasbetétes téglapalló, 6,5 cm vastag vasbeton lábakon, 5 cm salakfeltöltéssel, 30 cm-enkénti 5 cm-es vasbeton hézaggal Tipusgerendák közti vasbetétes téglapalló, 6 cm-es válaszfallapokból, vasbeton lábakon, 5 cm salakfeltöltéssei, 45 cmenkénti 5 cm vasbeton-hézaggal, 1 cm alsó vakolással
• A (elso sor mértékegysége Wim' K Az alsó sor mértékegysége kcal/m' h oC
I I
2,1 1,8
-
HOVESZTESÉG-SZÁMÍT
ÁS STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
ESETÉN
5-5. táblázat. Nyílászáró szerkezetek 5-5. táblázat folytatása hoátbocsátási tényezoi kétszeres üvegezés I ható. N yílászáró megnevezése Tetotér felé Szabad tér felé Felülvilágító kétszeres üvegezés egyszeres üvegezés kétszeres kétszeres egyszeres üvegezés 3,5 k étszeres 2,0 6,0 2,3 7,0 5,5 .4,5 2,5 6,4 2,9 4,0 3,5 4,5, ... .. 2,5 4,7 .. .4,1 8,1...7,0 6,4 ... 5,2 8,7 ... 7,0 7,6 ... 6,0 4,1 3,5 6,5 5,5 7,6 ... 6,4 7,0 6,0 3,0 4,1...3,5 4,1...3,5 8,7 8,1...7,0 3,5 ... 7,6 ... 3,0 7,5 ... 6,5 4,5 3,0 5,0 7,5 2,0' ... .. .4,0 4,5 6,5 3,~ 5,8 4,7 ... .. .4,1 5,2 8,7 ... 7,6 2,3 kapcsolt 4,1 3,5 4,1..,3,5 vastokos egyszeres ...4,1...2,9 4,1 4,7 kapcsolt nyíló, egyszeres egyszeres üveg kétszárnyú 6,5 7,6 A kisebb 5,5 érték csakfatokos, különlegesen jól 3,5 tömitett szerkezetekre alkalmaz- kirakat, kétszárnyú Belso 5,2 egyszeres tényezo, k I kcalfm'hoC l' W/m'K I Hoátbocsátási fa IItokos, egyszeres 7,0 Ikcal/m'hOC I Wfm'K I 6,0I I Hoátbocsátási tényezo, k 15'2 ... 4'714'5 .. .4'0
5-6. táblázat. Hoátadási tényezok értékei határolószerkezeteken W AIlo;határolószerkezet kcal felületének helyzete Hoátadási tényezo 20 570,05 9 10 23 W közeggel kcal 0,11 0,045 0,170 0,090 0,10 11,5 0,095 0,14 A határolószerkezetnek határolószerkezetnek mozgásban levo, hidegebb hidegebb közeggel érintérint5,8 10,5 0,125 8,0 melegebb közeggel érinthatárolószerkezctnek _~eciproka, nyugalomban levo, mclegebb m2hoC esetén vagy vízszintes hoáramlás sikján, felülrol lefelé irányuló hoáramlás esetén felfelé irányuló hoáramlás esetén síkján, lefelé vízszintes irányú vagy hidegebb levegovel érintkezo kezo felülrol felületén, 2alulról mis sebességu légmozgás esetén sikján irányuló hoterjedés esetén m'K I m'hoC m2K
9*
--
---
Hoátadási o; tényezo,
99
100
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-7. táblázat. Hotechnikai anyagjellemzok tervezési értékei SI mértékrendszer
Technikai
mértékrendszer
HalAnyag
HoFajho,
ség, e,
vezetési tényezo,
c,
kJ
kg
sékletHömérvezetési
A,
W
kgK
mK
a,
tényezo,
s' m'
Betonok Vasbeton Kavicsbeton Kohóhabsalak beton
Sejtesített kohóhabsalak beton
Duzzasztott agyagkavics beton (keramzit)
Perlitbeton
Bitumoperlit
b,
S,
kJ ;;';;/~K
W m'K
lj,
tényezo,
1-1\-·10-,1 11mkg 'C msPa
---h oC
0,008 0,012
0,35 0,41 0,47 0,52 0,88 0,58 0,88 0,88 I 0,64 0,88 0,70
0,331 0,356 0,378 0,397 0,456 0,428 0,442
0,607
0,024 0,022 0,ü20 0,ü20 0,018 0,016 0,014
0,677 0,831 0,754 0,900 0,977 1,054
5,2 5,8 I
6,4 7,1 l'
7,7
8,3 8,9
1450 1600 1750 1900
0,88 0,88 0,88 0,88
0,42 0,47 0,53 0,63
0,328 0,331 0,347 0,375
0,726 0,810 0,907 1,026
6,2
750 900 1050 1200 1350 1500
0,96 0,29 0,96 0,35 0,96 i 0,41 0,96 0,47 0,96 0,52 0,96 0,58
0,403 0,403 0,403 0,403 0,403 0,403
0,461 0,551 0,642 0,733 0,824 0,914
3,9
Ho~.
6,9 7,7
8,7
i
I I ,
1,33 1,10
0,044 0,036 0,032 0,028 0,024 0,ü20
0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
m'
I I I
0,30 I 0,35 ' 0,40 0,45 0,50
0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21
0,21 0,21 0,21 0,21
h'
0,55
i
0,60
I
I
S, 1 ----1---: b,
tényezo
I
.0,21
tényezo, Hoelnyelési
a,
k~~l
0,20 0,20
0,028 0,024 0,ü20 0,016
sékletHömérvezetési
vezeteSJ
kcal c,
tényezo,
1,766 II 15,0 1,536 I 13,0
'1
1,19 1,28 1,36 1,43 1,64 1,54 1,59
I -~,mhtorr
25,3 22,0
12,9 11,2
0,004 0,006
8,7
4,4 5,0 5,5 6,1 6,6 7,2 7,7
0,012 0,011 0,010 0,010 0,009 0,008 0,007
5,3 5,9 6,6 7,5
0,014 0,012 0,010 0,008
0,022 0,018 0,016 0,014 0,012 0,010
9,7 10,8 11,9
12,9 14,0 15,1
I
0,36 I'
1,18
10,4
0,40
1,19 1,25 1,35
11,6
1,45 1,45 1,45 1,45 1,45
6,6
3,4
7,9
4,0
9,2
4,7 5,4
0,46
i
lj
tényezo.
kcal m'h'C
kcal, 10-,1Im' h'/pC
2,77 2,50
Páradiffúziós
13,0 14,7
I
0.541 I
4,7
5,5 6,2 7,0 7,8
0,30 I 0,25 0,35 0,40 0,45 0,50
I I
I I
10,5
11,8 13,1
6,0
1,45
6,7
I
1500 0,88 I 0,63 1400 I 0,88 Ii 0,70 0,56 1600
0,453 0,475 0,494
0,831 0,907 0,991
7,1
0,408 0,431
0,803 0,886 0,970
6,8
7,7
8,4
0,024 0,022 0,ü20
0,21 0,21 0,21
0,028 0,024 0,020
0,23 0,23 0,23
0,48
I
1,63
11,9
6,1
0,54
I
1,71
13,0
6,6
1,78
14,2
7,2
1,47 1,55
11,5 12,7 13,9
6,5
0,60
I I
0,012 0,011 0,010
I
1300 0,96 1400 0,96 1500 , 0,96
0,51 0,58 0,65
0,4S0
7,5 8,2
0,50 0,56 0,441'
5,9 7,1
0,014 0,012 0,010
I
I
j
1200 1400 1600 1750
0,92 0,92 0,92 0,92
0,40 0,47 0,58 0,70
0,356 0,361 0,394 0,433
0,663 0,775 0,928 1,061
300 400 500 600
1,17 1,17 1,17 1,17
0,12 0,14 0,16 0,20
0,331 0,297 0,278 0,281
0,202 0,258 0,307 0,370
2,2 2,6
300 400
1,13 1,13
0,09 0,12
0,272 0,258
0,181 0,230
1,5 2,0
1
Téglatörmelék beton
-----I
0,771 0,694
0,88 0,88 0,88
Kazánsalak beton
Tufabeton (bodrogkeresztúri)
I
1,55 1,28
2400 I 0,84 2200 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800
10-'1
tényez·o .P~r3;-, ." HOelnYe~:-I--, '-' ------" dtffuzlOs Falho,
II
mazsuru-
5,6 6,6 7,9
9,0 1,7
3,1 1
I
0,044 0,040 0,036 0,032
0,22 0,22 0,22 0,22
0,34 0,40 0,50 0,60
1,62 1,28 1,30 1,42 1,56
I
0,064 0,056 0,048 0,040
0,28 0,28 0,28 0,28
0,10 0,12 0,14 0,17
1,19 1,07 1,00 1,01
I
0,026 0,016
0,27 0,27
0,08 0,10
0,98 0,93
i 1
!
9,5
4,8
11,1 13,3 15,2
5,7
6,8
2,9
1,5
3,7
1,9
4,4 5,3
2,3 2,7
0,032 0,028 0,024 0,ü20
2,6
1,3 1,7
0,013 0,008
3,3
7,7
0,022 0,ü20 0,018 0,016
HOVESZTESÉG-SZÁMÍTÁS
STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
101
ESETÉN
5-7. táblázat folytatása mhtorr 550 ' 1800 1600 80 280 700 400 650 750 0,191 1,17 0,160 0,30 0,35 5,89 0,20 6,15 0,83 0,88 0,016 0,032 0,028 0,458 4,0 2,4 1,65 7,9 0,75 0,29 0,052 0,45 0,480 5,12 3,56 0,715 0,19 0,133 0,45 0,46 4,30 5,14 1,59 0,10 0,016 0,09 ],46 0,272 1,70 0,84 0,50 6,46 0,75 0,96 0,49 0,081 0,047 0,011 2,32 0,080 1,13 1,08 0,081 0,046 0,192 0,277 0,200 0,405 0,533 0,417 0,23 1,26 1,46 2,34 2,72 2,26 2,51 4,18 2,49 2,22 3,64 0,36 0,]1 0,34 0,40 0,108 0,024 0,103 0,111 0,106 0,088 0,258 0,38 0,69 0,93 0,83 0,54 0,56 0,65 6,00 4,86 2,89 2,58 0,484 10,11 6,93 4,91 0,22 5,71 0,036 0,072 10,37 0,724 0,88 0,022 0,431 3,3 1,55 0,21 0,328 0,447 0,551 4,7 6,4 3,06 0,044 0,39 0,022 0,026 0,403 10,25 0,75 5,95 0,419 1,45 2,62 3,70 0,008 0,13 0,11 0,028 0,ul0 0,ü20 0,014 0,125 0,98 0,38 0,200 0,507 7,26 2,87 0,58 0,433 12,65 7,51 0,883 1,58 1,17 0,81 0,052 0,21 0,045 0,096 0,070 0,180 0,24 0,092 0,u35 0,220 0,100 0,506 0,160 0,080 4,55 0,28 0,96 2,12 0,57 2,70 0,131 2,22 3,05 0,148 0,318 0,155 1,59 5,14 0,82 1,00 1,50 1,92 1,82 2,65 0,16 0,]9 0,14 0,10 0,23 0,31 0,20 0,098 0,038 0,018 0,048 0,076 0,019 0,104 0,090 0,032 0,231 6,57 5,16 0,37 0,40 0,60 4,23 7,64 4,11 3,08 0,572 0,363 0,341 0,498 0,304 0,706 0,900 12,88 4,36 4,88 7,14 5,20 0,008 0,39 3,8 0,044 0,260,21 0,18 I1500 0,25 1,73 séklet0,94 0,067 0,111 3,53 0,12 8,19 0,671 9,62 0,359 !240 800
g Pára.tényezo, " O~. I
tényezo,
2,51 --W --kgK , W'g m' '10-' c. tenyezo, kltényezo I 0,21 Homokfeltöltés farost rostokra metöltés me I 0,056 0,19 lemez rostok tésu irá-2,8 rolegesen perlit (keramzit) agyagkavics nyában (hoszigete]o) Fenyofa
surú-
Fajho, kl
________ v~zete~,l vezetési A, a' HHomér-
. a,ra.-
--'10-'
. "
séklet-
~.
tényezo ~~ -- tenye~o, kgOC --kcal c, m' ' 0-' tenyezo, tényezo diffúziós kca!__ 8, Hoelnyelési m2h1/20C m2hoC I C, S, I SISmértékrendszer Technikai mértékrendszer d~ffuZIC?s Fa]ho, I v~zete~,l vezetési b Hoelnyelési 6, kcal A, la' P' I Ho I Homér_1
--
I
102
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-7. táblázat folytatása I
-.
80 1000 900 950 8400 1000 II0,75 0260 450 0,584 0,69 0,ü35 0,198 0,170 0,111 4,95 0,44 8,37 1,00 0,391 0,84 1,38 0,186 0,027 1,05 00,042 0,015 0,ü30 0,090 0,610 ,042 0,45 0,20 4,10 2,06 0,52 2,20 0,20 3,87 0,250 0,23 1,08 3,72 0,477 1,41 0,84 3,31 0,21 0,018 0,292 6,48 0,452 1,05 0,378 1,80 0,043 0,037 0,044 0,052 0,026 0,139 0,98 0,87 0,43 0,103 1,65 0,50 0,026 0,24 3,91 1,29 0;75 0,84 0,89 0,57 3,49 0,04 0,055 0,070 0,144 0,0001 6,300 0,48 9,23 0,019 1,12 0,057 0,144 1,74 0,27 0,021 1,44 1,36 0,75 0,58 0,64 0,52 0,41 0,048 0,120 0,130 0,065 0,365 0,361 0,61 0,088 1,14 1,26 1,01 0,071 0,038 0,18 0,015 0,68 0,036 0,062 0,200 0,169 0,031 0,79 0,094 0,122 1,04 1,34 0,72 0,84 0,080 0,52 0,081 1,84 4,27 0,002 0,40 0,96 0,17 0,453 3,SO 0,047 0,147 0,33 0,053 0,480 6,87 0,53 0,% 0,021 7,58 0,290 0,300 0,530 0,042 4,50 2,30 4,52 4,06 0,026 0,400 0,042 0,24 3,85 0,644 0,036 0,045 0,039 0,022 0,191 0,115 1,48 1,99 0,140 0,920,046 0,14 4,71 0,388 0,156 0,049 0,0002 0,555 22,70 0,16 0,66 0,40 0,22 6,84 0,078 1,40 I250 0,001 0,45 3,33 0,13 I 0,046 1,80 0,052 0,044 0,041 0,051 0,060 0,333 0,388 0,68 0,18 0,81 0,080 0,086 1,30 1,20 1,40 1,67 0,925 0,22 0,040 0,060 0,050 0,043 0,045 0,527 0,88 1,90 0,63 III100 0,029 0,058 0,73 0,040 0,045 0,160 0,74 0,100 0,18 0,26 0:315 1,63 0,24 I 0,17 0,078 Ct vezetési tényezo, tényezo, tényezo, tényezó, tényezo, 0,11 ~g, 0,39 I1,24 0,84 III0,20 0,40 0,050 vezetesI diffUZlOSI Falho, vezetesI c, vezetési diffúziós . Fajho, 2,00 I 0,76 mazHoH?merH~ln~,,!esl PáraHoH?mer- I H~lnye!esl . I0,052 0,43 kek 130 2,67 lemezek 80 Rieporit 900 I 0,0361 pot termékek termé0,18 ásványi gyalapok I fólia) letileg gya kezelt .. anyag kötésu Alfol anyagok mények (gyúrt kgkemény,mua, b, S, msPa kcal k~l , sekleta, b,! tenyezo S, 6, I suru-' ., sekltttenyezo .. 6, " .... mhoC ParaI mK a mlls1/2K m2K m2h1/20C m2hoC mhtorr I 0,15 I 0,23 1,891 0,028 1,00 I 0,163 5,481 0,ü30 I0,20 0,056 I I 0,054 1,22 léktermékek ! 2,20I0,358 I Technikai mértékrendszer I 0,34 0,273 I 2,32 SI mértékrendszer °'751 I 0,61 0,30 m' kJ W -g_·IO·· -kcal kcal --g... I kgK '" . m' I 10I ...... kg°C - m' I 10-' I
t
~
~
1
s·
h·
tényezo, I
HOVESZTESÉG-SZÁMÍTÁS
-
--
--
5-7. táblázat folytatása
a, a, Pára-·10-' mhtorr vezetési kiK & tényezo, W tényezo, msPa Hovezetési diffúziós mhoC PárakI kJ kcal kcal Hoelnyelési tényezo Hokcal A, A, c,W m2s1/2K c, tényezo, m2K Fajho, vezetési tényezo, m' 40 115 200 210 550 135 750 60 2800 165 350 1300 b, S, 1700 15 30 0,058 2,85 1,17 0,87 0,05 0,84 0,66 1,01 1,13 0,97 1,84 1,62 0,61 1,76 0,050 0,116 0,10 0,11 0,040 0,06 1,44 1,46 1,67 0,82 1,37 0,040 0,25 0,32 0,045 0,039 0,37 0,044 1,21 1,65 1,92 0,88 0,042 0,230 0,046 0,73 3,10 0,21 4,30 3,60 0,250 4,90 4,20 8,00 0,57 0,014 0,04 0,780 0,007 0,348 0,140 0,065 0,070 1,15 2,80 0,046 séklet1,68 0,093 21,90 0,105 0,002 1,39 0,09 3,00 3,50 0,233 1,360 0,001 4,90 1,62 0,034 0,84 0,046 15,50 0,08 0,104 0,052 1,25 0,80 1,23 0,128 0,Q20 0,556 0,055 0,465 1,75 30,40 17,30 0,22 1,06 1,76 3,32 2,42 0,60 1,67 1,20 1,31 0,116 1,46 0,029 0,034 0,002 1,780 0,42 6,40 2,10 1,42 0,010 0,005 1,055 0,34 3,80 1,88 1,04 0,4j 0,46 0,001 0,0004 0,96 1,26 0,63 0,26 0,047 0,044 0,200 0,036 0,ü30 0,480 0,258 0,30 0,93 4,00 1,73 2,70 0,150 0,174 0,264 5,20 0,95 0,88 0,300 0,037 0,350 0,290 0,018 0,032 0,148 0,074 2,225 0,24 1,25 1,30 0,045 0,079 0,72 0,058 0,130 0,28 1,41 0,119 1,70 0,83 1,58 0,003 0,056 0,028 0,169 42,80 0,27 25,5 2,98 0,216 0,191 2,73 3,10 0,83 0,84 Fajho, -&--'10-' 0,582 0,91 0,070 0,110 0,100 1,51 0,010 0,025 0,093 0,333 0,392 0,227 0,167 0,005 0,26 0,42 0,20 10,3 0,40 2,45 2,96 0,196 18,0 2,12 1,39 2,00 2,14 0,266 0,22 0,001 0,040 0,051 0,012 0,006 11,32 0,45 0,79 2,04 1,57 8,7 3,24 1,420 1,110 0,35 0,21 0,50 1,24 5,10 0,020 0,016 0,361 0,347 0,33 8,30 0,41 7,10 0,496 0,099 0,113 tényezo, 0,171 0,206 0,124 0,169 1,78 0,925 0,024 0,029 0,044 0,63 5,77 0,020 0,035 0,336 0,086 0,363 0,029 0,579 0,92 :I2400 tényezo, 0,142 14, 1,38 0,044 Q,71 I160 0,37 .0,596 I 0,84 I10,93 2,45 0,116 0,225 4,81 0,52 m' .10-' 2,80 1,43 0,0006 0,006 I Hömér-. 0,437 ~, I
SI mértékrendszer h diffúziós Technikai vezetési mértékrendszer ~, Homér-
b, h'/' II 0,023 s, Termonit 300 11,09 Üveggyapot falak nit, bazalt nálva) (torfóleum) keményhab mények m' oC I mib oC Márvány, grápír(hulIámpaimPJ:S:gnyek 0,ot0 8,82 0,92 I 2,04 k&oC
STACIONÁRIUS
I
kcal
0,097
I 0,83
FELTÉTELEK
ESETÉN
103
ÉPÜLETEK
104
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-7. táblázat. folytatása SI mértékrendszer
1,
suru- I F aj"h-0, ~:~~
T
Anyag 1,
seg,
I
c,
vezetesI Ho~ _
I Homér-
vezetesI sékle~-_
tényezo,/ J., --
I ~ ,
tényezo, a, 10-' m
I':~
8--
WI' mK
Technikai
I
--
Hoelnye!ési '- __ lényezo
b,
-'-kJ m's'/'K
['
Páratenyezo, diffúziós
könnyu közepes
I
l'
g 6,
S,
"--
I m'K W
I
c,
Fajho,
I kkcal oC
msPa
Ho~,.
séklet-
v~zete~,l "
vezetési Hömér-
kcal J.,
' abi m' tényezo,
tenyezo,
---10-' I
g
mhoC
2400 1200 2000
'
0,92 2,10 0,92
\
h"
10-'
I
I I
nehéz fal Termésko
1,055 0,696 0,527
2,32 1,28 0,58
mértékrendszer
,
2,28 1,54 0,80
I
tényezo I
__
Pára-
' Höelnyelési , kcal
I
S, kcal
I';;-'h;;'~I ;;;.;-,,~
I
diffúziós
I
6, g tényezo,
I
m hlorr
i
0,006 0,ül0 0,014
I
I
13,0 19'41' 6,8
0,22 0,22 0,50
0,ü20 0,028 0,012
3,79 2,50 1,89
2,00 1,10 0,50
32,55 22,00 11,48
i
'1'
,
16,60 5,86 11,20
I
l'
jalazóblokk Tégla és I Kis méretu .•.. I tomor, ege- I tégla tett agyag-
I I I I I
I 1700 I ,
1730
Tömör mész- i homoktégla 11800 1800 Kevés Iyukú égetett agyagtégla (A, Al' A2 jelu) 1450 1500 Sok Iyukú égetett agyagtégla (CI jelu) 1220 1280 Üreges égetett blokktégla B 25 jelu 1130 1220 B 30 jelu 1400 1460 Válaszfaltégla 1320 Padlásburkoló tégla 1290 Falburkoló tégla 1800 Klingertégla 2050 Tufabeton falazóblokk TB 25 jelu 1100 1200 TB 35 jelu 1150 1250 TB 50 jelu 1300 1350
0,72 0,78
0,88 0'881 0,88 0,88
0,87 0,91
0,88 0,88
0,88 0,88
0,481 0,511
1,040 I 1,089
i
I
8,8 9,3
,
021 I 0,62 0,21 0,67
0,032 0,ü28
I
0,550 0,572
1,173 1,200
10,2 10,0
0,ü20
I 0,21
0,75 0,78
0,58 0,65
0,456 0,494
0,858 0,928
7,3 7,9
0,044 0,040
I
0,21 0,21
0,47 0,50
0,433 0,444
0,705 0,747
6,0 6,3
0,048 0,044
0,21 0,21
I I
1,73 1,84
14,9 15,6
1,98 2,06
16,8 17,2
0,50 0,56
1,64 1,78
12,3 13,3
0,40 0,49
1,56
i
1,60
I
I
10,1 10,7
I
7,6
I
8,0
I
!
0,016 0,014
8,6 8,7
0,ül0 0,ül0
6,3 6,8
0,022 0,ü20
5,2 5,5
0,024 0,022
0,026 0,024
I
0,88 0,88 0,88 0,88 0,88
0,40 0,45 0,57 0,64 0,52
0,397 0,456 0,464 0,497 0,450
0,621 0,726 0,838 0,907 0,782
5,3 6,2 7,1 7,7 6,6
0,052 0,048 0,048 0,044 0,036
0,88
0,50
0,442
0,754
6,4
0,044
0,21 0,21 0,21 0,21 0,21
0,88 0,88
0,93 0,93
0,589 0,517
1,215 1,298
10,3 11,0
0,028 0,016
0,21 0,21 0,21
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
0,47 0,52 0,52 0,58 0,58 0,64
0,422 0,433 0,453 0,461 0,444 0,472
0,719 0,736 0,775 0,856 0,873 0,935
6,1 6,8 6,6 7,3 7,4 7,9
0,038 0,044 0,044 0,040 0,040 0,036
0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24
0,34 0,42 0,49 0,55 0,45
1,43 1,64 1,67 1,79 1,62
8,9 10,4 12,0 13,0 11,2
4,5 5,3 6,1 6,6 6,7
, 0,024 0,022 0,018
0,43
1,59
10,8
5,5
0,022
0,80 0,80
2,12 1,86
17,4 18,6
8,9 9,5
0,014 0,008
0,40 0,45 0,45 0,50 0,50 0,55
1,52 1,56 1,63
10,3 11,4 11,1 12,3 12,5 13,4
5,2 5,8 5,7 6,3 6,4 6,8
0,024 0,022 0,022 0,ü20 0,ü20 0,018
1,
1
I
1,66
I
1,70 1,60'1
HOVESZTESÉG-SZÁMÍTÁS
~-I
Homér-
7'251
3,70
FELTÉTELEK
105
ESETÉN
5-7. táblázat folytatása
----- --
6, aiffúziós 0,11 0,50 1,00 0,20 -1,24 -1,56 -16,30 i1,47 m h torr 350 1500 1850 500 1800 8900 1000 400 2600 1700 320 800 1650 60 1800 900 500 175 2650 700 7850 1050 150 0,09 200 1200 2500 1,18 4,3 352,0 109,0 8,55 0,58 1,71 7,3 1,78 0,21 1,770,120 1,06 0,95 0,40 10,60 0,16 0,ü20 0,99 2,2 3,2 0,289 2,19 1,16 1,04 0,044 0,52 0,70 10,4 0,522 6,1 0,505 7,2 6,2 1,88 1,75 1,82 0,984 0,726 0,022 0,93 10,3 8,9 372,0 13,30 136,0 118,1 665,0 57,90 4,30 0,81 8,1 0,533 1,92 1,68 1,26 0,005 1,26 0,15 0,08 0,05 0,07 14,4 4,05 0,36 0,30 7,35 1,67 2,89 0,008 17,80 0,50 22,35 0,30 0,55 0,63 2,00 6,95 0,50 5,36 2,10 0,81 0,024 0,92 0,558 2,01 1,116 0,06 2,99 15,70 2,06 5,60 3,60 0,003 0,065 1,68 1,60 123,0 12,80 0,82 27,65 0,17 0,42 11,67 4,6 6,90 0,92 6,53 5,95 0,35 0,89 0,84 1,13 0,040 0,048 0,022 0,ü20 0,14 0,29 to,8 1,9 1,5 18,2 0,85 0,12 0,322 9,3 0,433 6,3 0,294 0,608 0,27 0,20 2,5 2,2 3,7 1,56 0,202 0,439 0,300 1,7 0,258 1,270 0,036 0,032 0,016 0,84 0,022 0,58 12,0 0,60 0,50 5,3 0,486 7,1 8,4 0,838 0,88 0,80 17,4 2,12 0,589 1,215 4,19 0,14 198,0 15,1 12,90 2,09 43,0 0,47 0,35 54,30 94,1 0,51 :1800 0,92 0,70 9,4 0,22 1,110 0,045 1,47 0,38 3,49 0,33 1,47 0,04 0,52 0,98 1,00 320,0 1,53 17,95 1,49 0,90 303,2 11,40 0,09 19,26 1,05 327,0 4,45 0,90 2,20 6,27 1,30 3,00 0,012 0,87 0,75 9,9 7,5 0,060 0,91 1,52 0,08 0,71 0,81 1,78 0,002 0,014 0,005 0,57 3,09 0,15 0,37 1,20 1,40 0,61 9,44 1,54 6,07 1,84 0,001 0,003 0,46 0,88 58,1 1,68 16,3 0,001 4,0 0,76 0,10 21,65 14,0 11,0 1,05 0,45 12,80 7,60 0,82 7,92 1,93 1,62 1,51 1,26 0,024 0,010 2,9 0,018 14,1 0,011 0,58 91,0 170,0 50,0 208,2 106,0 233,3 7200 184,4 15,9 0,0002 0,16 0,46 0,13 0,07 6,84 0,20 0,48 0,20 0,25 2,32 9,16 1,12 0,21 16,7 0,130 0,22 0,12 0,028 0,ül0 4,81 26,45 0,43 13,50 0,42 0,66 0,130 0,29 0,26 0,65 0,39 16,1 0,11 14,60 0,36 41,50 185,0 0,010 0,0004 0,090 --595,1 0,004 0,006 0,002 0,55 0,61 30,0 15,40 11,72 5,981I c, , g, vakolat mészvakolat lemez Acél Szalmatöltés Azbesztcement lat Mészvakolat tok, salak0,641
STACIONÁRIUS
SI mértékrendszer Technikai
te"yezo,
tényezo
mértékrendszer
I tenyezo,
t',
kcalm2hoCkcal m2hl/20C b, Hoelnyelési tényezo S, tenyezo, tényezo
tényezo, g
Pára-
106
ÉPÜLETEK
5-8. táblázat. Ugréteg
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
egyenértéku hovezetési tényezoje
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
Talajra fektetett padló hoátbocsátási tényezoje a kialakítástól függ, hidegpadlóé 0,95 W/m2K (~0,8 kcalfm2h°C), félig meleg padlóé 0,7 W/m2K ( ~ 0,6 kcal/m2h°C), míg meleg padló esetén 0,47 W/m2K (",0,4 kcal/m2h°C). Nedves helyiségek határoló falainak hoátbocsátási tényezoit 20 ... 30%-kal növeljük, mert a falak, födémek nedvessége megnöveli a hoáramot.
A tényezo, tési Légré- Egyenértéku hovezetési d, tagsága, teg vas0,203 I W{mK 0,172 0,152 0,163 0,158 !kcal/mhoC 0,175 0,210 0,206 0,211 0,740 0,181 0,182 0,860 0,190 0,286 0,174 0,385 0,179 0,430 0,252 0,177 0,184 0,543 0,266 0,229 0,301 0,270 0,232 0,370 0,154 0,1690,02 0,145 0,200 0,162 0,319 0,189 0,217 0,1320,01 0,113 1,000 0,237 0,059 0,423 0,06 0,04 0,056 0,278 0,239 0,720 0,043 0,064 0,913 0,166 0,260 0,244 0,2480,06 0,213 0,1820,02 0,157 0,1350,01 0,190 0,164 1,040 0,191 0,165 0,231 0,055 0,037 0,785 0,564 0,485 0,447 0,202 0,116 0,135 0,491 0,131 0,069 0,044 0,371 0,276 0,188 0,038 0,873 0,269 0,106 1,210 0,186 0,192 0,161 0,2200,04 0,530 0,091 0,005 0,208 ellenállás, 0,350 0,187 0,616 --1 0,099 Egyenértéku hovezem'K/W d/AIm'hoC/kcal 1,163 m 0,630 •
0,037
5.1.1.5. Hobidak és sarkok Határolószerkezete~ben (falakban, födémekben) konstrukciós okokból acél, vasbeton stb. erosítéseket, merevítéseket helyeznek el. Ezek hovezetési tényezoje nagy, s ha kello szigetelésrol nem gondoskodunk, hohidak keletkeznek. A hohíd intenzívebb hoáramlási helyet jelent. Ennek következménye a belso falsík erosebb helyi lehulése. Ha a hohíd belso felülete tartósan alacsonyabb homérsékletu, mint a környezete, akkor a felület el is színezodhet. A lerakódás sebessége a levego szennyezettségének a függvénye. A t f< tharm esetben lecsapódás is létrejön. Hohíd kialakulását lehetoség szerint meg kell akadályozni, a szerkezeteket megfelelo módon szigeteini kell (1. az 5-9. táblázatot). A használatos szerkezeti elemek alkalmazásával keletkezo hohidak öt alaptípusa az 5-3. ábrán látható. Hohidak esetében rendszerint a belso sík homérsékletét kell meghatározni. Számítás stacionárius viszonyok feltételezésévei végezheto. Felhasználva
5-9. táblázat. Határolószerkezetek
5
-lS -to
I
2,10
I
1,5 1,74
1-----
~__ -=2~__ -~.
-20
I
Padlás, födém Höátbocsátási
I
1---;/m'K
-
i
Külso fal
Külso levego homérséklete, oc
még megengedheto hoátbocsátási tényezo értékei
I_
-
I
kcal/m'h°Z-r
-----
W/';"K
1,80
---,,-
1,30 1,50 ---
1,4
----.1.-I -----------1,28
--
1,20 1,to
~
---
I
kcal/m'hoC
1,55
I------
1,53
1,1 1,,,-8
I
0,95 1,10 -----
.2-~ _~_I
Lapos helyiség tetö. födém (futött felett)
-i--~{m'K
I
1,4
--
u
__
kal/m'hoC
---
1,0 1,1 --1---0,92
----1-----------1,0 0,85 0,87 I
I
Födémek (~áró felett)
_
k
tényezo,
. I
I
W/m'K
1,20
i
1,05
0,85 0,95
-
0,75 0,81
1
Ii
0,80 _1~0~, 0,75 _ I
I
;
I
i
kcal/m'h'C
-------
0,90
0,70 ---0.65 0,60
,- 0,64 ---1----0,55 I
-
HOVESZTESÉG-SZÁMÍTÁS
STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
107
ESETÉN
nak helyzetétol függo korrekciós tényezo (5-10. táblázat), s arra utal, hogya stacionárius viszonyok között számított homérséklet-különbség nél a valóságban kisebb vagy nagyobb a At. k~d értéke a következok szerint számítható:
/1.
k~d=k+'YJ(khíd-k)
Iküf
W/m2K
(kcaljm2h°C). (5-6)
értékeit az 5~11. táblázat tartalmazza; khíd a hohíd anyagából készült b vastagságú fal; k a hohídmentes fal hoátbocsátási tényezoje. 'YJ
"QID] tbel
5-11. táblázat. Az
'1'}
tényezo értékei az 5-3. ábrán látható hohidakhoz Hohíd ••karcsúsága", a/b
Hohíd jele
.fl
'1
5-3. ábra. Hohidak alaptipusai IV. V. a a hohíd jellemzo mérete; b a határolószerkezet m. vastagsága
II.
az (1-159) és 1-160) kifejezést, írható, hogya áramsuruség:
4= iXbel(tbel-
tkol)'
tbcl C)= ~*k~íitbel-
tényezo
I 0,12 0,24 0,38 0,07 0,04 0,25 10,24! 0,15 0,10 0,30 0,32,0,50.0,62 0,26 0,17 0,50 10,10 0,38 O,SO1.I 0,59 I 0,67 0,7410,53! 0,80 0,741 0,03 0,7610,87 0,91 0,42 I 0'621 0,73
i
0,71 0,77 1,00 0,30 0,81 0,85
0,96 10,87
ho(5-5)
ahol kWd a hohíd középvonalának hoátbocsátási tényezoje; ;* ahatárolószerkezet tömegétol és an-
;*
Az (5-5) összefüggésbol a hohíd belso síkjának homérséklete kifejezheto: -1:*[k tbcIC-tbel-'"
5-10. táblázat. A korrekciós tényezo értékei hohíd számításához
tbe1+1)(k híd-k)] ----
tkül
(5-7)
Tömeg, ks/m' Megnevezés
Külsolapos födémérintkezo külso 0,60 0,60 0,40 0,45 0,50 0,50 0,55 0,95 0,70 0,90 0,75 0,80 1,00 0,70 0,80 vagy 0,70 fal, 1,10 1,20 0,80 0,85 0,85 1,35 1,05 1,20 intkedém zo falak óád réteges gekkel szelloztetett teres hidegteto, vagy árnyékolt és légát-
50 ... 150 ';:*
I
J
50 ... 300
I 300 ... 700 I
korrekciós tényezo
oC .
oc be I
>-
700
A sarkokban,' valamint a szögletekben szintén homérséklet-csökkenés mutatkozik, hiszen a külso lehulo felület nagyobb a belsonél, és a belso hoátadási tényezok is kis értékuek az egymásra sugárzás miatt, így ezeket a részleteket is óvatosan kell kezelnünk.
5.1.2. A hoveszteséget befolyásoló egyéb tényezok A külso homérsékleten kívül egyéb tényezok is befolyásolják az épület hoveszteségét, így elsosorban a szél, a napsugárzás és az üzemeltetés módja. Ezeken kívül a helyiség belmagasságától, a fajlagos alap-hoveszteségtol (WIm3), a falszerkezetek súlyától stb. függoen növelnünk kell az alap-hoveszteség értékét. Ezek hatását tapasztalati pótléktényezokkel vesszük figyelembe. Szélpótlék. A szélnek kitett felületen (a létrejövo nyomáskülönbség hatására) a nyílászáró szerkeze-
108
ÉPÜLETEK ----------------.------.-------
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
tek résein keresztül levego áramlik. A beáramlott hideg levegot fel kell melegíteni, ennek hoigényét veszi figyelembe a szélpótlék. A szélpótlék a következo tényezoktol függ: a vidék széljárásától, az épület szélvédettségétol, a helyiség fekvésétol és a nyílászáró szerkezetek elhelyezésétol. Magyarországon hoveszteség-számítási szempontból kétféle széljárású vidéket különböztetünk meg: - normális széljárású vidéket, ahol az átlagos szélsebesség a futési idoszakban kisebb, mint 3,5 mis; - eros széljárású vidéket, ahol az átlagos szélsebesség a futési idoszakban nagyobb, mint 3,5 mis. Eros széljárású a Dunántúl. Azokat az épületeket is eros széljárás feltételezésévei méretezzük, amelyek ugyan normális széljárás ú helyen, de hegyteton (azaz 300 m-nél magasabban), folyóparton vagy nagyobb tavak partján fekszenek. A lakott települések belterületi épületei mindig normális széljárású nak tekintendok. Az épület lehet védett fekvésu (zárt beépítési mód esetén a város belsejében, ha az épület a szomszédos épületek közül nem emelkedik ki) és szabad fekvésu (a városok külso kerületében, laza beépítési mód esetén az egyedülálló épületek, magas házak, amelyek a környezetükbol kiemelkednek). A helyiség fekvése és a nyílászárók elhelyezése szerint a következo eseteket különböztetjük meg:
HOTECHNIKAI
-----
JELLEMZOI
---------
----.----.-
a) helyiség egy külso fallal és azon nyílászárókkal [5-4. ábra, a)]; b) helyiség több külso fallal, de csak egyik falán nyílászárókkal [5-4. ábra, b)]; c) helyiség több külso fallal, több falon nyílászárókkal [5-4. ábra, c)]. A szélpótlék értékeit az 5-12. táblázat tartalmazza. 5-12. táblázat. Szélpótlék értékei több
egy
külso CaIon külso ---------.--
Megnevezés
Calon
Szélpótlék,Nyilászáró % li Nyílászáró II
Normál széljárás és szabad fekvés
I
ID
Eros széljárás és védett fekvés j
Eros széljárás és szabad fekvés
ID
20
I
]5
I
r-is25
i
Az égtájpÓtlék azt a különbséget veszi tekintetbe, ami a különbözo égtáj szerinti határolófelületeken napsugárzás miatt jön létre. Az égtájat a helyiség külso falának, sarokszobánál a sarok iránya adja meg. Több külso fal esetén az égtájpótlékot mindig a kedvezotlenebb esetre kell számítani (5-13. táblázat). 5-13. táblázat. Égtájpótlék értékei DK É DNy O ÉNy O ID 55KNl' OÉgtáj I ÉK I
Pótlék, % I
I
Szobo
Szobo Felfutési pótlék. A futött épületbol üzemszünet idején jelentos ho távozik el. Ezt az üzemi ido alatt kell pótolnunk. E homennyiséget a felfutési pótlékkal vesszük figyelembe. Felfutési pótlékot (5-14. táblázat) csak szakaszos üzem esetén lehet számításba venni, ha a falak súlya nagyobb 500 kpjm2 értéknél, ill. ha az ablakok aránya az összes határolófelületekhez viszonyítva <: 40%.
aj
=1=
-ti-
I
Szobo 5-14. táblázat. Felfutési pótlék értékei Futött helyiség térfogata l m:l Üzemmegszakitás idotartama. h
ü
0 .. :150
ej
5-4. ábra. Nyílászárók aj
helyzete futött helyiségek határolószerkezeteiben
egy külso CaI egy nyílászáróval; hj két külso Cai egyiken nyílászáróval; ej két külso CaI mindketton egy-egy nyílászáróval
_____
I
150 ... 500
Felfutési
500 ... 5000
I
pótlék,
~
%
8
]2
]5
]o
]2
]6
25
~--]-5
.
8
I
M
~I
HOVESZTESÉG-SZÁMfTÁS
STACIONÁRIUS
A magassági pótlékot az egyenlotlen homérsékleteloszlásból eredo alsó hideg levegoréteg ellensúlyozására alkalmazzuk, amely 4,0 m-nél nagyobb belmagasságú helyiségek re 0,5 m-enként 1%, de értéke 1O%-nál nagyobb nem lehet. A földszinti pótlékot magas házban a lépcsoház kürtohatása következtében keletkezo huzat jelenség ~llensúlyozására alkalmazzuk. Háromszintu vagy mnál alacsonyabb épületek számításakor földszinti :Jótlékot nem veszünk figyelembe. Négyszintes épület pótléka 4%, ötszintes épületé 5% stb. A föld;zinti pótlék nagysága max. 10% lehet. A hoérzeti pótlék több külso fal, ill. nyílászáró ;zerkezet kedvezotlen hatását egyenlíti ki. Nagy 'ajlagos hoveszteségu, állandó tartózkodásra szánt lelyiségekre (szoba, lakókonyha, iroda stb.) ho:rzeti pótlékot számítunk (5-15. táblázat). 5-15. táblázat. Hoérzeti pótlék értékei 60 50 40 30 70,0 58,1--.---46,5 123,3 W/m3 100 "aj!areszte34,9180 20/Vhelyl 70
20
%
o
81+3.+.,3
>ótlék.
I
I
2
I
4
I
6
I
8
110
112
Könnyítési pótlék. Könnyu
116
határolószerkezetek lotároló képessége kicsi, ezért 500 kp/m2 fajsúlynál ,önnyebb falak esetén felfutési pótlék helyett könyIyítési pótlékot számítunk. A könnyítési pótlék érékeit az 5-16. táblázat tartalmazza. 5-16. táblázat. Könnyítési pótlék értékei
--------~---
--------
Nyílászárók aránya 10 18 15 10 15 O pótlék 12 18 520 felfutési 12 20 15 20 12 I Felfutési >80 I20 40 ... 60 60•..80 I5<40 20 Könnyítésí pótlék, % <100
FELTÉTELEK
109
ESETÉN
5.1.3. Teljes hoveszteség Az egyes pótléktényezok meghatározása után a teljes hoveszteség a következo kifejezéssel határozható meg: n
Q= Qo (1 + il~ L Pi)
W (kcalih),
ahol Qo alap-hoveszteség, az (5-1) összefüggés rint meghatározva; Pi pótlék tényezok, %.
(5-8) sze-
5.1.4. Megjegyzések a hoveszteség számításához Eros széljárásnak kitett, teljesen szabadon álló épület höveszteségének meghatározásakor külön figyelembe kell venni a nyílászáró szerkezetek résein beáramló hideg levegot is. Az épület szélirányba eso külso falsíkján szélhatás következtében kialakuló L1p túlnyomás a Pdin dinamikus nyomás [(2-6), ill. (2-7) összefüggés] ismeretében számítható. A külso oldali Pküt és belso oldali Pbel nyomások L1p különbsége és a dinamikus nyomás közötti viszonya következo lehet: L1P~Pdin' aj L1P=~Pdin értéket kell figyelembe venni, ha a méretezendo helyiség három oldalról beépített, ill. olyan sarokszoba, amelynek csak egyik külso falán van ablak, így a levego a helyiségbol csak az épület belseje felé távozhat.
bJ L1p= ~Pdin értéket kell figyelembe venni, ha a bejutó levego csak kis felületen és közvetlenül juthat újra a szabadba vagy szomszédos helyiségekbe. ej L1P=~Pdin értéket kell figyelembe venni, ha a helyiségnek a szemben levo falakon nagy méretu (kétszárnyú) ablakai vannak. A hatásos nyomáskülönbség megválasztása után a nyílászáró résein beáramló levego mennyisége a következo:
v = LaL1p2/3
m3Ih,
(5-9)
ahol L a nyílászáró réseinek hossza, m; a a nyílászáró szerkezet fajlagos levegoátereszto képessége, m3jhmPa (m3/hmv.o.mm); az a légáteresztési tényezot egyszeres üvegezésu ablakra 0,98 (4,5), kettos üvegezésu ablakra 0,65 (3,0), míg kapcsolt szárnyú ablakra 0,87 m3/hmPa (4,0 m3/hmv.o.mm) Pa értékben vehetjük fel; L1p nyomáskülönbség, (v.o.mm).
110
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
Az igen nagy méretu, nagy belso magasságú termek, csarnokok hoszükséglete a kéményhatástói, az épület üzemeltetési rendjétol, a légfuto-berendezés üzemszüneti idejétol, az épület hotáro1ásátó1 stb. nagymértékben függ. A létesítmények hoveszteségének számítása kor rendszerint szükségessé válik a választott futorendszerek sajátosságainak figyelembevétele és a líoszükséglet-számítás esetenkénti kiegészítése. Ha a légfuto-rendszer igen nedves levegoju (rp= 70... 80%) helyiséget fut, a hoigény megha~ározásakor figyelembe kell venni azt a körülményt is, hogy a határolószerkezet a levegobol nedvességet vesz fel. A nedves szerkezeti anyagok hoszigetelo képessége - a légszáraz szerkezeti anyagok szigeteloképességéhez viszonyitva - csökken. Emiatt a határolószerkezetek k hoátbocsátási tényezojét számításainkban a táblázatokban megadott értékeknél 20%-kal nagyobbra kell felvenni. Közvetlenül a talajra épített helyiségek padlóinak, valamint a föld alatti helyiségek összes határolószerkezeteinek hovesztesége a bemutatott egyszerusített számítási móddal nem határozható meg. Az ilyen helyiségek hoveszteségét az 1. fejezetben tárgyaltak alapján határozzuk meg. A hoveszteség- és honyereség-számítás közelíto eljárás, számtalan tapasztalati adatot használunk fel hozzá. Nem szükséges, hogy az egyes értékeket több tizedesjegy pontossággal vegyük figyelembe. A gyakorlatban a hoátbocsátási tényezoket egy tizedesjegy , az építészeti. méreteket cm pontossággal, a hoáram értékeit 5,0... 10 W (5,..10 kcalfh) értékre felkerekítve vesszük figyelembe.
5.1.5. Sugárzó fútéssel tervezett helyiségek hovesztesége Sugárzó futés hoigényét is az elobbiekben bemutatott hoveszteség-számítás alapján határozzuk meg. Tekintettel a kialakult kedvezobb közérzeti viszonyokra, lakások és irodák esetében az így meghatározott hoveszteséget 5%-kal csökkenteni lehet.
HOTECHNIKAI
A falak kis méretu téglából (650 kp/m2, ill. 1700 kp/m3) készülnek, kétoldalt vakolva. Hoátbocsátási tényezo az (5-3) összefüggés szerint:
k= Adatok:
Meghatározandó a Budapest külso kerületében létesítendo épület (5-5. ábra) hovesztesége, ha tkül= -15 oC, szabad fekvésu az épület. a futési
üzemszünet 10 h.
1
1 2 -+-+~vak ~tég -+ Otbe I Avak Atég
~vak=0,015 m,
1 Otkü I Avak=0,93 W/mK.
~tég=0,38 m, Atég=0,85 W/mK. Otbel=8W/m2°K, Otkül=23,0 W/m2K. Így a hoátbocsátási tényezo: 1
k= 1
O
015
038
1 ~1,55
2' , 8+. 0,93 +0,85 +23
W/m2K.
A határolószerkezetek felvett hoátbocsátási tényezoi: k=2,56 W/m2K; 6 cm vastag válas~fallap k=2,36 W/m2K; 12 cm vastag téglafal k= 1,74 W/m2K. 25 cm vastag téglafal külso. ablak, fa, kettos üvegezés, nyitható k=5,2 W/m2K; belso ajtó, fa, üvegezett k=3,5 Wjm2K; belso ajtó, fa, tömör k=2,9 W/m2K. A számítást 2 tizedes pontossággal végeztük el. A kijelölt szint általános emeletnek veheto, minden helyiség alatt és felett azonos rendeltetésu (és homérsékletu) helyiség található. Az egyes helyiségek adatai (1. az 5-5. ábrát): 101 -
Nappali, 22,75 m2 alapterületu, tbel=20 oC, V=68,25 m3• 102 - Szoba, 10,5 m2 parketta, tbel=20 oC, V=3l,5 m3• 103 - Szoba, 12,25 m2 parketta,
parkettás,
104 -
Szoba, 15,75 m2 parketta, tool=20 oC, V=47,25 m3• Eloszoba, 14,78 m2, PVC burkolat, tbe1=16oC, V=44,34 m3. Fürdoszoba, 6,1 m2, PVC burkolat, tbe1=24oC, V=18,3 m3• W. C., 2,14 m2, PVC burkolat, tbel=16 oC, V=6,42 m3• Kamra, 2,44 m2, PVC burkolat, futetlen helyiség, tbe1=5oC, V=7,32 m3• Konyha, 12,25 m2, PVC burkolat, tbcl= 16 oC, V=36,75 013• Lépcsoház, mettlachi mozaik, futött,
tool=20 oC,
105 106 107 -
5.1.6. Példa a hoveszteség meghatározására
JELLEMZOI
108 109 110 -
t",.~ 12
"C.
V=36,75
m3•
I
HOVESZTESÉG-SZÁMÍTÁS
STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
ESETÉN
111
2,10
1,50
1,50 1,{;0
A sze/vény
1,50 1,60
2,10
109
104
-1,60
----_.-1A'
A
I
~i:~
38
J8
J8
4,50" ~? 2,0 ~12 3,50 2 $25" "'1'2;44 (MO' 1,37tm 25
3,50
8,75
5-5. ábra. Alaprajz és metszet a hoveszteség számításához
Az elszívókürto homérsékletét OoC-kal vettük figyelembe (frisslevego-befújás, kamralevego-elszívás). A számítás eredményét az 5-17. táblázat tartalmazza.
5.1.7. Padlók hovesztesége Talajra épített helyiségek padlóin keresztül eltávozó ho jelentosen növeli a helyiség hoveszteségét. Padló hotechnikai szempontból a bpa hoelnyelési tényezo alapján minosítheto: bpa=Yke
kJjm2sl/2K
(kcaljm2hl/20C)
(anyagok b értékeit 1. az 5-7. táblázatban). Ha bpa<0,7 kljm2sl/2K ,(10 kcaljm2hl/20C) meleg-, ha bpa=0,7 ... 0,84 (10... 12) félmeleg, ha bpa>0,84 (12) hidegpadlóról beszélünk. A talaj homérséklete egy bizonyos mélységben már a külso körülményektol független, állandó érték. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy a helytol függetlenül 20 m-es talajmélységben a héSmérséklet '" 11°C. A talaj hokapacitása is nagy, következésképp a külso változások a talaj mélyebb rétegeibe nagy késedelemmel és erosen lecsökkentve érkeznek. Így a
talajban lejátszódó hovándorlási folyamatok kvázistacionárius jelleguek. Nagy alapterületu épület hovesztesége (ha elegendo ideje "melegíti" az alatta levo talajt) szintén a stacionárius állapotra vonatkozó módszerrel határozható meg. A használatos méretezési eljárás szerint állandó homérséklet-különbség, azaz a helytol független, állandó érték figyelembevételével számítható. A valóság ettol eltér. Ha pl. téli körülményeket tételezünk fel, amikor tbe1> tkü1' a belso térbol a ho átadással a padlóba kerül, innen vezetésseI távozik a talajba. A hovezetés a fennálló homérséklet-különbségek miatt háromdimenziós. A több irányú hovezetés az épület széle felé erosödik, a legintenzívebb a sarkokon. Célszeru meghatározni a padló felületi homérsékleteit, hisz az épület hovesztesége a padló felé éppen az a hoáram, amelyik a kialakuló homérséklet-különbségek hatására azon átfolyik. A hoveszteség meghatározásának gyakorlati menete: a padlót sávokra osztjuk, az egyes sávok homérsékleteit a felületek arányában súlyozottan átlagoljuk, sávonként meghatározzuk a hoveszteséget, a sávok héSveszteségeinekösszege adja a helyiség padló-hoveszteségét.
112
ÉPULETEK
HOVESZTFSÉGE.
ÉPULETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI 5-17. táblázat.
Ahatárolószerkezet vastagsága, Lit, I mm m' m méretei, m2 tényezo, I k I , felülete, oC W/m'l'
I I
01
Hoátbocsátási
különbség,
I da~ab-
- -- --
-- -- ---
, 14,25 I1,70 10,5 1,22 10,5 2,10 2,72 3,74 1,78 0,85x2,1O 2,20 I,OOX2,1O 6,30 1,20x2,20 1,60X Szoba, 2,20X 841,74 tbel =, X 20 oC, IIIoC, 35 11 40,82x3,0 4835 Eloszoba 483,OX3,0 2,56 210,06 I2,9 1,55 3,5 5,2 7,78 15,3 6,90 8,40 6,28 2,72 4,20 0,86 1,78 7,50 35 1,74 3,50X3,0 2,64 0,3!! 4,75X3,0 3,75x3,0 14,25 0,38 6,82X3,0 7,51 3,74 3,75X3,0 2,56 2,72 2,9 10,38 2,36 6,54 2,10 2,50X3,0 2,88X3,0 2,10 2,72 0,88X3,0 2,9 5,72 3,74 2,61 1,75x3,0 0,06 i,OOX3,0 11,25 0,12 Szoba, 10,5 7,48 -0,25 Szoba, 6,50X3,0 9,0 19,5 8,64 2,64 1,78 5,25 20,46 16,72 5,2 3,0 1,55 3,74 2,64 1,60X 1,7031 tbel=20 tbel=20 tbel=16 oC, tbel=20 oC, IIIIII0,12 12,72 I 2,36 I oC, 2,10 3,5 1,74 1,78 12,46 2,46 II II 11 I I I I
I I I I \I I I III
I
II
I
I
i
1
I
-
Általános emelet
I
Számítandó II Hömér-
i
HÖVESZTESÉG-SZÁMfTÁS
STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
ESETÉN
113
Az 5-5. ábrán levéi épiUet béivesztesége Hc5érzetW Pótléknit Pótlék nélkúlIeses hc56ram. W pótlék fopti). hc56ram hc56ram W Felfútési H66ram (térh6áram. pótlék fajlaaos fopti). Égtájlaaos pótlék (térTénylepa (be). Szélpótlék Ak WIm' össze•••• tényezok Pótléktényez6k H6áram +1.00 (ki). Ak .dI..dI. Faj-
Tény-
114
ÉPÜLETEK HOVESZTESÉGE. ÉPÜLETEK HOTECHNIKAI JELLEMZOI 5-17. táblázat A határol6szerkczct méretei. SzámftandÓ darab- ml ..4, felület, séklctml ml Homér.dI, különbséa, m Hoátbocsátási W/m'K k tényezo, vastalJSáP, felülete,
oc
I
fellUet,
I I
Levonandó
-- - ---
4I 6,42 4,11 2,46 7,32 10,5 2,12 1,78 6,42 O,85X2,1O 1,6OXl,70 11 31 16 8O,82X3,O 82,44 I 12 82,14X3,O 0,12 2,36 7,78 2,56 1,78 1,55 2,10 7,32 2,9 1,74 4,11 0,38 Fürdoszoba, 2,12 6,42 16,42 2,36 5,12 1,78 7,5 2,46 2,56 2,12 3,0 3,50X3,O 1,37X3,O 2,14X3,O 3,50X3,0 0,70 2,56 5,2 2,50 1,74 I I0,25 0,06 tbe1=16 oC,oC, -0,06 W. C.,X10,5 Konyha, tbe1=24 tbe1=1oC, 16 2,10 0,06 I II I
106
f
I
III ,.
I
I II
Az 5-6. ábrán levo padlót sávokra osztottuk. A "sávok padlóhomérséklete ismert. Az 1. sáv átlaghomérséklete:
17,4 oC, az V. sávé 18,3 oC, a VI. sávé 18,4 oC.
Apadlósik és aoC, levego hoátadási tényezo a II. sávé 16,1 a Ill. közötti sávé 16,7 oC, a IV. sávé • ~ :::::4,6W/m2K (",4,0 kcal/m2 h oc). Ezzel az J , sáv hovesztesége, ha tbe1=24 oC: ' l'
_11+15+16+4
. 17+16+15+11 10
tI-
----IS2 ----,.
oc
------..--18 E: E: E: ----11 Ill. 1m 1m 14 11,. 16 /II. 18 15 V. VI. 17 1811 1.18°Ci17OC 17 19 17 OC 17 oC IV. 17 18,5 18,5 oC 1/."cij 15 18 15 15 16 oC VI/. 17 16 18,5 18 If. 16 i 15 IV. 16 ~"C ~oCji 16
~
h_
~ .•...
-------V.
7"C
t
20m 5-6. ábra. A padló felosztása
sávokra,
hoveszteség-számításhoz
HÖVESZTESÉG-SZÁMtTÁS
STACIONÁRIUS
FELTÉTELEK
ESETÉN
115
folytatása H6áram W(1d), érzetPódékolt h6áram, H6W h6áram W FeIflitéai H6áram h6áram h6áram, (tér-(be), p'ódék (térCajJacos Tényleges pótlék Copti), laaoa Ak Szél.pódék Égtáj+1,00
4,
-II
-I- I
FajPódék nélkül leps pódék Copti), ÖII7eIIIe, Wim' Pódéktényez6k tényez6k
Pódék-
Tény-
Qö=VII 2:W, QI=Qpa~6210 WV=18,3 (",5300 ma kcaljh). Az összes hoveszteség Qlv~l090 W, QVl~820 W,W. QIII~540 QVlI~1280
O OO 15 99,12 I131,48 373,83 438,46 190,03 lSO,79 99,12 117,14 41,30 34,24 85,82 86,02 131,48 471,48 71,48 25,8 O1 ,15 15 1303,02 I I II 1203,9 306,83 I131,48 I I 115 I II4I5127,3 75,35 27,3 ,30 41,6 O 101 O 1 1 22,41 266,81 38,43
II I
II
I 32,8
5.2. Honyereség-számítás stacionárius feltételek esetén Ha a méretezendo zárt tér melegebb helyiséggel határos, kivülr51 befelé áramlik ho, hc5nyereségjön létre. Két egymással határos helyiség közötti határolószerkezeten át hc5átbocsátással beáramló hc5nyereséggel csak akkor kell számolni, ha a homérséklet-különbség L1t~4 oC. Ennél kisebb homérséklet-különbséget csak akkor kell figyelembe venni, ha a hc5beáramlás a helyiség hoveszteségét több mint 1O%-kal módositja. A honyereséget - a jelenlegi eloirások szerint a pótlékolt teljes hoveszteségbol kell levonni. Honyereséget kell számolnunk abban az esetben is, ha a ffitött helyiségen kémény halad keresztül.
5.2.1. Belso térben keletkezo és bejutó hoterhelés Zárt - fiitött, szelloztetett, kondicionált - terek belso hc5terhelése a helyiség rendeltetésének és az ott alkalmazott technológiának függvénye. A beM hoterhelés stacionárius viszonyokat feltételezve általában a következc5kbc51tevodik össze: emberek holeadása, viIágitásból eredo ho, meleg vagy párolgó felületek holeadása, határolószerkezeteken bejutó hoáram, hajtómotorok által leadott ho stb. Emberek holeadása. A 4. fejezctbc51ismert az egyes
116
ÉPüLETEK UÖVESzrESÉGE. ÉPüLETEK UÖTECHNIKAI JELLEMZOI
ismert összefüggéssei szánútható. A a holeadó felület, m2; ot hlSátadási tényezéS,W/m2K (kca1/m2h oc) ; ti a meleg felület hlSmérséklete, oC; tbel a helyiség QE6=nQE W (kcal/h), (5-10) homérséklete, oC. Nyári hónyereség. A hlSvándorlás iránya nyáron ahol n az emberek száma. megfordul, 8 a hlS a zárt térbe áramlik a külso térVilógitásból származó hlS: Ml. Ez is az (5-1) kifejezéssel határozható meg. Napsugárzás következtében nagyon sok ho jut a W, (5-11) Qvil=P zárt térbe. A határoló8zerkezet homérsékletét a fal ahol P az egyidejuleg bekapcsolt világítótestek tel- anyagának hotechnikai jellemzoi, a fal é8 a falfelüjesítménye, W. (A közepes megvilágítási igényekr51 let kialakítása, érdessége, színe stb. befolyásolja. az 5-18. táblázat tájékoztat.) Stacionárius viszonyokkal ö= 0,5 m falvastagságig számolhatunk. S-18. táblázat. Közepes megViIágitáSi igéDy Átlátszatlan felületen (fal, teto) át bejutó hoáram: emberek QE h51eadása, tehát a helyiségben tartózkodó emberek hlStermelésc :
csak IÜtaJánOS viláaltá
mlÜis mlni-I
Látási
--
80 kicsi 40 közepes
W (kcaljh),
Otk1l1 Qns=Ak [~+tk1ll-tbel]
Me;nevezés ajánlott
helyi \ munkaMegviJáaltái igény. Ix
I
(5-14)
általános mv
gis mtPa; kg /h mt forr
Középület, lSO... 8O... 300 1SO
-
W~~ 8 3
iroda, lakás
I I
6
5
II
2 1
4
~~ Ipari épület
3
H
2
Munka lSO... 300 SO... 1000... 300 ...80 1000 5000 durva 2040 30... ...... 100... 40 80 8O... SO... ... 1SO I00 300 ...80I00 500 közepes finom finom nagyon
1fT'
8 6
5 4
Gépek holeadása. Ha a hajtómotor és a munkagép a vizsgált zárt térben van, akkor a teljes felvett villamos teljesítmény ott alakul át hové (feltéve, hogy nem alakul át más energiaformává). Ha a hajtómotor nincs a ~gált térben, akkor csak a meghajtott gép által felvett teljesítmény jelenthet hoterhelést:
"P -L co, W, 1-1 'T/I
Qgq,=e ~
a
tv'Ii
2
(5-12)
ahol Pf a hajtómotor hasznos teljesítménye, W; 'T/ I a motor hatásfoka; COf a munkagép terhelési foka; e a gépcsoport egyidejuségi tényez5je. Az COf és e értékét a technológus adja meg. Meleg felületek, technológiai berendezések hóleadása
3
w
ro
~
~
w
~
m
M
~
tv fel; tharm,
OC
S-7. ábra. Vízfelszín párolgása a vlev levegosebesség fÜgg>lényében Az óránként elpárolgott vlzmennyiség a diagramból a vizfe1színtv Cel ho mérsékletéhez és a levego thann harmatpont-h6mérséklet6hez tartozó vízIIlOIIIlyi$ésekkülönbséseként adódik
HÖNYERESÉG-SZÁMíTÁS
STACIONÁRIUS
ahol A a besugárzott felület, m2; k a besugárzott felület hoátbocsátási tényezoje, W/m2K (kcaljm2h°C) (1. az 5-3., 5-4. táblázatot); a a felület abszorpciós tényezoje (5-19. táblázat); 1 a napsugárzás intenzitása, W/m2 (kcal/m2h) (1. a 3-8., 3-9., 3-10. ábrát); Otklll külso oldali hoátadási tényezo, W/m2K(kcal/m2h°C) (1. az 5-6. táblázatot); tklll külso homérséklet, oC; tbel belso homérséklet, oC (1. az ~-l. és 5-20. táblázatot). Atlátszó felületen (ablak, üvegezés) át bejutó ho-. áram: Qos=A[k(tkül-tbel)+NI]
HelYÍ8él meanevezése
K.
Lak
s
117
ESETÉN
5-19. táblázat. Felületek abszorpciós téayezoi Abszorpciós
MeIDCvezés
a
téoyez6.
I
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,7 0,6 0,7 O,4~O,5 0,65 0,9 0,65
Kátránypaplrral borított (fekete) felület Sötétszürke, kék felület Szürke felület (zöld, barna, piros) Világos (sárga, szürke) felület Fehér felület Azbesztcement lemezek Cserép Beton Tégla Horganyzott bádog Borlemez Borlemez kaviccsal besz6rva
W (kcalfh), (5-15)
ahol N az üvegezés naptényezoje (5-21. táblázat); 1 a 3 mm vastag ablaküvegen át a helyiségbe jutó hoáramsuruség, W/m2 (kcal/m2h). A többi jelölés értelmezése azonos az (5-14) összefüggéséveI. Párolgó vízfelületekbol adódó hoterhelés nedves üzemekben (mosoda, konyha, fürdo stb.) jelentos lehet.
5-20. tiblázat.
FELTÉTELEK
BeISi terek számitásba veheté) hömérséklete és relatív nedvessége nyároo
I
Ibel>
·c I
"'bel> %
rlicionált terek 80 múto Irodák 20 24 30... 60 35 50 50 50 ... 60 60 24 27 60 70 30 terek Szinház 30... 40 25 18: 20 15... .. 26 27 20 28 30 30 25 30 Csak 40 ..50... .45 65 szel16ztetett terek 26 60..•70 60... 70 24 22 22 25 24 32 26 32 ... 34 7..• ... 34 1024 ... 16 34... 60 Kereskedelmi épületek K6rház, k6rterem Lakóépületek Lakóépület Irodaépület Gyufagyártás 16... 26 K6rházak Állattartási 40 ... épületek Ipari épületek Állattartási épületek Növényházak Ablak nélküli és /Öld alatti 24 26 ... 27 I 30 ... 50
I
He1yiséj meanevezése
Mozi Gépészeti Dohányipar Ipari épületberendezés nélküli épületek
I
Ibel.
·c
9'1,.1. %
g, ill.
118
ÉPuLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPuLETEK
megnevezéseértékei árnyékol6szerkezet Fazsalu Fazsaluzás 450-os Fazsaluzás lécekkel lécekkel 0,08 0,95 0,09 Naptényezo 0,5 0,66 0,6 0,36 5-21. táblázat. Külso árnyékolás 0,9 Faredony 0,57 Vászonredony árnyékolás tényezo 0,5 0,32 0,62 0,09 Belso 0,24 II 0,1 üveg,iII.
I I
Nap-
HOTECHNIKAI
JELLEMzot
Az óránként elpárolgó viz mennyisége
I
II Nap-
mv=A{J(PvCel-Pv)
I
A
kgfs
(kgfh).
(5-16)
párolgási tényezot a (4-5) kifejezés értelmezi; a viz felületén uralkodó telitési nyomás, Pa (torr); Pv a levegóben levo vizgoz parciális nyomása, Pa (torr). Az elpárolgott vizmennyiség az 5-7. ábra alapján is meghatározható. Az (5-16) összefüggés felhasználásával a hoterhelés: (J
PvCel
Qpár=m.,T
W (kcalfh)
(5-17)
ahol r a keletkezo vízgoz (pára) rejtett hoje, Jfkg (kcal/kg). Általában a felsorolt tényezokbol tevodik össze stacionárius viszonyok között a belso tér hoterhelése.
5.3. Hónyereség-számítás
instacionárius feltételek esetén f•
Épületek külso térbol származó honyeresége két tételbol tevodik össze: anapsugárzást átereszto, üvegezett felületeken, valamint a nem átereszto, tömör határolószerkezeteken (falak, fódémek) át bejutó hoáramból. A honyereség-számítás egyik problémája, hogy az épület külso felületeit éro, periodikusan változó hoáram hogyan jelentkezik a határolószerkezetek belso felü1etein, és hogy milyen homérséklet-ingadozást okoz a helyiségben. A másik kérdés az, hogya helyiség-homérséklet ingadozása következtében a határol6szerkezet belso felületén át belépo hoáram hogyan ingadozik. A válaszhoz a tömör határolószerkezetekben lejátszódó homérséklet-hullámzást kifejezo összefüggések ismerete szükséges.
anyagból visszahatol. A hoáramsuruség az anyag ~ belseje felé haladva egyre csökken. A határolófelü- f: leten belépo ho 40 hoáramsuruség-ingadozása és a ~ eo homérséklet-ingadozás közötti kapcsolat: '0.0 q =;=s= 170
-.1'0 Ace Wfm2K (kcal/m2h°C). ~2n.
(5-18)
Az S hoelnyelési tényezo azt fejezi ki, hogy l oC felületi homérséklet-ingadozáshoz milyen hoáram-ingadozás tartozik. A hoelnyelési tényezo értéke a fal
~e,' 5.3.1. A homérséklet-hullámzás
Pozitiv
egyenlete
hÖáram/ás
iránya
Egy irányban végtelen mély homogén féltér. Változzék a homérséklet sinushullám szerint a határolófelületen. Ennek következtében a határolófelülettel párhuzamos sikok homérséklete is az idoben sinusgörbe szerint változik, a határoló felülettol távolodva egyre csökkeno amplitúdóval. A határolófelületen idóben változó' homérséklet-gradiensnek megfeleloen idoben változó hoáram lép át a· felületen, azaz a felület hoáramsurusége ingadozik. A periódus egyik felében a ho az anyagba, másik felében az
tbel
x
o
-x
5-8. ábra. Homogén sík fal környezetében kialakuló homérsékletviszonyok 1 külso. (támadott) oldal; 2 belso (védett) oldal
HONYERESÉG-sZÁM1TÁS
INSTACIONÁRlUS
anyagának A.hovezet~si tényezojétol, fl suruségétol c fajhojétol és a 'to periódusidotol függ. Egyrétegu véges vastagságú sík fal. Az 5-8. ábrán láthatók a fal jellemzoi és a falhoz-képest a koordi4,50 1,40 1,70 0,30 0,90 1,50 3,50 0,80 2,00 1,80 1,90 4,00 3,00 6,00 0,20 1,00 1,30 0,40 0,50 0,70 náta -tengely elhelyezkedése. 1,20 0,60 2,50 1,10 1,60 5,00 Feltételek: - a fal "támadott" 0,10oldalán a hc5mérséklet harmonikusan (sinusgörbe szerint) változik, a vizsgált periódust több periódus elozte meg; - a fal védett oldalával határos közeg átlaghomérséklete állandó; - a fal anyaga homogén,· kiterjedése két irányban végtelen; - a falban csupán az x tengellyel párhuzamos irányú hoterjedés megy végbe, amelyet az (1-1) differenciálegyenlet ir le; -·határfeltétel: az x=O sikon (védett oldalon) a homérséklet-ingadozás amplitúdó ja 8y6, a hoáramsííruség ingadozásának amplitúdó ja 4Y6' A hovezetés differenciá1egyenletének megoldása az elozo feltételekkel a homérséklet-ingadozás amplitúdóját adja a falban, ·a hely függvényében: Q
h 0'v6 C
=.0
\:Ix
xSYi .A.
QY6
h
+sfis.A.
xsYi
FELTÉTELEK
119
ESETÉN
5-12. táblázat. Komplex argumeotmná hiperbolikus fiiggvéayek értékei x
I
ii
ii ii.i
ch(xy'i) 0,999+0,079 0,881 0,997+0,125 +0,838 0,990+0,245 0,728+ 1,()()()+O,005 ;j; + 0,449 -0,590+2,788 -2,213+3,504 -8,076+2,597 0,939+0,603 0,999+0,020 0,565+ 1,573 0,639+ 1,155 0,654+ 1,412 0,076+0,071 0,591 1,549 -12,058+0,486 -4,701+3,647 0,840+0,970 0,958+0,499 0,914+0,716 0,995+0,180 0,983+&;320 0,999+0,045 0,973 + 1,257 0,404 0,275+0,290 0,140+0,142 0,503+0,624 0,483+ 0,402+ -0,556+2,956 -2,151+3,606 -4,635+3,699 0,636+ -8,020+2,615 -15,747-31,03 1,8411 1,994 1,280 ;;i ; 0,461 0,340+ + 1,740 1,911 0,790+ 1,109 -15,856-6,580 -15,754-31,02 0,631+ 0,547+0,719 0,584+0,819 0,612+0,925 0,621 0,302+2,152 -15,829-6,591 0,545+ -12,017-0,487 1,037 1,411 1,692 0,209+0,216 ah(xy'i) 0,398 0,454+0,534 0,339+0,368
I
oC
' (5-19)
ahol8Y6 a hc5mérséklet-ingadozás amplitúdó ja a védett oldalon (x=O 8ikon), oC; x a sik távolsága a védett oldaltól, m; S a fal hoelnyelési tényezoje az (5-18) összefüggés szerint, W /m2K (kcalfm2h oc) ; A.a fal hc5vezetési tényezoje, W/mK (kcalfmh°C); 4v6a hoáram ingadozásának amplitúdó ja a védett oldalon (x=O sikon). (A komplex argumentumú hiperbolikus függvények értékeit az 5-22. táblázat tartalmazza.) A védett felü1etrol a vele érintkezc5 levegc5be jutó homennyiség (hc5áramsfuiiség) : 4v6= rx.v68Y6 W/m2 (kcalfm2h),
(5-20)
ahol rx.v6hoátadási tényezo a védett felületen, W/m2K (kca1/m2h°C). Ezzel az (5-19) összefüggés másik formája:
dimenzió nélküli számot, az úu. hc5tehetetlenségi 8x amplitúdó ja tényezot, a hc5mérséklet-ingadozás így is írható:
8x=8v6(ChDYi+ ;~shDYi) 8 =.0 x
h
O'Y6 C
xSYi .A.
rx.v68Y6h
+ sYi
xSYi
s.A.
•
(5-21) Bevezetve az
x R=J:
m2K/W (m2hoCjkcal)
hovezetési ellenállást
(5-22)
és a
D=RS
oC. (5-24)
oC
(5-23)
5.3.2. Egyrétegi határolószerkezet csiUapitaisi tényezoje
A valóságban jelentkezo honyereség-számitási feladatokban·adott a külso oldalon a hc5mérsékletingadozás amplitúdó ja és kérdés a homérséklet-ingadozás amplitúdó ja a belso (védett) oldalon. Az
UO
apOLETEK HOVESZTESaOE. apOLETEK HOTECHNIKAI JELLEMZOI
utóbbi meghatározására való a {J csillapitási tényezo, a támadott és védett oldaü homérséldet-ingadozás ampütúdójának hányadosa:
e" {J= {J {J
e .
(5-25)
Yé
és e" ismeretében eYé egyszeruen számitható. az (5-24) összefüggésbol az (5-25) alapján:
•
{J= ch DYi+ -1.vé ew.Sr.r.i sh DVt.
szöge: rp=arg {J=arc tg ~, a amit a gyakorlatban fá-' ziskésleltetésnek nevezünk (5-9. ábra). Az elozo összefüggések a homérséklet-ingadozás ampütúdóját adják meg. A középhomérséklet vonala a fal két oldalának napi átlaghomérséldetébol határozható meg stacionárius összefüggésseI. A homérséklet-ingadozás a középhomérséklet-vonal körül játszódik le (5-10. ábra).
e
(5-26)
A ~: hányados tulajdonképpen a védett oldal UYé felületi hoelnyelési tényezoje(l. az 5.3.3. pontot), ami ebben az esetben a belso olda10tbel hoátadási tényezojével egyenlo [1. az (5-20) összefüggést]; D az (5-23) szerinti hotehetetlenségi tényezo, mig S az (5-18) szerinti hoelnyelési tényezo. A {J csillapitási tényezo komplex szám, amelynek abszolút értéke a támadott és védett. oldali homérséklet-ingadozás ampütúdóinak hányadosa :
v= I{JI,
{J
5-9. ábra. A rp fáziskésés értelme~
S.3.3. Egyrétegu batárol6szerkezet felületi béielnyelési tényezoje
(5-27)
fázisszöge pedig a támadott és védett oldali homérséklet-ingadozás közötti idobeni eltolódás: rp=arg
ctj Fáziskésés
rad,
(5-28)
ill. 12 rpór.=mTn h .
(5-29)
A {J komplex szám általános alakja {J=a+bi. Ennek abszolút értéke: v=I{JI= JI a2+b'-, a gyakorlatban ezt nevezzük csillapitási tényez5nek. {J fázis-
aj
Ha a támadott oldal a fal belso sikja (belso hoterhelések esete), akkor a támadott felületen a hoáramsuruség ingadozása és a homérséldet-ingadozás kapcsolatát kifejezo qrJ8" számra van szükség, mert számunkra mindig a belso oldalon jelentkem következmények jelentosek. Ahatárolószerkezet viselkedésének jellemzésére a támadott oldali hoterheléssei szemben (a hoterhelés szerkezetbe való behatolásának jellemzésére) alkalmas az Ut' réteghoelnyelési .tényezo, más néven felületi h6elnyelési tényezo (vö. az egy irányban végtelen homogén féltér S h6elnyelési tényez5jével):
bJ
e)
5-10. ábra. Homérséklet-ingadozás a határol6szerkezetben fl) ttdl1=tN1;b) 'kll1>t ••••; e) tbel>tkUI
HONYERESÉG-SZÁMíTÁS
INSTACIONÁRIUS
tá-
e" -
ev~fi. .
chDYf+~
shDYf
S·i: ri
ESETÉN
121
5.3.5. Több rétegu határolÓ8arkezet csiHapítási tényezoje és Cáziskésleltetése
shDYi+~chDYi U - 4tá -
FELTÉTELEK
W/ m 2K
Több rétegCi határolószerkezet csillapitási tényezojén a támadott oldallal határos közeg homérsék(kcal/m2h°C), (5-30) let-ingadozásának és ahatárolószerkezet védett 01ahol 4" a támadott falsik (itt belso falsik) hoáram- . dali felülete hl:Smérséklet-ingadozásának hányadosurliség-ingadozása, W/m2 (kcal/m2h); etá a tá- sát értjük. Értékét az egyes rétegek (5-26) összemadott falsik (itt belso falsik) homérséklet-ingadofüggésévei számított {J, csillapitási tényezoinek, vazása, oC; D ahatárolószerkezet hotehetetlenségi té- lamint a támadott oldali közeg és felület közötti nyezoje [1. az (5-23) összefüggést]; S a hoelnyelési {Jklllcsillapitási tényezojének szorzata adja: tényezoje [1. az (5-18) összefüggést]; 4vJevé a vé{J= {Jl{J2' •• {J, ... {J"AÜI· (5-32) dett oldal (esetünkben külso oldal) Uvéfelületi hoelnyelési tényezl:Sje,W/m2K (kcal/m2hoC. A rétegeket a védett oldaltól a támadott oldal Utá komplex szám. Abszolút értéke a támadott felé sorszámozzuk. Az egyes rétegekre vonatkozó sík egységnyi homérséklet-ingadozásához tartozó (5-26) összefüggésben a 4vJ8vé hányados a védett hoáramsUfuség-ingadozást adja meg. Fázisszöge a homérsékletgörbe késését adja meg a hoáramsUfCi- oldal Uvéfelületi hoelnyelési tényezoje. Az 1. réteg védett oldala a belso falsik, itt tehát Uvé=Otbcl' ség görbéjéhez képest. A 2. réteg védett oldala az 1. réteg támadott oldala, tehát a 2. rétegre vonatkozó {J2 csillapítási tényezo számításakor a 4vJevé hányados az 1. rétegre az 5.3.4. Fajlagos Celületi histabilitás (5-30) összefüggéssei kiszámított Ul tá felületi hoelnyelési tényezovel egyenlo, és igy tovább. Ez azt jelenti, hogy minden réteg Utá felületi hoelnyelési Az U réteg-hoelnyelési tényezohöz hasonló jeltényezojét külön-külön ki kell számítani a növekvo lemzo szám, amely azonban ahatárolószerkezet rétegsorszám sorrendjében, és az egyes rétegek {J támadott felületén átmenl:ShoáramsCirCiségingadocsillapitási tényezojét az elozo rétegre vonatkozó zásának és ezzel a felüleUel határos közeg (levegl:S) homérséklet-ingadozásának kapcsolatát adja meg: Utá=qtá/etá felületi hoelnyelési tényezovel kell meghatározni. A támadott oldali közeg és felület közötti külso csillapitási tényezo: B 1 11 W/m2K (kcal/m2h°C). (5-31) {J Otklll+U" U Otbcl (5-33) kúlot klll ' B komplex szám. Abszolút értéke azt mutatja meg, hogy a támadott falsikkal határos közeg (le- ahol U" az utolsó (n-edik, legkülso) réteg felületi vego) egységnyi hl:SmérsékIet-ingadozásához mek- hoelnyelési tényezoje az (5-30) szerint számítva. Hasonlóképpen a több rétegCi határolószerkezet kora h6áramsiiruség-ingadozás tartozik a határolószerkezet támadott falsikján. Fázisszöge a hl:Smér- csillapitásának abszolút értéke: sékletgörbe késését adja meg a hoáramsiirÜ8ég gör,,= "1"2'"'' ,... ",,"kúl' (5-34) béjéhez képest (5-11. ábra). A bels{) határolószerkezetek és a külsl:S tömör A több rétegii szerkezet fáziskésése vagy késleltetése: nyilászárószerkezetek fajlagos felületi hostabilitását az elmondottak megfelell:Salkalmazásával álla
e~Yi .
-+-
5.3.6. Helyiség histabilitása
.'t rázisk~sés 5-11. ábra. A
Ibclhomérséklet
és dozása
ti felületi Máram;
qtá felületi
b be1s6 h6ménéldot
höáram
inga-
A honyereség-számítás egyik feladata, hogy összefüggést találjunk a hoterhelés-ingadozás és a helyesség mint különbözo szerkezetek által határolt zárt
122
ÉPULETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPuLETEK
tér homérsékletének ingadozása között. Az 5.3.4. pontban értelmezett B fajlagos felületi hostabilitás az egyes határolószerkezetek felületén átlépo hoáramsuruség ingadozásának és a helyiség levegohomérséklet-ingadozásának viszonyát adja meg. A helyiséget határoló összes szerkezet teljes felületére kiterjesztett fajlagos hostabilitás a helyiség hostabilitását adja:
" H= ~ BtAt t~l
WjK (kcalJh°C),
(5-37)
ahol Bt az i-edik felület fajlagos felületi hostabilitása, W/m2K (kcal/m2h°C); At az i-edik határolószerkezet feljilete, m2; i a határoló felületek sorszáma, n azok összes száma. H komplex szám, abszolút értéke a hoáram-ingadozás és a helyiséglevego-homérséklet változásának amplitúdóviszonya. Fázisszöge a homérséklet-ingadozás késését adja meg a hoáram-ingadozáshoz képest. A "csupasz" helyiség hostabilitását nyilván fokozza a helyiség levegojének és a berendezési tárgyaknak a hostabilitása, a helyiség teljes hostabilitása így " H= t= ~ 1 BtAt+H.
ev +Hbe r W/K (kcal/hOC).
(5-38)
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5.3.7. A helyiség-homérséklet alakulása A helyiség-homérséklet ingadozása a H hostabilitás definíciójából következoen : (5-39)
ahol Q egy sinus- (vagy egyéb harmonikus) függvény szerint változó hoterhelés ingadozásának amplitúdója, W (kcalJh); ebet az általa okozott helyiséghomérséklet-ingadozás, oC; H a helyiség hostabilitása, W/K (kcalJh°C) az (5-37) szerint. ebet komplex szám, abszolút értéke az okozott helyiséghomérséklet-ingadozás amplitúdóját, fázisszöge pedig a homérséklet-változás sinusgörbéjének késését mutatja a hoterhelés-változás sinusgörbéjéhez viszonyítva. Az ingadozás a helyiség napi átlagos közepes homérséklete körül zajlik le. Ha olyan speciális eset adódik, hogy a középérték, amely körül a hoterhelés ingadozik O, akkor nem változik a helyiség napi átlagos homérséklete, és az i eredeti átlagos helyiség-homérséklet körül játszódik le a homérséklet-ingadozás.
i
számítási eljárás helyett alkalmazható közelíto egyA következokben a hosszadalmas és nehézkes szerusítetteljárástismertetjük,rámutatvaarra,hogy a közelíto eljárás hibája elore nem minden esetben becsülheto.
5.4. Hlinyenség-számltás instaclonárius feltételek esetéa, egyszerisitett eljárással
["" ~ .•. ~. ~
t
f-
t
A gyakorlatban a jelenségeket komplex számokkal leíró összefüggések helyett azok egyszerusített formáját használjuk. A bonyolultabb matematikai apparátussal kapott eredmény is tartalmazhat hibát, mert az alapadatok egy része mért meteorológiai jellemzo, sot sok esetben átlagérték. A pontosabb módszer több munkaráfordítása az alapadatok hibája esetén nem térül meg. Az egyszerusített módszerek közös jellemvonása, hogy a vektorral jellemezheto mennyiségeket abszolút értékükkel helyettesítik. A vektorok fázisszögének és a komplex számok képzetes részének eIhanyagolásából adódó hibák a muveletek során összegezodhetnek vagy kiegyenlítodhetnek, az eredmény hibáját elore nem lehet megbecsülni. A számítások során a következokben leírt egyszerusítések alkalmazhatók [25], [37].
5.4.1. Hoelnyelés A hoelnyelés egyszerusített számítása az (5-30) összefüggésen alapul. Az összefüggést átalakítva, az i-edik réteg felületi hoelnyelési tényezoje
thDli+
Ut_~
Sli sli
Ut-
(5-40)
1+ Ut-~ th D/t
sli
alakban írható. A Yl= 1 elhanyagolással és a következo feltételezésekkel : D t~ 1 ("vastag" réteg) esetén Itb D
ifl ~1 és igy
HONYERESÉG-SZÁMíTÁS
INSTACIONÁRIUS
(5-41)
FELTÉTELEK
ESETÉN
123
5.4.3. Fajlagos felületi hostabilitás
valamint
D,
("vékony"
Ith D,YiI
réteg) esetén
~D, és
így
U,
R,shUI-I. I+R,uI-l
(5-42)
"Vékony" rétegek (D ,< 1) esetében tehát az egyes réte~k egyszerusített felületi h5elnyelési tényezoi: 1. réteg: (5-43) (mivel Uo= I%be.)' 2. réteg: (5-44) n. réteg:
A fajlagos felületi hostabilitás (5-31) összefüggése egyszerusített módszer esetén is hasonló, de a felületi h5elnyelési tényezo mint komplex szám helyett annak egyszerusített módszerrel- meghatározott értékével számolunk:
B=
1 - 1% bePbe I Wjm2K 1 1 I%bel+Ubel I%bel Ubel (kcalfm2h°C).
-+--
(5-50)
Ubel-t mint a belso levegovel határos n~k réteg Un felületi h5elnyelési tényezojét kívülrol befelé haladva kell meghatározni [D I'?:.I (" vastag" réteg) esetén az (5-41), D,< 1 ("vékony" réteg) esetén az (5-43) ... (5-45) összef'úggések szerint].
5.4.4. Hostabilitás Un=R"S;.+Un I+RU
1
10 10-1
(5-45)
•
5.4.2. Csillapítás A .csillapítás számításának egyszerusített módszere az (5-26) és (5-32) összefüggéseken alapszik. Az eredményül kapott egyszerusített csillapítási tényezo valós szám, a homérséklet-ingadozás amplitúdóinak hányadosa :
Ahostabilitásszámítására alkalmazható összefüggés az (5-37)-tel megegyezo, de a B fajlagos hostabilitás az (5-50) összefüggésseI számított abszolút értékével szerepel. Ezért az egyszerusített módszer esetén H értéke már nem komplex szám. Az összegezést az összes külso és belso határolószerkezetre végezzük. Az abszolút értékek összeadása hibát rejt magában, mert B eredetileg vektormennyiség, ezért a fázisszögek figyelembevételével kellene összegezni.
'10
1: Rj$j JI=ej~;z
.SJ+Uo. S2+Ul ... Sn+Un-l. SI+Ul S2+U2 Sn+'U"
I%kül+Un I%kül (5-46)
ahol UO= I%bel' Lak6épület
esetén,
haD>3,
[37] és [39] szerint (5-47)
ha pedig
D< 3,
(5-48)
ahol
",-O 9(Sál%be.)(S2+Ul)" ,(Sn+Un-l)(l%kül+Un) - , (SI+Ul)(S2+U~,,,(Sn+UJl%kIU (5-49) A 0,9 tényezovel a fázisszögek elhagyása keletkezo hiba csökkentése végett szorzunk.
A helyiség-homérséklet ingadozása helyett, amely az (5-39) komplex számmal fejezheto ki, az egyszerusíto eljárások az M hofokmodúlus értékét vezetik be, amely téli és nyári esetre írható fel. A hofokmodulus a zárt terek hotechnikai értékére jellemzo szám:
M= ~ oC,
akkor '11= tpeDIY2,
5.4.5. Hofokmodulus
miatt
(5-51)
ahol Q a zárt tér nyári maximális külso honyeresége, ill. téli maximális hovesztesége, W (kcaljh); H a zart tér hóstabilitásának abszolút értéke, W lK (kcaljh oc). Épületek hofokmodulusát az egyes helyiségek modulusainak légtérfogat szerint súlyozott átlaga adja:
Mq, - M.V1+ M2V2+ ...+ M.Yn oC. Yl+Y2+···+Y ••
(5-52)
124
ÉPüLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPüLETEK
A hofokmodulus a futési üzemido és a nyári hutés szükségességének meghatározásához nyújt tájékoztatást. Mivel a számítás során a vektormennyiségeket abszolút értékükkel helyettesítjük, az eredmény közelítésnek tekintendo.
HOTECHNIKAI
tbeJ
=k(tnapl-
ahol
tnapl
JELLEMZOI
a napléghomérséklet:
al tnapl=--+tkill
oC •
akii 1
5.4.6. Honyereség meghatározása egyenértéku homérséklet-különbség felhasználásával
(5-53)
W/m2 (kcalfm2h),
(5-54)
A jelöléseket az (5-14) kifejezéssel kapcsolatban már értelmeztük. A napléghomérséklet fiktív külso homérséklet, amely esetén a határolószerkezeten ugyanaz a hoáram halad át, mint a tényleges tklll külso homérséklet és a napsugárzás együttes hatására kialakuló hoáram. Periodikusan változó hóbatások esetére az átmeno hoáram a következo formában is felírható : ,
A hosugárzással szemben nem "átlátszó" szerkezetek (falak és födémek) honyereségét a LItegy egyenértéku homérséklet-különbség segítségével is meghatározhatjuk. Ez a módszer a gyakorlat számára kényelmes és gyors, de eros közelítésnek tekintendo. Az (5-14) összefüggés a következo alakban is felírható:
t
!
(5-55) ;
5-23. táblázat. Falak egyenértéku h&nérséklet-külÖQbsége
I -------~-~ :éltái I kl sú)ya,! pm 6 I
ÉK
I
--1100 K
Idotartam, óra 7
I
9
I
10
I
11
I
12
I
13
I
14
4,61 0,9 5,21 5,6 O 1,9
I
5,9 2,8
IS
J
16
6,0 5,9 3,6\I 4,1
------------------------------1---
--,--------
I
-2,3 -7,9 0,7 -8,3 -3,5 0,9 -8,0 -2,1
-1,7 -6,0 0,3 -8,5 -4,0 0,4 ~8,4 -2,9
-0,7 1,1 0,1 -8,1 -4,0 -0,3 -8,2 -3,3
0,9 3,8 13,3 7,7 14,8 9,4 5,8 9,8 0,1 0,4 0,8 1,5 -5,4 -.;s~1T,414,8 -3,4 -2,0 O 3,0 -1,0 -1,3 -1,2 -0,8 -7,3 -5,1 -1,5 3,5 -3,2 -2,8 -2,0 -0,5
I
17
I
18
I
19
I
I
o
I
I
---
I
I
----------
l'
I
8,2 0_,5 3,0 O 4,4
20
5,71 4,3 5'511 51,0 4,41 4,0 I 4,7 3,6
10,0 10,0 9,7 11,7 8,9 10,0 8,0 15,1 14,6 13,3 2,2 3,2 4,4 5,2 5,7 16,7-----U:S16,O 14,4 7,8 10,2 11,1 11,1 10,5 -0,2 0,7 1,8 3,3 4,5 8,6 16,4 19,7 20,9 20,8 2,7 7,9 11,5 13,5 14,2
100 -6,1 -7,5 -7,9 -7,8 -7,1 -5,5 -2,6 0,9 4,0 1'_500_'1_2,_7 1,3 -3,1 0,7 -3,1 0,3 -2,8 O -0,2 300 -0,3 _1_,9_ -2,1 -2,8 -2,2 -0,2 -1,2 _0_,1 0,4 500 2,9 2,0 1,4 0,7 0,2 -0,2 -0,5 -0,5 -0,4 100 -6,8 -7,6 -7,9 -7,7 -6,8 -5,0 -2,9 -0,5 1,7
-'-1 ÉNy
8
--7,2 -6,0 -O,9~~ 11,8 12,4 11,7 10,6 9,5 8,8 -8,Or-7:3~~ 500 -0,5 -0,9 -1,1 -1,2 -1,2 -1,1 -1,0 -0,7 -0,5 -0,1 I 0,3 0,7 i 1,31 1,9 300 -2,0 2,9 0,8 6,0 7,21 7,6 2,9 7,7 7,5 7,2 4,5 6,8! 6,5 4,81 6,2 5,0 500 1,3 -1,7 0,7 -0,9 0,3 0,8 0,2 0,4 1,5 2,2 3,5 4,0
DK I 300 100 -2,7 -7,8 500 1,4 --, 100 -7,5 i 300 -2,6 D 500 1,4 100 -7,0 DNy 300,-0,9 __ Ny
I
1001-'7,3 1,7 -0,9 3,4 300 -3,7 -5,41-1,5" -3,1\-2,5 -1,7
--,----I
t
EgyenértékCl homérséklet-különbséa,mC&Y' 'C
Fal
11,5 14,8 1,_1_2_,0 7,1 9,6 0,4 1,2 7,1 10,7
17,4 3_,3 11,7 2,3 14,0
2,5 6,0 5,1
--
7,5 8,8 5,9 12,5 9,2 5,4 20,0 13,9
7,2 7,6 6,0 10,7 8,0 5,9 18,0 12,6
19,8 4_,9 13,2 3,6 14,~
21,7 6_,8 14,4 5;4 13,6
_
É
300 -2,0 -3,0 -3,7 -4,1 -4;3 -4,0 -3,2 -2,0 -0,7 0,9 2,9 6,0 8,3 9,4 9,7 500 0,7 0,2 -0,3 -0,8 -1,2 -1,5 -1,8 -1,9 -1,8 -1,5 -1,9 -0,3 ~ 1,1~ 1100 -7,6 -4,5 -7,8 -4,7 -7,6 -4,7 -7,0 -4,6 -5,9 -4,3 -4,2 -3,5 -2,4 -2,2 0,4 -0,4 2,5 3,9 5,1 5,31 300 -4,0 1,0 4,7 1,9 2,6 3,0 5,3 3,2 5,0 3,3
nyék Ár-
I
__
I
II
1
I
1500 -1,7 -2,2 -2,7 -3,0 -3,1 -3,2 -3,1 I -3,01-2,81-2,61-2,21-1,81-1,31-0,81-0,3
HONYERESÉG-SZÁMíTÁS
INSTACIONÁRlUS
FELTÉTELEK
ESETÉN
125
V tO
0.6
aj
40
0,*
0,2
°U.5
I I
r.p
I
SO
40
30 ZO I
i I
fO
I
s bJ
1,0
5-12. ábra. Egyrétegu lJ •
falak csillapítása' és fáziskésleltetése
csillapítás a k füuvényében;
b
tr
fázískésés a k fi1uvényébcn
1.\5
1.\3
aZ
III
ahol k a falszerkezet hoátbocsátási tényezoje, W/m2K (kcalfm2h°C);.tbcl belso homérséklet, oC; a csillapítási tényezo (5-12. ábra a); tnaplnaplégMmérséklet a fáziskésésnek megfelelo korábbi idopontban, oC; tnaplközközepes napléghomérséklet, oC. A hosszadalmas számítás mellozheto liZ5-23. és 11
5-24. táblázat használatával. Az 5-23. táblázat falakra, míg az 5-24. táblázat tetokre meghatározott L1tegy egyenértéku homérséklet-kijlönbségeket tartalmaz. A táblázatot a következo alapadatok felhasználásával állították össze: tbcl=26 oC, tkül= =32 oC, tkülmln=18 oc (éjszakai homérséklet),
126
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPULETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5-24. táblázat. Tetok egyeuértékli héimérséld~t-különbsége
Ilgycnértékti homérséklet-különbség • .dIeII)" oC Idotartam. óra
Teto
Kialakftás I kp/m' súlya.
6
I
7
I
8
r
9
I
10
Illi
12
I
SO -8,8 -3,0 4,4 13,7 23,7 32,0 40,8 tet6, 100 -1,4 -3,0 -3,3 -2,2 2,0 9,2 16,0 besu- 200 -1,9 -2,0 -1,6 -0,4 1,8 5,2 11,0 gár- 300 3,6 1,9 1,4 1,6 2,5 4,5 7,2 zott 500 8,7 7,7 6,9 6,2 5,7 5,5 5,7 Meleg SO -11,0 -9,6 -8,1 -5,8 -3,2 O 2,9 teto, 100 -6,9 -7,6 -8,0 -8,1 -7,7 -6,4 -4,2 ár200 -7,3 -7,6 -7,7 -7,5 -7,1 -6,5 -5,5 nyé- 300 -5,3 -5,8 -6,2 -6,5 -6,5 -6,2 -5,7 kolt 500 -3,6 "':'4,1 -4,5 -4,8 -5,0 -5,2 -5,2 -:-:---+---1--,------,-..,.-+-~I---I_--I--Hideg- SO -6,3 -5,8 -4,9 -2,6 1,0 7,0 13,0
Meleg-
-------------------
100 200 300 mtt 500
0,4 -0,5 -0,6 -0,2 7,3 5,8 5,2 5,4 4,0 5,1 3,4 5,2 8,6 7,9 7,5 7,3 :-:--+---:-:-:--1---::-..,.--- -----------------Hideg- SO -9,1 -9,4 -9,2 -8,7 tetö, 100 -6,2 -6,9 -7,2 -7,2 ár- 200 -3,6 -4,4 -4,9 -5,4 nyé- 300 -4,8 -5,0 -5,2 -5,3 kolt 500 -3,7 -4,0 -4,1 -4,3 teto,
be~ugar-
0,9 4,0 5,6 7,2 -7,8 -7,0 -5,7 -5,3 -4,5
3,4 5,9 6,4 7,3 -6,5 -6,5 -5,7 -5,2 -4,51
7,6 7,8 7,4 7,5 -5,1 -5,8 -5,3 -5,0 -4,5
tkúlköZ=24,5 oC (július hónap), 45.. .50° északi szélesség a fóldrajzi helyzet, a=0,7 ... 0,9 (1. az 5-19. táblázatot), IXkúl=18 W/m2K (rv 15 kcalfm2h oC), IXbel=6... 8 W/m2K (5... 7 kcalfm2h°C). Ha a tbel és tkúlközértéke eltér a felvett értéktöl, akkor korrigált L1t:1lY egyenértéku homérséklet-különbséget kell figyelembe venni. L1t~= L1tegy+(tkülköz-24,5)+(26-
tbel)+c
oC. (5-56)
c értéke + 1,5 oC tiszta levego és - 1,5 oC szennyezett (ipari) levego eset~n. Tiszta, világ
13
I
14
I
IS
I
42,8 42,7 41,2 28,0 30,0 33,0 15,8 20,0 23,2 10,8 13,7 16,3 6,5 7,8 9,3 4,5 5,4 5,7 -1,7 0,2 1,7 -4,0 -2,6 -1,4 -4,9 -4,0 -3,1 -5,1 ---------5,0 -4,7 17,8 22,0 25,3
16
I
37,2 33,6 24,7 18,0 10,6 5,5 2,7 -0,4 -2,3 -4,5 27,1
17
1
18
I
19
I
33,3 28,0 21,2 32,7 30,2 26,7 25,1 24,3 22,3 19,0 19,2 18,9 11,7 12,7 13,3 4,9 4,0 2,9 3,3 3,4 3,0 0,4 0,9 1,0 -1,7 -1,2 -0,8 -4,1 ---3,6 -----3,1 27,3 26,0 23,6
--------"- ----
12,6 10,0 8,7 7,9 -3,4 -4,6 -4,6 -4,7 -4,5
18,0 11,8 10,2 8,4 -2,0 -3,2 -4,0 -4,3 -4,5
22,4 26,4 28,81 29,2 13,5 11,9 15,0I 13,6 16,3 15,1, 17,5 16,2 9,1 10,0 11,0 12,3 ------0,7 0,4 1,1 1,6 ':"'1,7 -0,5 0,6 1,5 -3,4 -2,9 -2,4 -2,1 -3,8 -3,4 -2,9 -2,5 -4,4 -4,2 -4,0 -3,7 I
28,2 18,6 16,9 13,7 1,7 2,1 -1,7 -2,1 -3,2
20
14,2 23,0 19,2 17,6 13,6 1,7 2,3 0,7 -0,6 -2,5 19,8 25,3 19,5 17,2 14,8 1,4 2,4 -1,4 -1,7 -2,8
gárzásnak van kitéve. Milyen nagy a hoáram nagysága 20 órakor, ha a fal vastagsága 24 cm? A belso tér homérséklete tbel=26 oC. A hoátbocsátási tényezo 2,0 W/m2K ('" 1,7 kcalfm2h°C). A közölt adat 'Okkal az 5-23. táblázatból L1tegy=5,9 oC; s ezzel . 4n.=2,0 ·5,9= 11,8 W/m2 ('" 10 kcal/m2h). Az épületnek vasbeton födéme van, amit parafával szigeteltek (melegteto 300 kp/m2). Milyen nagy a hoáram 16 órakor, ha tbe1 24 OC? A hoátbocsátási tényezo 0,95 W/m2K (",0,8 kcalfm2h°C), LItegy= 18 oC (az 5-24. táblázatból), ezekkel az adatokkal az (5-56)-ból: L1t~=20 oC. A hoáram: qns=kLlt~y=0,95 ·20= 19 W/m2 ('" 16 kcalfm2h).
5.5. Páradiffúzió A falszerkezetek általában több réteguek, mert a teherhordó és a hoszigetelo funkcióra a legmegfelelobb anyagokat választják ki. A több rétegu szerkezetek felhasználásakor megno a felületi páralecsa-
pódás veszélye, és helytelen kialakítás esetében a páradiffúzió jelensége is káros következményekkel járhat. Az egyes rétegeket átkötésekkel vagy peremmel
PÁRADIFFúZIÓ
kapcsolják össze. Ezeken a helyeken hohid keletkezik, azaz a szerkezet hoátbocsátási tényezoje itt nagyobb, mint másutt, igy a belso felületi homérséklet ezeken a helyeken alacsonyabb lesz az egész felület homérsékleténél. Ha a felület homérséklete oly mértékben csökken, hogy a környezo levego harmatponti homérséklete alá kerül, páralecsapódás következik be, a felület elszinezodik. A több rétegu szerkezetek hibás kialakítása következtében az is elofordulhat, hogy télen a belso térbol kifelé diffundáló pára nyomása a szerkezet belsejében eléri az adott homérséklethez tartozó teIítési nyomást, és belso páralecsapódas következik be. Ez a szerkezetet rongálja. A hotechnikai méretezés feladata a felületi és a belso páralecsapódás elkerülése.
5.5.1. A páradiffúzió egyeDlete A belso tér levegojébe az ott levo p'árolgó vízfelületek, a fozés, mosás, az emberek páraleadása, légzése stb. révén kerül vízgoz. Számottevo vízgozmennyiség jut a levegobe a városi gáz elégetésekor. A zárt térbol a nedvesség filtrációval, szelloztetéssei, ill. a falakon keresztül diffúzióval távozik. A páradiffúzió mindaddig, amíg a nedvesség goz alakban terjed, a hovezetéssei analóg transzport jelenség. A páradiffúzió hajtóereje a határolószerkezet két oldalán mérheto parciális nyomások különbsége. Az átdiffundáló vízgoz tömegáram-sufUsége a parciális nyomáskülönbség vagy a koncentrációkülönbség függvényében fejezheto ki:
g= -D grad
ckg/m2s
(kg/m2h),
(5-57)
ahol D diffúziós tényezo,anyagjelleffiZO, m2/s (m2fh); c a vízgoz koncentrációja, kgfm3• Egyirányú·(x irányú) diffúzió esetén: dc
g= -D dx -
kg/m2s
(kgfm2h).
(5-58)
Stacionárius állapotban d rétegvastagság esetén az (5-58) összefüggés, a nedves levegore vonatkozó általános gáztörvény felhasználásával: D
g= RT'
d
.dp
kgfm2s
(kg/m2h),
(5-59) ,
ahol D a réteg anyagának diffúziós tényezoje, m2/s (m2fh); .dp a vízgoz parciális nyomáskülönbsége, Pa (kp/m2); R a vízgoz gázállandó ja, JjkgK (kpmjkgK); T a vízgoz homérséklete, K; d rétegvastagság, m.
127
A hazai számítási gyakorlatban bevezették a ~ páradiffúziós tényezot: D
~=RT
'
(5-60)
ami a vízgoz R gázállandó jának számértékét figyelembe véve: kg/msPa,
~- 0,0021 D
-
T
(5-61)
ill. 289
~=T D
g/mhtorr.
(5-62)
Az átd#fundáló vízgoz tömegáram-surusége a ~ páradiffúziós tényezovel: ~ g='it.dp
kg/m2s
(g/m2h),
(5-63)
ahol ~ páradiffúziós tényezo, az (5-61) összefüggés szerint kgfmsPa [ill. az (5-62) összefüggés szerint g/mhtorr]; .dp a vízgoz parciális nyomáskü1önbsége a réteg két oldala között, Pa (torr); d rétegvastagság, m. (A módszer elonye, hogy a ~ páradiffúziós tényezo g/mh torr-ban kifejezett számértéke gyakorlatilag megegyezik a D diffúziós tényezo m2fh mértékegységben kifejezett számértékéveI.) A nyert összefüggés analógiát mutat a hovezetés (1-4) egyenletévei, a ~ páradiffúziós tényezo pedig a A. hovezetési tényezovel. A nyugat-európai szakirodalom [17], [31], [36] a hazaitói eltéroen a p,= ~ viszonyszámot vezeti be, ahol Dl a vízgoz levegoben mért diffúziós tényezoje, m2/s (m2fh); D a vizsgált anyag diffúziós tényezoje, m2/s (m2fh).
A diffúzió tömegáram-surusége így : D
.dp
g= R~ .
fLd
kgfm2s
(kgfm2h),
(5-64)
ahol D1=2,5· 10-5 m2/s (0,09 m2/h); R~461,9 JjkgK (3,461 torr m3jkgK); T a vízgoz homérséklete, K; .dp a vízgoz parciális nyomáskülönbsége, Pa (torr); (J.=Dl/D; d a réteg vastagsága, m. Használatos még a páraáthatolási ellenállás, amely egyrétegu szerkezet esetén : d RI&=-a
m2sPa/kg
több réteg esetén :
(m2htorr/g),
(5-65)
128
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPÜLETEK
A levegó'bol a határolószerkezetre, ill. arról a levegobe jutó vízgoz {l gozátadási tényezoje olyan nagy érték, hogya gyakorlatban a felületi gozátadást nem számítjuk, csak ahatárolószerkezet diffúzióját.
5.5.2. Páralecsapódás ahatárolószerkezetek felületén Ha a felület homérséklete a környezo levego harmatponti homérséklete alá süllyed, a levego a felü: let közelében telitetté válik, és a kiváló nedvesség a felületen lecsapódik. A falszerkezetben levo hohidak a felületi páralecsapódás szempontjából veszélyesek. A lecsapódó pára mennyisége: 1hv=g={l'(P-Ptel) kgjm2s (kgJm2h), (5-67) ahol fl' a gozátadási tényezo, kgjm2s Pa (kgjm2h torr) ; a levegó'ben levo vízgoz parciális nyomása, Pa (tou); Ptel a felület homérsékletéhez tartozó telitési goznyomás, Pa (tou). Cammerer a felületen lecsapódó mennyiséget kísérleti úton határozta meg. A lecsapódó vízgoz mennyiségét a falhomérséklet és a relatív nedvességtartalom függvényében adja meg [7]. Mérési eredményei alapján a gozátadási tényezo: {l'=0,031 . 10-6 ••• 0,042. 10-6 kgjm2sPa (=0,015 ... 0,020 kg/m2htou). A vakolt felületek bizonyos ideig a harmatponti homérséklet alatti állapotot át tudják hidalni, azaz bizonyos mennyiségu nedvességet képesek elnyelni, majd a levego nedvességtartalmának csökkenésekor visszajuttatni a levegobe. Az elnyelés foleg eleinte intenzív, a száradás viszont 2 ... 3-szor lassúbb folyamat.
P
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
szódnak le, ezért a károk látható formában esetleg csak évek múlva mutatkoznak. A hazai klímaviszonyok mellett azonban viszonylag egyszeru eszközökkel megelozhetok e káros következmények. Az építoiparban felhasznált anyagok a páradiffúzió jelenségével szemben igen eltéro módon viselkednek. A páradiffúziós tényezo az anyag tulajdonságaitóI, ill. konzisztenciájától függoen ellenkezo módon változik, mint a hovezetési tényezo. A páradiffúziós tényezo az anyag pórusosságán és tömegén kívül homérsékletétol és nedvességtartalmátóI is függ. A nedvesebb és melegebb anyag jobb páraátereszto, mint a hidegebb és szárazabb. A laza, kis tömegu építoanyagok páradiffúziós tényezoje nagyobb, a tömör, nagyobb tömegu anyagoké kisebb. Néhány gyakoribb építoanyag páradiffúziós tényezojét -'- Barcs nyomán - az 5-7. táblázat tartalmazza. Az olyan több rétegu szerkezetek, ahol a külso oldalon a belsohöz képest kis páradiffúziós tényezoju anyagot használnak fel, a lecsapódás szempontjából veszélyesek. Ebben a tömör rétegben a páranyomás erosen csökken, a homérséklet-változás és az ehhez tartozó telitési nyomásesés viszont kicsi. A páranyomás könnyen a telitési nyomás alá csökkenhet. A kétrétegu szerkezeteket ezért úgy kell kialakítani, hogya kisebb tömegu, lazább anyagból készült réteg kívülre kerüljön (5-13. ábra). Mivel ezek a hoszigetelo anyagok az idojárás viszontagságaira érzékenyebbek, a gyakorlatban megtartják a helytelen sorrendet, de a falszerkezetbe párazáró réteget is beépítenek. A párazáró réteg belso oldalán ).1>
)..2
91> ((2
t
T
p
eSt> S2
5.5.3. Páralecsapódás a szerkezet belsejében A határolószerkezet belsejében a vízgoz parciális nyomása a nagyobb nyomású oldaltól a kisebb nyomás~ig fokozatosan csökken. Ez általában a belso tértol kifelé irányuló csökkenés. Ha a szerkezet valamelyik rétegében a vízgoz parciális nyomása az adott homérséklethez tartozó telitési nyomást eléri, páralecsapódás következik be, amely a határoló szerkezetben nagy károkat okozhat. Ha a lecsapódó pára megfagy, a falszerkezet még erosebb károkat szenvedhet, a lapos tetok ragasztottvízzáró rétege pedig felhólyagozhat. A nyári meleg hatására viszont a bezárt vízrészecskék elgozölögnek és a szigeteloréteget felszakítják. A páradiffúziós jelenségek csak igen lassan ját-
x 5-13. ábra. Homérséklet és páranyomás falban 1, 2 réteg jelölése
vonala kétrétegú
129
PÁRADIFFúZIÖ
a helyiséglevego, külso oldalán a külso levego páranyomása érvényesül, a többi réteg tulajdonságaitói függetlenül (5-14. ábra). A páradiffúzió jelensége tehát nem következik be. fl1 <'12
A1< ).2
Párazóró réteg
~f
< ~t
t5k - esetén is okozhat károsodást. A felso vízszigetelo réteg - kívülrol befelé haladva - akkora nyomásnövekedést okozhat, hogya pára parciális nyomása eléri a telítési nyomást, és lecsapódás jön létre. Ha nem alkalmaznak a tetoszerkezet bels5 oldalán párazáró réteget, gondoskodni kell a szerkezet kiszell5ztetésérol, ami a vízszigetelés okozta nagy parciális nyomáskülönbséget megszünteti. A hagyományos laposteto-megoldásoknál salakszellozoket építettek be, akorszeru tet5szerkezeteken különféIe szellozocsatornákat és azokat összefogó gyujt5csatornákat alakítanak ki a szigetel&éteg atatt. 5.5.4. A méretezés alapelvei
x 5-14. ábra. Párazáró réteg elhelyezése kétrétegu falban 1, 2 réte; jelölése
Másik megoldás, hogya külso oldalon elhelyezett laza, hoszigetelo anyagot védoréteggel óvják az idojárás hatásától. Az építoiparban felhasználhatók olyan hoszigetelo anyagok is, amelyek egyben párazárók, mert páradiffúziós tényezojük gyakorlatilag nulla (pl. zárt pórusú muanyaghabok). A belolük készült réteget a szerkezetek belso oldalán helyezik el. A párazáró réteget a felülettol számítva legfeljebb olyan mélységben kell elhelyezni, ahol a h5mérséklet magasabb a belso levego harmatponti MmérSékleténél (1.az 5-14. ábrát). Ezt a feltételt fejezi ki a
Az épületszerkezetek helyes méretezésével a felületi és a belso páralecsapó~ elkerulhet5. A felületi páralecsapódás megakadályozása végett a hohidakat ellenorizni kell, hogya bels5 felület homérséklete sehol se süllyedjen a környezo levego harmatponti homérséklete alá. A falfelület elpiszkolódásának elkerülése céljából törekedni kell az egyenletes felületi homérséklet -eloszlásra. A nagy nedvességterhelésnek kitett helyiségek falait, foleg ha a terhelés ingadozik, nedvszívó vakolattal kell ellátni, vagy olyan felületet kell kiképezni, amelyet a lecsapódó kondenzátum nem rongál. A belso páralecsapódást a falszerkezet megfelelo kialakításával kell megakadályozni. Kétréteg{i szerkezetben a laza hoszigetelo réteget kell kívülre helyeZni. A helyes rétegsorrend a ~ hányados segítségével is eldöntheto. Helyes, ha (~)bel<
(~Lü''
ahol a bel index a bels5, kül a külso oldalra utal. Három- és több rétegu szerkezetnél esetenként meg kell rajzolni a szerkezetben a homérséklet vonalát, k(tbeltküt) (Xbel d;§A [t~l-tbelharm _1_] (5-<>8) az ehhez tartozó vízgoz telítési nyomás vonalát és összefüggés, ahol d a párazáró réteg távolsága a fe- a diffundáló vízgoz parciális nyomás vonalát, és lülettol, m; A annak a rétegnek a h5vezetési ténye- meg kell gyozodni arról, hogya szerkezet belsejézoje, amelyben a párazáró réteg van, W/mK ben bekövetkezhet-e páralecsapódás. Ha a parciális (kcal/mh°C); tbel a belso levego homérséklete, oC; nyomás vonala valahol a telítési nyomás vonalát tbelharm a belso levego harmatponti homérséklete, metszi, ill. afelett helyezkedik el, akkor a rétegben bels5 lecsapódás következik be. oC; k a falszerkezet hoátbocsátási tényezoje W/m2K Mivel a páradiffúzió lassú folyamat, a külso lég(kcal/m2h°C); tkül a külso levego homérséklete, oC; IXbel a belso oldali hoátadási tényezo, W/m2K állapotot hosszabb téli idoszak átlagaként kell fel(kcal/m2hOC). venni. A mértékadó külso légállapot tkül= -2 oC A párazáró réteg helyes elhelyezését az 5-14. ábra és 97kül=9()O,Io [37]. Ebbol kiinduIvá kell a megfelelo szemlélteti. szerkezeteket kialakítani, igy várhatóan nem követA páradiffúzió jelensége melegtetok - lapos te- kezik be káros mértéku páralecsapódás. II Az épület&épészet
kézikönyve
130
ÉPÜLETEK
HOVESZTESÉGE.
ÉPULETEK
HOTECHNIKAI
JELLEMZOI
5.6. IRODALOM
[1] Alberl J.: A hoszigetelés kézikönyve. Budapest, Muszaki Könyvkiad6,1962. [2] Anderson. S. A.: Automatic refrigeration. Danfoss, Nordborg, Mac Laren and Sons Ltd. 1959. [3] Barcs V.: Épületek súlycsökkentésének hatása a futoés hiitoberendezések méretezésére és üzemeltetésére. Épftéstudományi Intézet jelentése. Budapest, 1965. [4] Barcs Vo: Épülethatárol6 szerkezetek hotechnikai méretezése. Budapest, Mérnöki Továbbképzo Intézet, 1962. [5] Bo~oszlovszkij. VO N.: Stroiteinaja teplofizika. Moszkva, Izdate1sztvo VISzsaja Skola, 1970. [6] Bosnjakovic. Fr.: Technische Thermodynamik. Dresden und Leipzig, Verlag von Theodor Steinkopff, 1965. [7] Cammerer. J. S.: Der Wiirme- und Kiilteschutz in der Industrie. Berlin-Göttingen-Heidelberg,.Springer Verlag,I962. [8] DQ1I1Úu. J. H.: Lexikon der Kiiltetechnik. Berlin, Richter-Markewitz Verlag, 1950. [9] Degtjarev. N. Vo: Kondicionyirovanyie vozduha. Moszkva, Goszudarsztvenoe IzdatyeIsztvo Literaturi po SztroityeIsztvo i Architektura, 1953. [10] Ecken. E. R. G.: Introduction to heat and mass transfer. New York, McGraw-HiIl Book Company, Inc. 1963. [11] Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. 1-11. köt. Budapest, M6szaki Könyvkiad6, 1963. [12] Eichler. F.: Bauphysikalisches Entwerfen. Berlin, VEB Verlag für Bauwesen, 1962. [13] Eichler. F.: Wlirme und Wasserdampf im Hochbau. Berlin, VEB Verlag Technik, 1953. [14] Eichler. F.: Épületfizikai tervezés. Budapest, Muszaki Könyvkiad6,1975. [15] Fekele--Menyhdrt: A légtechnika elmélet alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [16] Fokin. K. F.: Épületszerkezetek hotechnikája. Budapest, M6szaki Könyvkiadó, 1956. [17] Gröber-Erk-Grigull: Die Grundsetze der Wiirmeübertragung. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1961. [18] Homonnay Gy.-ni: Távfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiad6, 1965. [19] Járzay T.: M6szaki hotan. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tank&yvkiad6, 1962. [20] Kamenyev. P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszudarsztvenoe IzdatyeIsztvo Literaturi po SztroityeIsztvo i Architektura, 1959. Moszkva, [21] Ukov. Á. Vo: Teorija teploprovodnoszti. Izdatyeisztvo Viszsaja Skola, 1967.
[22] Macskdsy-Menyhdrt-Homonnayni: Központi futés. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1964. [23] Macskdsy és mtsai: Központi futés 1. Budapest, Tankönyvkiad6,1971. J.: Melegvizfutések. (Egyetemi jegyzet.) [24] Menyhdrl Budapest, Tankönyvkiadó, 1965. [25] Menyhárt J.: Légtechnika. - Méretezési alapadatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. Budapest, Muszaki [26] Menyhárt J.: Klímaberendezések. Könyvkiadó, 1967.[27] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [28] Mihejev. M. A.: A hoátadás gyakorlati számitásának alapjai. Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [29] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 7. kötet. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [30] Raiss. W.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1964. [31] Recknagel-Sprenger: "raschenbuch für Heizung- und Klímatechnik. München, R. Oldenbourg Verlag, 1974. [32] Rietschel-Raiss: Futés- és légtechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [33] Sklover. A. M.: Tyeploperedacsa pri periodicseszkih teplovih vozdejsztvij. Moszkva, Goszudarsztvennoje Energeticseszkoe Izdatyelsztvo, 1961. [34] Sklover. A. M.: Tyeplousztojcsivoszty zdanyii. Moszkva, Goszudarsztvennoje Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroi· tyelsztvo i Architektura, 1952. [35] Sorin. Sz. N.: Tyeploperedacsa. Moszkva, Goszudarsztvennoje Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1952. [36] Heating Ventilating Air Conditioning Guide. New York, American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. 1960. [37] Muszaki Eloírás épületek és épületszerkezetek hotechnikai méretezésére. ME 30--65. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1965. [38] Muszaki Eloírás futoberendezések méretezésére. ME 8--67. Budapest, Épitésügyi Tájékoztatási Központ, 1967. [39] Muszaki Eloirás futo-, szelIozteto- és klímaberendezések tervezésére és méretezésére. 1. sz. modosltás. Hoszükségletszámftás. ME 8-53/1. mod. [40] Muszaki Eloírás Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, Épltésügyi Tájékoztatái;i Központ, 1972.
(.
6. Futoberendezések szerkezetei, anyagai Szerzo'K:DR. FEKETE IVÁN, HOMONNAY GYÖRGYNÉ DR., DR. MENYHÁRT JÓZSEF, SALLAl GYULA, DR. TÖMÖRY TIBOR Lektorok: Dr. Erdosi btván, Majoros András, Mészáros Ferenc, Mosoni György, Oravecz Béla
6.1. Kazánok A központi futésekhez használt kazánokat anyaguk szerint csoportosítjuk: - öntöttvas kazánok, - acéllemez kazánok.
6.1.1. Öntöttvas kazánok A központifutés-technika uralkodó kazántípusa hosszú ideig az öntöttvas tagos kazán volt. Üreges öntvényekbol - tagokból - szerelheto össze, minden egyes tagon fellelheto egy nagy kazán valamennyi eleme: töltogarat, rostély, víztér, füstjáratok és füstcsatorna. Az üreges öntvényu testeket, amelyek összeépítésével a felsorolt kazán-alkotóelemeket alkotják, felül és alul enyhén kúpos furatokkallátják el. Ezeken át kötik össze kúpos közhüvelyekkel a belso tereket, tehát mind a hidraulikai, mind pedig az erotani kapcsolatot a közhüvelyek biztosítják. A hüvelyek elhelyezése a 6-1. ábrán, az összeszerelés az összehúzó szerszámmal a 6-2. ábrán látható. A 6-3. ábra két félbol álló rostély tagot szemlélHangángiff
Kijzhú've/!I 6-1. ábra. Közhüvelyek
11*
elhelyezése öntöttvas
kazánokban
tet. A jobb oldali a víztéren át készített metszet. Látható a rostély vÍzhutése, a füstjárat, a felületet és szilárdságot növelo bordák és hornyok. A bal oldali metszetet a füstgáztéren át készítettük. Itt megfigyelhetok a rostélyelem futofelületei, füstcsatornája, a víztereket összeköto közhüvelyek furatai, középen pedig a rostély. A kettos vonalak az öntvény síkjából kiemelkedo, megmunkált lérek. A kazán muködése a következo (6-4. ábra): a tüzeloanyagot a garaton keresztül felülrol töltjük a kazánba, ill. a h rostélyra. A füstgáz az e és Jfüstjáratokon át (itt a rajz síkjával párhuzamosan), majd a g füstcsatornán keresztül és a hátlapon elhelyezett nyíláson és füstcsonkokon át a kéménybe áramlik. A hamu a rostélyon keresztül a c térbe jut, innen lehet eltávolítani. A primer levego a h rostélyon át jut az izzó kokszrétegen keresztül az e és J füstjáratokba, míg az i csatornán át szekunder levegot lehet bevezetni, ha gyengébb minoségu darabos szenet kell eltüzelni. Az öntöttvas tagos kazánok elonyei a következok: - kazántagok tömeggyártásra alkalmasak, eloállításuk olcsó; - a kazánok javítása egyszeru, mert csak a hibás tagot kell kicserélni; - a futofelület a tagok számával nagy határok között és kis lépcsokben változtatható, helyigényük mind alapterület, mind magasság tekintetében csekély; - nincs szükség befalazá.sra ; - huzatigényük csekély; - kezelésük egyszeru; - a tüzeloanyag elégetése megfelelo hatásfokú; - a kazánanyag korrózióálló ; - a tagok könnyen szállíthatók; - a kazán szerkezeti magassága kicsi. Magyarországon az öntöttvas kazánokat a Budapesti Vegyipari Gépgyár gyártja, és a gyár régi nevérol (Magyar Radiátorgyár Budapest) MARABU néven ismertek. Az 1960-as, 70-es években kifej-
132
FÜTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
r A-8
i
A
mefszef
Háfsó fag
L
,
6-2. ábra. Öntöttvas kazánok összeszerelése
lesztették az olaj- és gáztüzelésu, KOMFORT elnevezésu "kazánokat. Ismertetünk néhány külföldön elterjedt és hazánkban gyakran hasmált kazántípust is. 6.1.1.1. A MARABU kazáncsalád Koksztüzelésu kazánok. Felso égé.su kazánok. A kazánt akkor nevezzük felso égésunek, ha a füstgáznak és levegonek a kazánban levo kokszmennyiségen, koksztömbön teljes egészében át kell haladnia a kéményen való eltávozásig.
1
!
Felso égésu a MARABU 1., II., IlL kazán. Az elobbi kettot szobakazánnak is nevezik. Etázsfutések hotermelojeként alkalmazzák, kizárólag melegvíz-üzemre. Egy közbenso tagot a 6-5. ábra szemléltet. A kazán kialakítása egyszeru, az öntöttvas kerethez rostély és füstterelo csatlakozik. Tüzeléskor a teljes belso teret megtöltik koksszal, az egész tüzelo-
f
tie
elf
2
3
5
6-3. ábra. Öntöttvas rostély tag 1 közhüve!y; 2 rostély vízhutése; 3 füstjárat; 4 rostély; 5 közhüvely
I
6-4. ábra. Öntöttvas kazán muködése ___
levCllo; _._._
füstgáz
133
KAZÁNOK
réteg izzásba jön, és hosszú ideig beavatkozás nélkül üzemelhet. MARABU J. Már hosszabb ideje nem gyártják, legfeljebb hiányok pótlására. MARABU lJ. Futofelülete 3... 6,5 m2• Teljesítménye kb. 35000-75000 W (30000...65000 kcal/h) közötti, jó minoségu koksz eltüzelése esetén. Érzékeny a koksz minoségére és osztályozására. A MARABU IJJ. kazánt ma már nem gyártják, a muködésben levo elemek jellegzetessége, hogy alkalmasak víz- és gozüzemre is. (A vizkazán jele m. v., a gozkazán jele IJI. g.) A viz-, ill. gozüzemu kazán között mindössze annyi a szerkezeti eltérés, hogy 'gozkazánként alkalmazva a kazán fölé kisebb fekvo, hengeres tartályt szerelnek, amely összeköttetésben van a kazán vizterével, és az igy kialakult közös teret a tartály közepéig töltik fel vizzeI az üzem beinditása elott. Erre azért van szükség, mert a kazánnak olyan kicsi a viztere, hogy eros tüzelés esetén egyrészt nagyon gyors volna a viz elpárolgása, ami a viznivó hirtelen csökkenéséhez vezetne, másrészt a fejlodo goz felvételére sem lenne megfelelo térfogata. Alsó égésu kokszkazánok. A kazán akkor alsó égésu, ha a levego, ill. a füstgáz a kazánban levo összeskokszmennyiségnek csak egy részén halad keresztül, és úgy távozik el a kazánból. A koksz egy részetehát hideg állapotban van a kazánban. iisszeköf!f
kellos KÚP
rtJzlér
Rostély
iJ'sszeköf!f kettos kúp 6-5. ábra. Felso égésú kokszkazán
metszete (MARABU
J., II.)
6-6. ábra. Alsó égésú kokszkazán metszete
Az alsó égésu kokszkazánok szerkezeti kialakitása nagyjából megegyezo. Közös jellemzojük, hogy két szimmetrikus féltagból kell minden rostélyelemet kiképezni, egymás mellé helyezve oket. Mindkét félben két-két közhüvely számára van hely, tehát az egész kazán négy közhüvelysorral van öszszekötve. A kazán két felének egymástól független a viztere, s igy azért, hogy közös viztér alakuljon ki, öntött nadrágidomokkal kötjük össze a két vizteret. A közhüvelysorok végéhez csatlakozik a kazán elo- vagy hátlapján két nadrágidom, az egyik a két felso, a másik pedig a két alsó közhüvelysort köti össze. Alsó égésu kazán-tagpár nézete a 6-6. ábrán, összeállított kazán a 6-7. ábrán látható. A kazán üzemére jellemzo, hogy a töltoaknában levo koksz nem izzik át, csak felmelegszik, mert a füstgázok a tuztér két oldala felett kezd&to füstjáratokon keresztül távoznak. Igy az alsó égésii kazánok kontakt (az izzó koksszal közvetlenül érintkezo) felülete kisebb, mint a felso égésueké, viszont nagyobb a füstgázokkal érintkezo felület, és igy jobban hasznositják a füstgázok entalpiáját. Az alsó égésu kazánok csoportjába soroljuk a MARABU V. és VII. kazánokat, amelyek egymástól csak nagyságukban különböznek. MindkettlS alkalmazható viz- és glSzuzemre (jele V. v., VII. V., ill. V. g. és VII. g.). Mivel a VII. jelu kazánt ma is gyártják és gyakran alkalmazzák, példaképpen ennek a kazánnak néhány jellemzo adatát ismertetjük a 6-1. táblázatban. MARABU IX. Ez a legnagyobb öntöttvas tagos kazán. Úgy módositották a VII. kazánhoz képest, hogy a kazánban bamaszenet is el lehet tüzelni. A rostély mellett szekunderlevego-járatot alakitot-
134
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
1 2
3 7
561 6-7. ábra. Alsó égésu kokszkazán nézete 1 nadri&idomö 2 bátta&ö 3 vfzszintmutató csatlakozása gözkazánon; 7~ta& 4 füstgázcsappantyú mozgatókarjaö 5 füstcsatorna;
tak ki, tehát a tuztérben keletkew, még égheto gázok is kapnak friss levegot. Ennek ellenére, csak jó minoségu darabos barnaszénhez alkalmazták szükségmegoldásként (6-4. ábra). Adatait a 6-1. táblázat tartalmazza .. BamaszéD..tüzelés6 kazánok. A kokszkészletek apadása miatt sor került barnaszén-tüzelésu kazántipus kialakítására. MARABU COTfAGE UNIVERSAL IV.-VIII. kazánok. A tatai és dorogi szénmedence jó minoségu, kb. 20 ()()() kl/kg (5000 kcal/kg) fut6értéku, 10... 15% víz- és hamutartalmú, 5.. .40 mm szemnagyságú szeneinek eltüzeIésére alkalmas kazánok. Egy kazántagjukat a 6-8. ábra szemlélteti. A kazán muködése a követkem: a tüzeloanyagot a d jelu garaton keresztül, felülrol töltjük a kazánba. Az kétállású tolattyún keresztül jut be a g nyiIáson át az e rostélyra. A felszabaduló gázok az a térben égnek el, s a füstgáz innen jut a h füstjáratokba, majd a c füstcsatomán és a hátlapokhoz csatlakozó füstcsonkokon keresztül a kéménybe. A hamu a rostélyon keresztül a térbe kerül, innét lehet eltávolitam. Ugyaninnen jut az elsodleges levego a rostélyon elhelyezkedo szénréteghez. A kazán szerkesztése során a következo szempontokat kellett szem el6tt tartani: A tüzel6anyagb61 felszabaduló gázok eIégetésére megfelel6 nagyságú teret kellett kialakitani (a 6-8. ábrán a). Az elégetéshez szükséges másodlagos leveg6t megfelel6 helyen és mennyiségben, felme1egitve kellett a kazántérbe bevezetni. A szekunder levego a kazán teljes
~ 6 közbens6
tagok;
mélységében végigvonuló b csatornán át jut be a tuztérbe. Mivel ez a járat a kazán tuzterével érintkezik, a másodlagos levego megfelel6en felmelegszik, s igy a tuztér homérsékletét érezhetoen nem csökkenti. A szekunder levegot ott vezetjük be, ahol a kigázositás kezdetét veszi, s igy a gázok elégése már keletkezésük pillanatában kezd6dik.
f
j
6-8. ábra.
Alsó égésú bamaszén-tüZelésu kazán (MARABU IV., VIlI.) 1 füstjárat; 2 t6ztú; 3 primer ieftI6
metsze~
f 1.
KAZÁNOK
135
----- ----------,---I~ ~I~ 8'154 ------ ---
6-1. táblázat. MARABU kazáncsalád
Gozüzem Tüzelo1080 1388 1670 1540 70.• szén 70... 75 70...Hatásfok, 75 XI. 500 mek mény· 10-' 40 -1024 44 Viztér, 11 892 64 352 VIzüzem VIzüzem 16 Koksz 22 410 1024 65 13 2265 1012 1670 1520 814 460 542 44 1060 1744 220 55 680 592 752 56 70és ... 5040 7523 352 984200 Szén 176 630 162 VIzüzem 189 383 111 40 372 402 36 320 Gozüzem 251,0 63,9 75,2 118,0 100,8 407,5 581,4 34,8 88,2 46,4 1900 9I204,0 I 1670 % 31200 06310 216 371,0 12,6 8 ' 1060 2012 1900 288 178,5 I 38~6 3150 721 175 I 3150 15401060 ~ 218,0 214,0 1043,6 I101,0 felü1:t, száI súly, Széles-I Hosz- I Magas1 ~18 1841214,0, ~8S6 .--' 407,5 16310 325,0 I Üzemmód I S040 I F6t6-1 Ele-I11540 I Kazán I Geometriai méretek mm I I 27 KazánteljesltI 16
-\--
28()
Biztositani kellett, hogy a kazánban megfelelo mennyiségu tüzelQanyagot lehessen tárolni, s ~ogy e tüzeloanyag .folyamatosan jusson. a rostélyra a szükséges x:~tegvastagságban; ..erre való· a d.széngarat, amelyet t:nindkét ol
f
kitották ki, s igy a kazánt két- közhüvelysor útján lehet összehúzni. A 6-9. ábrán viz- és gozuzemre is bemutatott kazán.ezeket a feladatokat jól megoldotta; . .Azelölnézc;tben i-vel jelöltük a szekunderlevegc5csatorna szabályozótolókáját, kova! a széntolattyú fogasszegmenssei ellátott fogantyúját, az oldalnézeten m-melafüstcsappantyú beállításAra, azaz a huzat szabályozására beépített szögemel
136
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI Kó'zbensr! elem
./ft
'r
~-
o
k
(O f
m
I
o
rs
~.
B ~.UE3
O
Háflag
IQE]
aj
hj
6-9. ábra. Alsó égésu barnaszén-tüzelésu
ka~n nézete (MARABU
IV., VIlI.)
aj vizüzem; hj gözüzem
mennyiség termeléséhez, tehát elsosorban a rostélyfelületet és a tuzteret növelték oldalirányban a füstjáratok terhére. A rostélyon elhelyezkedo tüzeloanyag-réteg vastagságát a szekunder levego bevezetocsonkjának megrövidítésévei növelték, ugyanis ennek a csonknak a rostély fölé nyúlása határozza meg a rétegvastagságot. Így alakították ki a VIlI S. kazánt. Ez a típus sem váltotta be azonban a hozzáfuzött reményeket. Különösen azért nem, mert a rostélyon elhelyezkedo vastag tüzeloanyag-réteg nagy ellenállást jelent a füstgázoknak, ill. a levegonek, s így legalább 27 ... 30 m magas kéményre vagy a levego mesterséges aláfúvására, ill. a füstgázok e1szívására van szükség. A kazántípust csak átmenetileg alkalmazták. FA XI. és XII. kazánok. A gyenge minoségu, 8000... 14000 kJ/kg (2000..•3500 kcaljkg) fiitoértéku és nagy (25 .. .50%) portartalmú szenek elégetésére fejlesztették ki a Vegyipari Gép- és Radiátorgyár FA XI. és FA XII. jelu félautomatikus kazánjait. A kazánokat ma már nem gyártják. A nagy portartalom miatt igen súlyos probléma volta levego egyenletes elosztása. A feladatot úgy oldották meg, hogy olyan nagy ellenállású, tehát igen kis rostélyhézagú rostélyt alkalmaztak, amelynek ellenállása jóval nagyobb volt, mint a szénrétegé. Ezzel a rostélykiképzéssel egyenlotlen szemcseeloszlás mellett, nagyobb (egészen 75%-ig) portartalom esetén is a teljes rostélyfelületen egyenletes égést valósítottak meg. Egészen gyenge minoségu szenek eltüzelésére alkalmazták az ún. elotét-tüzelést, ahol a szenet az öntöttvas kazán elé épített térben égették el, és a forró füstgázokat vezették át a kazánon. Olaj- és gáztüzelésu kazánok. Az energiahordozóstruktúra átalakulásával, a szénhidrogén-tüzelés eloretörésévei szükségessé vált olaj- és gáztüzeIésii
öntöttvas kazánok kialakítása. Az energiahordozóstruktúra átalakulásának két dönto oka volt: egyfelol a gáz- és nyersolajtermelés növekedett, újabb és újabb lelohelyek feltárásával a gáz és olaj kitermelése kisebb költségekkel jár, mint a széné, és amellett csovezetéken szállíthatók. Másfelol az olaj- és gáztüzelés lényegesen jobban megfelel a környezetvédelem, az urbanizáció, az infrastruktúra fejlodésének és követelményeinek. Kezdetben olaj- és gáztüzelésre a MARABU IX. jelfi kazánt alakították áto Az átalakítás lényege, hogy a közbenso rostély tagok vízzel hfitött rostélyrészét elhagyták, s ezáltal a kazán alapjáig lenyúló, tágasabb tfiztér keletkezett, amelyben az olajlánghoz szükséges égokamra kialakítható. A rostély tagoknak a töltoakna alsó szélét határoló, eredetileg sarkosan végzodo élét enyhén lekerekítették, ily módon megsziint az anyaghalmozódás és a vele kapcsolatos feszültséggyujto hely. Ez a kazántag bels6 tisztítását is megkönnyíti ezen a kritikus helyen. A kazántagok tfiztér feloli oldalán vízszint magasságban kialakított felöntések lehetové teszik a kazán teljes hosszában a tuztér lefedését, hogya' kazántagok goztéri része a közvetlen IángsugárzástóI védve legyen. A tüzeloajtó helyett az olajégo bevezetésére, fényelcktromos lángor elhelyezésére és a harmadleveg6 szabályozására alkalmas, az égokamra felé samott idomkovel védett öntöttvas zárólapot alkalmaztak. A kazán tüzterét samottozott égokamrávallátták el (6-10. ábra). Az olajtüzelésu üzcmszempontjából az égokamra helyes kialakítása különöscn fontos. A jó égokamrával szemben tá· masztott követelmények: - a tökéletes lángkiégés megvalósítása; - az égéstermékek terelése, ill. egyenletes elosztása a kazán hosszában;
137
KAZÁNOK
1
2
--)
4 6-10. ábra. Olajtüzelésu kazán metszete (MO-IX) 1 felso közhüvely; 2 samottboltozat;
3 égokamra; 4 alsó közhüvely
- a kazán védelme szúrólángtói, helyi túlhevüléstol. Az égokamra kivitelezése a kazán metszeti rajzán látható. Tuzálló anyagként samott idomköveket használtak fel. Ehhez a megoldáshoz tulajdonképpeni fa1azómunka nem szükséges, az égokamra a formatéglákból szárazon összerakható. A kamra oldalfalai a kazántagokhoz támasztott lapok. Az ily módon kialakított teknot a kazán tagok elmaradó rostélyrészei helyére helyezett, két félbol egymásnak támasztott, íveit boltozatidomok fedik le. Az égotekno hátsó végét a kazán végeleméhez illeszkedo, sík felületu ütközolap, elejét pedig a már említett idom határolja. Az égokamra alját a harmadlevego bevezetésére kialakított üreges fenéklapok képezik. A tökéletes lángkiégéshez megfelelo homérséklet (égokamra-terhelés és az izzásban levo kamrafalak visszasugárzása), elegendo mennyiségu égési levego és jó keveredés szükséges. Égési harmadlevego bevezetésére az üreges fenéklapokból kialakított csatornán keresztül van lehetoség. A szorosan összetoJt fenéklapok közé a láng hátsó harmadánál hézagolt lapok. illeszthetok. A harmadlevego az ily módon kialakított réseken keresztül irányítva lép be alulról az égokamrába, és lehetové teszi a láng maradéktalan kiégését. Az égéstermékek egyenletes elosztása a boltozattéglák elhelyezésévei szabályozható. A. leghátsó boltozattégla az égokamra fenekét képezo samottfalhozilleszkedik. Hátulról elore haladva - a kazán hossza szerint - 2.. .4 boltozattéglát helyeznek el oly módon, hogya lefedés kb. a kazán közepéig ér. A boltozattéglák egymáshoz hézagoltan illeszkednek. Az égéstermékek egy része tehát a hézagokon
keresztül lép ki az égokamrából a kazán tuzterébe és füstjárataiba, nagyobbik részét pedig a boltozat eloretereli, és azok az égokamra me11sonyitott részén távozva oszlanak el a füstjáratokban. Szúróláng és helyi túlhevülés szempontjából az Mo-IX. kazán legkényesebb része a töltoakna alsó széle, amelyet egyrészt a kedvezobb (lekerekített) kialakítással, másrészt pedig azzal védenek, hogy az égokamra boltozatának réselése ezen a helyen hiányzik, tehát közvetlen szúróláng ezt a részt nem érheti. Kísérleteztek a MARABU IX. kazán gáztüzelésre való átalakításával is. Ebben a megoldásban a kazán öntöttvas kezeloajtaját zárólemezzel helyettesítik, amelyen keresztül a gázvezeték beszerelheto. A szükségtelenné vált széngaratot és a rostélyt lezárják, az öntöttvas kazántagokat az égéstérben védoburkolattal látják el. Ezenfelül meg kell oldani az égéshez szükséges levego adagolását is. A széngaratot és rostélyt rendszerint samotthabarccsal zárják el, amely megszilárdulása után a gázt nem engedi áto A tuztér, égotér öntöttvas felületeit rendszerint szintén samott-tégla, ill. -habarcs bevonattaHátják el. A bevonat vastagsága 2... 6 cm között változhat. A samottbélés feladata, hogy az öntöttvas felületet a szúrólángtói megvédje. Samottbéléssel ellátott, gáztüzelésre átalakított kazán elvi elrendezése látható a 6-ll. ábrán. Méretezéskor ügyelni kell arra, hogyafutofelület a tényleges maximális teljesítménynek feleljen meg, mert a kazánt túlterhelni nem lehet. Célszeru éppen emiatt a futofelületet biztonsággal (10... 15% pótlékkal) megválasztani. Egyébként általánosságban a MARABU IX. adatai a mérvadóak (elnevezés:
MG-IX.).
Hól/op és homlokfa/ samoftozoft
bevonoffol
Somoftbélés
6-11. ábra. Gáztüzelésu kazán metszete (MG-IX)
138
FUTOBERENDEZÉSEK
Ma már ezeket a kazánokat inkább csak a hiányok és hibás tagok pótlására gyártják. Kialakult az új, korszerubb KOMFORT kazáncsalád.
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
egy egységet alkotnak. A pontos iIleszkedést, valamint a vízterek összekötését az eddigiekkel azonosan kúpos közhüvelyek biztosítják. Az öntött elemek szerkezeti tagoltsága képezi a kazántest tuztéroldali és víztéroldali részeit. A kazántest hossztengelyének
6.1.1.2. A KOMFORT kazáncsalád
Az olaj- és gáz hohordozó elterjedésével egyre inkább szükségessé vált kifejezetten szénhidrogéntüzelésre alkalmas öntöttvas kazán kialakítása, hiszen az MO-IX. és MG-IX. típusok az átalakítás számos hátrányát viselik. Így került sor a Budapesti Vegyipari Gépgyárban a KOMFORT kazáncsalád kifejlesztésére. A család tagjai meleg víz és kisnyomású goz eloállitására alkalmasak, olaj-, ill. gáztüzeléssel. A kazán egyik tagjának metszete a 6-12. ábrán látható. Változatlanul megvan az öntöttvas gyártmány minden eddig felsorolt eIQfiy~: hosszú élettartam, igénytelen és biztos üzem, minimális karbantartás, szükség esetén tagonkénti szállítás lehetosége és' a tagonkénti szerelhetoség is. Teljesen újszeru a bzántagok konstrukciós kialakítása, amely messzemenoen figyelembe veszi a szénhidrogén-tüzelés követelményeit. Nincsenek sarkok, törések, és így nincs kiindulási pont a repedéshez. Megvalósul benne a futofelületek egyenletes hoterhelése, a tökéletes lángkiégés, a gaidaságos és megbízható üzém, teljesen elkerülheto a szúróláng keletkezésének lehetosége. Teljesen hasonlóan a MARABU kazánokhoz, a kazántestet öntött tagokból, elemekbol szerelik öszsze. Ezek a köztagok, valamint homloktag és végtag. Az elemeket vonócsavarok kötik össze, és így
'@2 aj
b)
<
ej ~12. ábra. Olaj-ésgáztüzelésú
Kazánhossz a tagszám függvénye
Kazánok közölt
min. 600
~150
165
aj a) h'tuJnézet;
kazán metszete (KOMFORT)
a) vlzszintes metszet; b) metszet a füstjlÍraton at; e) metszet a vlztéren '1; 1 a fústll'z útja; 2 viztér
(jeo
hj &.13. ábra. Olajtüzelésu vízkazán méretei (KOMFQRT?
b) oJdaJné7.et; e) elölnézet. 1 olajvezeték; '2 eJzarÓC8ap;3 hore 'iár6dó'szelep; 4 höfokszabályozó 6 hajlékony olajtöml6; 7 olajtaftályból
helye; 5 töltö-ürltö
csap helye;
139
KAZÁNOK
vonalában húzódik a hengeres, esetleg egyes típusokon ovális tuztér. A tuzteret az elemeken belül kialakított víztér védi. Samottbélés a tuztérben általában nincs, ill. egyes típusokon kizárólag a tu~teret lezáró elso és hátsó zárófedelekben van. Az öntvényekbol elemenként konvektív füstjáratok indulnak ki. Minden füstjáratban 2 db tisztítófedél van, amelyeket kengyelek szoritanak a kazánelemekhez, és tömör zárásukat azbesztlemez alátét
Kazán ellftt min. 1800
biztosítja. A füstjáratok közös füstcsatornába csatlakoznak. A csatornát ugyancsak az elemekbol alakítják ki. Elöl csavarkötéssel oldható tisztítófedél zárja, hátsó végzodése pedig a füstelvezeto csonk felerosítésére alkalmas. A tisztítófedél lebontásával a füstcsatorna szabaddá válik, és az idonként összegyult pernye itt távolítható el. A goztermelo típusokban a hengeres alakú gozgyujto dob acéllemezbol készül, sík fenékkel lezár-
Kazánhossz a tagszám függvénye
Kozún mögött min. 650
rt
ej
bJ 6-14. ábra. Gáztüzelésu vizkazán méretei (KOMFORT) a) hátulnézct;
bJ oldalnézet; ej elölnézet. 1 zárókamrás szelep; 2 sázhiány-biztosltó;
Kazanokközött min. 700
Kazón ellJft
min. 1800
-600
. I
Kozanhossz a tagszóm függvénye
.1 manométer;
-4
sáznyomás-szabályozó; 5 szúr6
190 Gózcsonk --=-=-!
6
880
-725 ••
7
b)
ej
6-15. ábra. Olajtüzelésu gózkazán méretei (KOMFORT) a) bátulnézet; b) oldalnézet; ej elölnézet. 1 höre záró szelep; 2olajvuet6k;
.1elzárócsap;
-4
oI8,jc:satIakoás; 5 tölt6-ürító csap helye;6l1oxibltia tÖmI6
140
FUTOBERENDEZÉSEK
va, behegesztett karimás csonkokkal. A dob a homlok- és a végelem kialakított bakokra van elhelyezve. A kazándobból nyúlik ki a felszállóvezeték két csonkja és az ejtocso. A kazán vízszintmutatóját a dobfenékbol vezetik ki, ugyancsak itt helyezik el a feszmérot és a nyomásszabályozókat. A vízszintszabályozó két csonkja a dobból nyúlik ki. A kazándob belso kialakításához tartozik a perforált gozelvezeto cso a folyadékcseppek leválasztására, valamint a sík fenekeket egymáshoz merevíto támrúd. A kazánt összeszerelt állapotban három jellegzetes formában mutatjuk be: vízkazán olajo, ill. gáztüzeléssel és gozkazán olajtüzeléssel (6-13., 6-14., 6-15. ábra). A 6-2. táblázat a KOMFORT 1., II., Ill. vízkazánok és a KOMFORT II., Ill. gozkazánok adatait sorolja fel olajo, földgáz- és városigáz-tüzelés esetében.
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
Foleg tetotéri elhelyezésben egyre gyakrabban alkalmazzák az NSZK-ban gyártott MULTITEMP kazánokat. A MUL TITEM P gázkazán öntöttvas tagokból állítható össze. Egy-egy tag vízszintes elrendezésu, bordázott csövekbol áll, amelyek osztó-, ill. gyujtokamrába csatlakoznak. Több tag egymásra helyezése, összeszerelése után mindegyik tagban az elozohöz képest ellentétes irányú vízáramlás jön létre, hasonlóan a több elembol összeszerelt ellen-
6.1.].3. Külföldi kazántípusok
WI ••• Ji! O III O O:U
A lengyel ECA kazán, ill. az NDK-ból importált NATIONAL-IDEAL kazán felépítése teljesen hasonló a MARABU IX. kazánéhoz. Mivel hazánkban is elterjedten használják oket, adataikat a 6-3. táblázatban foglaltuk össze.
6-16. ábra. Gáztüzelésu, táskás öntöttvas kazán keresztmetszete, a füstgáz útja (MUL TITEMP-HYDROTERM)
6-2. táblázat. KOMFORT kazáncsaJád 890 ---" 10-' vio-l 40 teljesítmény Földgáz 890 1150 mín. 400 200 140 320 60 1 Hatás5/20 tüzeloolaj Gázolaj v. TH zeloolaj sél Tüzeloanyag 2050 200 % fok, loztér, 1680 600 140 780 500 2130 3250 710 2735 310 1950 1060 1380 2790 460 1870 430 560 1670 875 180 540 1670 1060 20 3070 400 1480 1200 2350 3550 140 240 1265 1485 kp v0-20 280 1850 1500 880 300 260 1250 2075 510 208,0 232,0 417,0 46,40 69,60 464,0 278,0 156,2 Gázolaj TH 240 5/20 23,20 5/20 lüzeloolaj 10/30 tüzeloolaj tüzeloolaj 40 Vízüzem 630 "1 y, -------Gázolaj Víztér, v. TH TH 5/20v. TM Gozüzem su SzélesIMagaSHosszú1563 180 360 Tipus I
---
--
I Üzemmód I méretek, I KamnI Ka7J\n-1 Geometriai
mm
sá,
sáa
141
KAZÁNOK
lett ez is a jobb hatásfok elérését céloml. A katalógus szerinti adatokat a 6-4. táblázatban foglaltuk össze. A 6-16. és 6-17. ábrán a gáz, ill. viz útját szemléltetjük.
6.1.Z. AcéDemez kazánok
6-17. ábra. Gáztii.1.elésú, táskás öntöttvas kazán metszete, a viz útja (MUL TITEMP-HYDROTERM)
hossz-
áramú készülékekhez. Ugyanakkor a szomszédos tagokban az öntöttvas bordázott csövek középvonala egy fél osztással eltolódik egymáshoz képest, s igy a felfelé áramló füstgázok állandó irány törésre kényszerülnek. A bordák felületnövelo hatása mel-
Az acéllemez kazánok közül azokat a kisebb teljesftményu egységeket ismertetjük, amelyek 1-1 lakás vagy kisebb központi ffités hoellátására vagy kisebb technológiai gozigény kielégftésére alkalmasak. SZlIánI tüzelésií kazánok. ES-KA acéllemez melegviz-kazánok. A lengyel gyártmányú kazán hegesztett acéllemezbol készül, egymás tükörképét alkotó két különálló félból. A két felet helyszínen is össze lehet csavarozni, de összeszerelve is szállítják. A kazán kétaknás rendszerli, töltoakna, tüzeloakna és hamútér található benne. A füstgáz a fokozatosan emelkedo füstjáratokon áthaladva felme-
6-3. táblúat. ECA-NATIONAL 20 Iéi szúsáa sáa 33,8 70 1675 1540 75 41 75 ... 78 80 1495 ... 82 1680 mm feli11et, 1530 Fiit633,8 39,2 kp 1250 m6ny·IO-o .61y, Kazántc1jesi~Gozüzem ~20,6 HatásÜzemmód Geometriai fok, 16ztá",~, 714 14 870 10 Y. 4770 1000 20 16 370 1710 380 tu, 134 2730 U,70 1920 1200 590 855 Szén 274 Viztéc, 160 3825 560 340 880 13 140 4740 1600 980 313 2670 W Elemek Kazán2940 270,4 164,8 sáma 274,4 144,2 258,3 318,0 146,0 236,6 186,0 157,0 363,0 152,8 191,6 300,0 314,0 274,0 318,2 Olaj 162,3 1 IV 10 7Ianyaa 870 205 .1200 220 190 880 39,2 SZll1es-1 HOlZI Map&545 kcal/h Vfzüzem I 20 I
6-4. tábIÚat,
-
teljesltmény Hatásmm• .o-o Geometriai .61y, fok, kp 80 W R-80B 1 méretek, Üammód 174 47 980 755 1630 450 1100 R-I50B 150 Kazán92,8 70,5 Földgáz Vlztér, Vizl1zem anyaa SZI!1eIséII
~
I
M::
Y.
mEAL kazánok
MULTITEMP Kazán-
kazán
IG
FOTöBERENDE2P.sEK
SZERKEZEfEI,
legfti a ffitlSvizet, majd a füstcsonkon át távozik. A füstjáratokat a kazán két oldalán lev6 125X 125 mm méretii ajtókon át tisztítják. A primer leveg6t az öntöttvas sikro.stély alá vezetik, a JeveglS-hozzávezetés a hamuajtóba beépftett csappantyúval, ill. lÁnccal és ellensúllyal ellátott huzatszabályozóval szabályozható. A kazánban 24000 kJ/kg (6000 kca1/kg) fiitliértéku, 25... 50 mm szemnagyságú, max. 6% portartalmú dió II koksz vagy 22 000 kJ/kg (5500 kcal/kg) ffitliértékíI, 14% hamutartalmú, pormentes, 1. o. hazai szénbrikett égethet6 el. A kazán hatásfoka kb. 70%. Átalakítással olaj-, ill. gáztüzelésre is alkalmas. Néhány tájékoztató adata a 6-5. táblázatban található. Megemlítjük még' a csehszlovák gyártmányú KM acéllemez melegvfz-kazánt, amelynek rendszere alsó égésii. A tüzeloanyag tölt6ajtaja a kazán tetején található. A kazánban 15... 30 mm szemnagyságú, nem túlzott portartalmú szenek égethetlik el, esetleg brikett eltüzelésére is alkalmas. A tüzelés hatásfoka a terhelést61 függetlenül meglehet6sen egyenletes. Adatait 1. a 6-5. táblázatban. Meg1ehet6sen elterjedt a hazai gyártmányú TOTYA acéllemez melegvfz-kazán. A kazán szénés olajtüzelésre készült. A 6-18. ábrán a széntüzelésu
ANYAGA!
változat látható. A kazán lábakon áll, kett6s köpenyii, és ezenfelül vfzcsövekkel is el van látva. Felül az a ajtó látható a cs6rendszer tisztitására, mögötte vannak a b vfzcsövek. Alul a c tüzel6ajtó a beépftett d szekunderleveglS-szabályozóval, mögmtea~~ó~tóésaze~rom~h~~k~ el. Alul salakolóajtó van, beépftett primerleveg6szabályozóval és hamuládával. Az ábrán látható t0vábbá a 2" méretii el6remen6 és visszatér6 vezeték, valamint a kazán hátán felül az fiÍstcsonk. Az olajtÜzelésfi kazán a homlokoIdaIon tér el a szilárd tüzelésfi kazántóI. Az a tisztítóajtó alatt van az olajég6, az ég6fejet tartó ajtóval. A tuztérben sa· mottidomokból kialakított égötér van. Az olajég5 nyomásporlasztásos rendszerfi (1. a 6.1.3.2. pontot), PG IN típ1lSÚ. A széntüzelésfi kazán darabos, nem összesülo, hazai barnaszénnel, ill. brikettel ffithet5. Az olajtüzelésfi kazánhoz 1"H-5/20 jelii háztartási tüzeloolaj használható (1. a 6.1.3.2. pontot). A kazán adatait a 6-5. táblázat tartalmazza. Ha nem meleg vizet, hanem g5zt kívánunk termelni, a magyar gyártmányú K-3 típusú acéllem~ g6zkazán meg· felel5. A kazán állóhengeres kivitelu, ún. engedélymentes kazán (1. a 6-5. táblázatot).
f
6-5. táblázat. Acéllemez kazáDOk Uzem-
Tipus
mód
Tüzeloanyag
F6t6felület, m"
0,8 ES-KA
-.!: I Vizüzem I Koksz ll.
3 4
~ I vtzü~1 TOTYA
Vfzüzem
1,4 2,2 2 Szén 4 TH-5/201 2 olaj 4
:a-
VARIATERMA
TH-5/20
HIDRo-
Városi v. földgáz Barnaszén v. koksz
TERM
K-3 KLT-t VBS-3SO
olaj Vizüzem
G6züzem
G6züzem
Kazán-I
k:II~lwl~
S~:'
mm ség szúság Széles-I Hosz-I
sáll Magas-
Viz
8,3 31,4 39,S 60
-
150 400 680 900
360 610 870 1090
420 760 670 800
755 48 1185 205 980 270 1020 335
14 22 21,4 40 21,4 40
.-
16,2 25,5 27 46,4 27 46,4
-
200 260 156 228 138 201
355 400 540 640 540 640
680 810 640 740 640 740
885 785 947 1152 947 1152
13
15,1
180
680
500 11110
t8
21
20
394
224
Hatásfok.
r Goz
%
70
-
-
-
-
800
70...75 78 78 78 79
83 82 83 83
81
2,33· -
0,05
0,49
440
0500
1795
9,7
0,20
1,96
500
o
657
1576 1149
114
0,35
3,43
600
o
930
2400
T-W/60 olaj
I
-
Olajv. gáz
Térfopt,
7,2 27 34 51
---------1-1----------------------6
KM
Geometriai méretek,
Kazánteljesltmény . 10 ...•
96
so
KAZÁNOK
Olajtüzelésíí kazánok. Már a TOTY A kazánt is lehet alternatív tüzellSanyag-felhasznáIással üzemeltetni, dc kifejezetten olajtüzeIésre készül a VARIATERMA acéllemez melegvíz-kazán. Hazai gyártmány, és tulajdonképpen a régi "bojlerkazán" korszer6sitett, olajtüzelésu változata, mert használati meleg viz termelésére is alkalmas. A hozzá felhasználható olaj TH-SIlO minlSségu. A m6szaki adatokat a 6-5. táblázat tartalmazza, az ott feltüntetett adatokon túlmenoen a mele~roló 25 I 85 oC homérsékletu meleg viz szolgáltatására alkalmas (6-19. ábra).
f
e 6-18. ábra. Szilárd tüzelésu acéllemez kazán (TOTY A)
680
o
'-19. Mra. Olajtüzel6s6 aC6IlemCZkaz6n (V ARIATERMA)
143
Ha nem meleg viz, hanem g5z termelése a cél, akkoraKLT-l típusú, ill. VBS-350típusúkazán alkalmazható, amely olaj-, ill. gáztüzelésseI is készül. Mindkét kazán álló elrendezésu, háromhuzamú vizcsöves. Els5sorban technológiai g5zigényeket elégítenek ki. Mosodák, száritók, fertlStlenit5k, g5zbefúvásos ipari kádak stb. g5zellátására alkalmasak. Néhány adatuk a 6-5. táblázatban található. GáZtfiZeIéSÚ kazánok. Legkisebb egységük, az ÚD. HIDROTERM cirkogejzer-típusú gáztüzelésu egyedi Iakásfiit5 berendezés. Elvi felépitése azonos a gáz-vizmelegíto kialakításával. A berendezést ellátják vizhiány-biztositással, gázmágnesszeleppel, vizhlSmérséklet-szabályozó termosztáttal, égéstermék-visszaáramlás gátlóval. Szervesen csatlakozik hozzá a keringtetlSszivattYÚ. A kitágult viz térfogatának felvételére tágulási tartályt kell a rendszerhez csatlakoztatni. Újabban a külfóldi cégek e15szeretettel alkalmazzák a HIDROTERM berendezések együttesét. A készülékeket gázoldalon párhuzamosan, vizoldalon sorosan-párhuzamosan kötik az optimális vizsebesség elérésére. Az együttest blokkba, szekrénybe szerelve a tágulási tartállyal és szivattyúval együtt szállitják, és csak a ftIt5berendezés el5remen5-visszatérlS vezetékét kell a kazánegységhez csatlakoztatni. Gyakran zárt tágulási tartállyallátják el a kazánegységet, igy 105... 110 oC el5remenlS homérsékletu ftItlSberendezés is készithet5. A nagyobb teljesítményu gázftItésii acéllemez kazánok általában a függlSleges kazánok elvén müködnek. ÉTI-kazán. A függ51e8es kazánok jelenleg legelterjedtebb típusa az ÉTI-kazán (6-20. ábra, 6-6. táblázat). Különleges kiviteli formája a felügyeletet nem igényIlS FfK. tetlStéri kazántelep. Ennek a gáz-, viz- és elektromos vezetékeit gyárilag szeretik össze az aIapkeretre feler5sitett kazánokkal. Az alapkeretre szerelt és beszabályozott kazántelepet egy egységként lehet a helyére emelni, és a füt5berendezéshez csatlakoztatni. Az osztrák ERKA-SUPER90 gáz1ca7ánt80000... 1200000 W (70000 ... 1000000 kcalfh) teljesítményhatárok között 14-féle nagyságban gyártják. A kazán viztere itt is f'ügglSleges tengelyu henger, amelyben függlSleges f"1istcsövek helyezkednek el. A füstcsövek felslSfelében hullámosított terellSlemezek vannak a füstgázok hlStartalmának jobb kihasználására. A gá.zéglSkközvetlenül a víztér alatt helyezkednek el, egyenletesen elosztva a teljes alapterület mentén. A f"üstgázelvezetlSCSlSbe - közvetlenül a deflektor ellStt -. automatikusan müködlS elzárócsappantyú
144
FuTÖBEREND~
~
.q ••
fel61et,
F6t6Hatáfok, lII6a7 • 10-0 Kaánmm ~imáete1<, 11Í1y, aD18lJ kp T1bleI6ú8 1165 27 29135 380 900 60 ÜlClD 29142 145 1200 7225 15 10 125 82 29127 ... 6842,5 lS 87 660 640 5SO Viz5SO 700 992 498 2057,5 405 228 W I 2,5 vagy 6,1 mód 1,7 11,6 58,8 1,7 1,1 gáz1~7 12,5 6,8 69,6 17,4 60 1S-S lS-J 9,4Városi 9,4 2S-GSZH 25-J 10--8 1S-G lS-GSZ 125 lS-GSZH földgáz 2S-G 2S-GSZ Vizi«, ~ 12,6
SZERK.EZETEI. ANYAGAI
Kaánteljelft-
HOIIIZÚ-I Mqaakca1l.h I
FTK-2 FTK-6 FTK-4 FTK-7 FTK-3 FTK-5 FTK-8
1
FI'K kazáDteIep
--
125 Kaánmmtipus 290 210 1225 580 140ÉTI X 120 2260 870 7SO 1225x3740 435 280 1160 1745 250 XH6te1jeaft180 3000 1745XSOOO soo ÉTI 125 240 375 4000 1000 60
I~
423Alapteril1et, hOIaZÚSáC, 2X4 2X3 uélell6ax
IDény. w 10-'Tipus
kca1l.h
I
FTK-l
••••
~
i
380... 1200 175 610 700 teljes/t262 méDy·l0-O KaZÚl~ 3SO Geometriai W 600 kp lÚly, 2140 2620 172 920 770II 1020 200 232 1140 8901280 116 100 530 9SO 400 464 4SO 1700 70 1600 1580 344 145 125 1180 740 6SO10SO 1470 1160 3220 5160 580 1000 soo 2100 25SO 35SO 2400 15SO 1950 928 4310 3100 1400 800 2200 490 SO 290 1380 250 300 752 6SO 17SO 406 3SO 85 900 510 1765 ISO 13601 90 525 81,1 98,5 2OSO, ~ iS VIz- tU::- mm má"6 ~ Kaán-
IlU.
8SOI460 kca1l.hl máete1<,
tér.
fok
Ma-I
Át-
875
~120 I ~ ~.
i
215 17SO 6-7. táblázat. 437 1400 ERKA-8UPER kazánok flibb· jeUemZfii 1140
145
KAZÁNOK
~elmeleg,deH levego
~üstgáz
t
I'-
-jtt-<-- .
7
••..•..
\
-...... \
11'
-
;
Levego
aj
bj 6-21. ábra. G~1ésú
aj éa6 ümmbeo;
bJ
éa6 ozemen !dvdl (automata
ej
acéllemez kazán (ERKA)
né1k1lJ a kazán hat WIlIZIt); ej a kazán foltbtvo (automatAva1
épithet6 be, amely az ég5k üzeme esetén nyitva van. Amint a láng kialszik, bezár, s igy megakadályozza, hogy a kazán füstcsö'\'én átáramIó hideg leveg6 fólöslegesen hlftse a vízteret (6-21. ábra, 6-7. táblázat).
6.1.3. A tüzelés elemei A kazánház kialakítása nagymértékben függ a tüzelés módjától. ·6.1.3.1. SziIánI tüzelés A szilárd tüzeléssel kapcsolatosan a tüzeloanyagfogyasztás, a tároláshoz szükséges helyigény, a salaktárolás és -eltávolitás kérdéseit a 14. fejezet tárgyalja. 6.1.3.2. Folyékony tüzelés A fejl6dés jelenlegi iránya szerint az olaj- és gáztüzelés egyre inkább kiszorítja a szilárd tüzelést a központiffités-technikából. A mostani energiaválságban a mlfszaki és gazdaságossági szempontok a róldgázfelhasznáIás felé mutatnak. Minthogy azonban földgázellátás nincs és nem is valósftható meg mindenütt, sok helyen még ma 68 a jöv6ben is ki
a kazán
nem WIlIZIthat)
kell használnunk az olajtüzelésnek a szilárd tüzeléssel szembeni e]{)nyeit: - automatizálhat6ság, kis munkaigény ; - korszerli, emberi munkát nem igényl5 tüzeIlSanyag-szállitás és bels5 mozgatás; - jól szabályozható tüzelés, gazdaságos üzem; - kisebb helyigény, alacsonyabb kémény. Természetesen mindehhez nagyobb beruházási költségre, több villamos energiára, tanult kez.e15személyzetre, szerviz- és javítóhálózatra, a fiités robbanásbiztonságára van szükség, szemben a szilárd tüzeléssel. Olajfajták, olaJjellemzök [(9] nyomán)]. A k60laj· feldolgozási termékeknek általában 3O ••• 4()O,Io-át l'taSVlálják fel közvetlenül tüzelésre. A viIágkereskedelemben a közvetlen tüzelésre felhasznált k6olajtermékeket két nagy csoportra osztják. Az els6 csoportba tartozó desztillált fiit50lajok csak párlatokat tartalmaznak; el5melegftés nélkül szivattyúzhatók és eltüzelhet5k. Kis teljesitményd háztartási olajkályhákban is felhasználhatók. Ezeket az aránylag drága fiit5olajokat ipari célokra csak kivételes esetben ha~7.Il91ják,nagyobb mértékben lakossági 68 kommunális célokra. A desztil1ált fiit5olajok petróleumból és gázolajb6.1 készülnek, a rájuk vonatkozó és min6ségi el6irások a nyupt-eur6pai' államokban az Amerikai Egyesült A1lamokban általában szigorúbbak, mint a Diesel-olajokra vonatkozók. E min6ségi el6lrúok els6sorban a desztillációs tulajdonságokat rögzitik, majd meghatározzák a maximális viszkozitást, a koksz-számot és a kéntartalmat.
146
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
A futoolaj ok második, lényegesen nagyobb csoportja a maradék-futoolajok. Ezeket elsosorban az ipar és a közlekedés használja fel. A maradék-futoolajok egyik legfontosabb jellemzoje a viszkozitás. Elsosorban ez határozza meg kezelhetoségüket. Újabban szokásossá, vált a futoérték eloirása is. Ennek a jelentosége a futoolaj oknál sokkal kisebb, mint a szénnél, minthogy az egyes olajok futoértékében nincsenek nagyobb különbségek. A maradékfutoolajok fontos minoségi jellemzo je még a kéntartalom, mert a felhasználás jelentos részében, pl. az acél- és az üvegiparban az égéstermékek a melegitendo anyaggal közvetlenül érintkeznek, és igy a keletkezo kénvegyületek a termék minoségét nagymértékben ronthatják. A maradék-futoolajoknak szabvány szerinti minoségre való beállitásakor az alapot képezo pakurához vákuum- vagy atmoszferikus párlatokat, krakkolási termékeket és gudrónt is keverhetnek. Ha a pakura viszkozitása nagyobb az eloirásban megengedettnél, kisebb viszkozitású anyagok (általában párlatok) hozzáadásával állítják elo a kivánt minoséget. A futoolajokat viszkozitásuk alapján három nagy csoportba sorolhatjuk: - az elso csoportba tartoznak azok a futoolajok, amelyek a vasúti tartálykocsiból külön melegítés nélküllefejthetok és az olajégóben elporlaszthatók; - a második csoportban levo futoolajokat külön melegítés nélkül is le lehet ugyan fejteni, de porlasztásukhoz elomelegítésre van szükség; - a harmadik csoportba sorolt futoolajokat mind a lefejtés, mind a porlasztás elott fel kell melegíteni. A Magyarországon eloállított futoolajok minoségét a feldolgozott koolajok minoségi adottságai és koolaj-feldolgozó iparunk technológiai lehetoségei határozzák meg. A közvetlen tüzelésre felhasznált folyékony tüzeloanyagok közül a hidegen folyó, elomelegítés nélküllefejtheto és porlasztható futoolajokat - eltéro felhasználási területük miatt - megkülönböztetésül tüzelóolaj gyujtonévvel jelöljük; alefejtéshez és porlasztáshoz elomelegitést igénylo olajféleségeket viszont jutóolajoknak nevezzülc. A magyar tüzeloolaj- és futoolaj-eloirásokat a késobbiekben ismertetett NIMSZ 18 M-61 tartalmazza, amely a tüzeloolajok között négyféle minoséget különböztet meg: háztartási, könnyu, kénmentes és általános tüzeloolajokat. A futoolajoknak is négyféle minoségét irja elo: könnyu kénmentes, könnyu kénes, közép- és nehéz futoolajok. Ezenkivül helyi felhasználásra számításba jön még a gudron, mint a legnehezebb, csak rövid távolságra szállítható futoolaj-féleség.
ANYAGAI
A háztartási tüzelóolaj a világpiacon forgalomban levo desztillált futoolajfajtákkal azonos minoségu, és származását tekintve lényegében gázolaj. Elsosorban a lakosság kulturált futési igényeit elégiti ki korszeru, elpárologtatós olajtüzelésu szobakályhákban, etázskazánokban és központi futoberendezésekben. Aszobafutés olajkályhával nemcsak kényelmes és tiszta, hanem beruházási és üzemeltetési szempontból is elonyös és gazdaságos. Akorszeru olajkályhák hatásfoka kb. 80,%, a tüzeloanyag futoérték-egységre számított szállitási költsége kicsi, tárolása egyszeru és veszteségmentes. Beruházási költség szempontjából új építkezésekhez és régi lakások futésének korszerusítéséhez egyaránt olcsó és könnyen kivitelezheto. A könnyu tüzelóolaj valamivel nagyobb viszkozitású és kéntartalmú, mint a háztartási tüzeloolaj. Ennek a tüzeloolaj-fajtának a lefejtése is elomelegítés nélkül, szobahomérsékleten végezheto, és a porlasztáshoz sem szükséges elomelegítés. Felhasználási területe hazánkban: a sütoipar, a nagykonyhák, egyes kisebb teljesítményu ipari kemencék és mezogazdasági száritók. A könnyu tüzeloolaj alapanyaga is gázolaj, kis mennyiségben tartalmaz azonban ezenkívül kis viszkozitású paraffinos párlatokat és egyéb adalékanyagokat is. Felhasználása igen
, t
I
'
~
I
iparban, a korszeru gépesített kemencékben. A ven- • déglátóiparban a aznagy konyhai berendezésekhez kemencékben (elektromos futés helyett), a süto- ..·• .· nagy jelentoségu iparban, különösen hokezelo (fatüzelés, széntüzelés és villamos tuzhelyek helyett), a mezogazdaságban pedig a nagymértékben terjedo terményszárltáshoz használják fel. A kénmentes tüzelóolaj olyan helyeken alkalmazható, ahol a füstgázok közvetlenül érintkeznek a termékkel, és ezért kis kéntartalom kívánatos. Az általános tüzelóolaj a nem különleges ipari és kommunális igényeket elégíti ki, és gázolaj on kivül - abban oldva - pakurát is tartalmaz. Az ipari kemencetüzeléseken kívül központi futések olajkazánjaiban is felhasználható. Szobahomérsékleten lefejtheto és szivattyúzható, porlasztás elott kismértéku, 50... 60 °C-os elomelegitése szükséges. A könnyu kénmentes olaj futoolajaink közül felhasználási szempontból a legértékesebb. A hazai ipar a demjéni és a dél-alföldi koolaj-Ielohelyeken termelt nyersolajokat használja fel. Futoolajunk lényegében az alföldi koolajok atmoszferikus desztillációs maradéka (pakurája), több-kevesebb desztillációs adalékanyag esetleges hozzáadásával. Könnyu kénes jutóolajunk a szovjetunióbeli importált koolaj feldolgozásából származik. A szovjet koolaj pakurája nagyjából megfelel a könnyu kénes futoolaj eloírásainak. A kapott nyersolaj minoségének változásai miatt azonban idoszakonként kisebb
147
KAZÁNOK
mérté1ctidesztiltációs adalék hozzáadása szükségessé válhat. Az atmoszferikus pakurához .paraffinos párJatokat, esetleg gázolajat is kevemek. Felhasználói a kohászat, a cementipar és az olajtüzelésti kazántelepek. El5frásai a szovjet szabvány szerinti 60-as min5ségéhez és az NSZK S jelfi ffit5olajéhoz hasonlók. A közép-ftlt601aj a termikus krakkolás maradéka vagy nehéz és könny(i ffit50laj keveréke. Felhasználási területe a kevésbé igényes ipari kemencék és kazánok ffitése. Ma hazánkban a krakk-középffit5olaj az egyetlen folyékony tüzel&nyag, amelyben számottev5 mennyiségben vannak telitet1en szénhidrogének. A közép-ffit5olaj - viszkozitás szempontjából - a szovjet eloirások 200-as je1zésfi ffit5olajának felel meg. Nehéz ftlt601ajunk a legnagyobb viszkozitású a szakmai szabványban meghatározott ffitoolajok között. A nagylengyeli (nagy bitumentartalmú, viszkózus) koolaj pakurájából állitják elo, könnyebb párlatok (paraffinos vákuumpárlat vagy gázolaj) hozzáadásával. A nagylengyeli k50laj feldolgozásakor az atmoszferik!ls desztil1á1ótoronyban visszamaradó pakura viszkozitása 100 oC-on kb. 45 oE, ezért a szállithatóság és felhasználás érdekében eloirt 22 <>&osViszkozitásra csak az el5bb emlitett könnyebb adalékok bekeverésével lehet beállitani. Ezt az olajfajtát - amely összes ffit5oJ,ajnnknak kb. a felét teszi ki - els5sorban ipari és er5mfivi nagykazánokban, kisebb részben timfóldipari forgókemencékben használják fel. Folyékony tüze15anyagaink közül jelenleg a legnagyobb mennyiségben nehéz ffit50laj áll rendelkezésünkre, egyre növekszik azonban a könny(i kénes ffitoolaj felhasználása. A kénmentes ffitoolaj iránti igény a fóldgáz fokozódó felhasználásával valamelyestcsökken. Magyar oIajfajták. A hazai gyakorlatban ez ido szerintel5forduló tüzel5olaj- és ffitoolajfajtákat általánosságban az el5bbiekben tárgyaltuk. A magyar ásványolaj-feldolgozó ipar jelenlegi termelésiadottságainak, továbbá az olajtermékeket tüt.eléstechnikai célokra fe1használók mfiszaki igényeinekfigyelembevételével a Nehézipari Minisztérium Tüze15- és ffit5olajok cimme1 szakmai szabványt készittetett. (A szabvány száma NIMSZ 18 M-{)l, .köteleZ<>alkalmazásba vételének idl>pontja 1961. IV. 1.) A szabvány kizárólag olyan ásványolajtermékekre vonatkozik, amelyek háztartásiés ipari tüzel5berendezések ffitésére használatosak.Nem tartoznak tehát a szabvány hatálya alá a szén- és tozegkátrány-termékek, amelyeket csakis azeredetre uta1ó jelzéssel szabad forgalomba hozni. Utal a szabvány arra is, hogy a megfelelo tüzel5anyagota technológiai folyamatok, a homérsékleti 12°
viszonyok, a tüzel5berendezések mfiszaki adottságai stb. szerint kell kivsnslll~S1ni. Az egyes tüze15- és ffit50lajok rövid megjelölésére a szabvány egy-egy törtszámot és azt megeloZ<> betfijeliést ir elo, pl. : Könny(i kénmentes ffit50laj: FM 60/130, NIMSZ 18 M-{)1. A tört számlálója tájékoztató (hozzávetoleges) értéket ad a ~rmék lefejtéséhez, ill. szivattyúzhatóságához szükséges olajhomérsékletro1, mig nevezoje tájékoztató jelleggel (hozzávetolegesen) azt a hl>mérsékletet jelzi, amelyen az olaj viszkozitása kb. 2 ~. Az F betfije1zés ffit50lajat jelent. Kénmentes termék esetén a betfijelben egy további M megjelölés is szerepel. A tüzel5- és ffit50lajokkal szemben a NIMSZ szerint támasztott minoségi követelményeket a 6-8. táblázat tartalmazza. A táblázatot az Országos Koolaj- és Gázipari Tröszt ésa Hotechnikai Kutatóintézet vizsgálati eredményeinek egybevetése alapján, a szabvány szerinti és a szabvány-eloirásban nem szereplo adatok figyelembevételével állitottuk össze. Az adatok értelemszerfien minimális, ill. maximális értékek. Az egyes olajtermékekkel gazdaságosan a következ5 fogyasztási kategóriák elégithet5k ki: 20 OC-onkb. 2 OEviszkozitású olaj (TH-5/20): háztartási tüzelésre, kiskonyhai berendezések és kis központi ffitések ellátására; 50 OC-on kb. 4 OE viszkozitású olaj (T-20/60) : nagykonyhai berendezések, központi ffitések, kisebb ipari kemencék, száritóberendezések üzemeltetésére; 100 OC-on kb. 4,5 OEviszkozitású olaj(F-60/130): nagyobb központi ffitoberendezések, közepes ipari kemencék, kisebb ipari kazánok stb. ellátására; 100 OC-on 22 ~ viszkozitású olaj (F-85/16O és F-90/180) : nagyobb ipari kazánok, er5mfivi kazánok, nagy i~ri kemencék céljaira ; 100 °C-on 40... 45 ~ viszkozitású olaj (gudron): kizárólag er5mfivi kazánok tüzel5berendezéséhez. A csoportositásban - többek között - a következ() szempontokra is tekintettel voltnnk : A nehéz ffit5olajok bonyolultabbá teszik az üzemvitelt és nagyobb számú kiszolgáló személyzetet tesznek szükségessé. Adott berendezéshez optimális fúvókaátmér5 tartozik; a terhelés csökkentésével stabilis, ingadozásmentes égés csak egy bizonyos határig tartható fenn. Az olaj száUitása és tárolása. Szállitás. A tüzel5-, ill. ffit50lajfajták szállitása, továbbá a megfelel5 szállit6berendezések beszerzése a forgalomba hozó vállalatok és a vasút hatáskörébe tartozik. A szo-
148
FUTOBERENDEZÉSEK
---- -
-
~.
9800 35 2,0 4,0 4,5 kJJkg 40000 max. 10 ISO 100 41000 42700 39000 % -5 55 oE kcalJkg10200 9300 9600 9700 OE oC 10000 SO 51-5 eSt eSt oE SO 40500 41900 168 10200 9500 9400 9800 76 122 55 9800 10000 55 50,970 39300 39800 42700 41900 -5 0,870 5 0,1 0,10 4,5 5,0 1,2 30,0 12,0 0,15 0,5 0,9SO 0,02 0,900 0,930 0,950 0,880 0,995 0,15 0,2 2,0 0,820 0,940 II 30,0 2; 3,0 4,0 kJJkg 2,0 I 1-5 0,5 55 0,985 0,965 0,820 2,0 kcalJkg 5 min. 1,0 00 NyomokNyomok0,02 I% 0,2 135110 I ban ban 20I oC-on, min. kgfl1,0max. Háztartási Könnyií I
\
SZERKEZETEI,
táblázat. Olajok jelIemzéii
TüzeJooJajok FiítooJajok ;;.~mo F~30 1
ANYAGAI
Kénmentes Könny(\
I I
Általános Könny(\
F-8S/J60
I
I 55
Közép
F-90/180
I
Nebéz
•
I kásos szállítóeszközök a közúti tartályos jármuvek vagy vasúti tartálykocsik. Nagy fogyasztók esetében, mint pl. az erlSmuvek és kohászati üzemek, számításba vehetlS még a hajóval vagy a közvetlenül cslSvezetékben való szállítás is; ez utóbbi a finomító és a felhasználó tárolótelepeit köti össze. Le/ejtés. A futlSolaj szállítására használatos tartálykocsikat glSzfiitésu cslSkigyókkal szerelik fel; a lefejtéshez szükséges futlSglSzr51 a felhasználónak (a fogadónak) kell gondoskodnia. A felmelegítéshez szükséges telitett glSz hlSmérséklete (nyomása), ill. mennyisége a lefejtendlS olaj minlSségétlSl, ill. mennyiségétlSl függ. Ennek megállapitásakor figyelembe kell venni a tartály Mveszteségét is. A Magyarországon használatos tartálykocsik fut5csokigyóját úgy méretezték, hogy 9... 10 órán át tartó futéssel a tartályban tárolt futlSolaj hlSmérséklete kb. 50 OC-kal emelhetlS. A fut&:slSkigyó glSz-, ill. csapadékviz-elvezetlS csatlakozóját a vasúti tartálykocsi két végén helyem el. A kocsik mindkét olda-
lán van egy-egy lefejt&zelep. A lefejtés gravitációval vagy szivattyúzással lehetséges. A lefejtlSszi· vattyúkat (szivattyúházat) célszeru a lefejtési hely közelében elhelyezni, hogy a lefejtlSvezetékek minél rövideBbek legyenek. Ezeket 3... 5° lejtéssel kell fektetni, lehetóleg minél kevesebb irányeltéritéssel. A lefejtlSszivattyúk elé durva sziirlSket szeremek (finom sziirlSk ui. a lefejtlS szivóvezeték ellenállását nagyon növelnék). 35 OE viszkozitásig alefejtéshez örvényszivattyúk, efelett fogaskerék-, csavar- vagy dugattyús szivattyúk használhatók. A lefejt&zi· vattyúkból megfeleilS tartalékra is szü~g van: leg· alább két lefejtlSszivattyút kell beépiteni, amelyek· nek mindegyike a teljes mennyiséget tudja szállítani. A lefejtlSvezetékben az olaj Mmérsék1etét mérni kell, célszeru ezenkivül a sziirlSk elpiszkolódását je1z6 nyomáskü1önbségnek és a szivattyúk miiködésének ellenlSrzésére feszmérlSt beiktatni mind a sziv6-, mind a nyomóoldalon. Az olajat tárolótartályokba fejtik le.
t
KAZÁNOK
149
Olajtárolók. Az. olajtároló nagysága több tényezötc51függ : - az épület helyzetétc51, - az olajszálHtás körülményeitc51, - a rendelkezésére álló futc501ajtulajdonságaitói stb. Az. ideális tartály - amely az egész futési idc5szak olajszükségletét befogadja - általában megvalósíthatatlan a nagy helyigény és költséges berendezés miatt. Futési célra az olajszükségleta következc5 képlettel becsülhetc5:
A túlfolyótartály térfogata a tárolótartály urtartalmának liS része. A tárolóberendezések vagy hegesztett acélból, vagy betonból készülnek. A tárolók elhelyezése során a tUZfendészeti elc5írásokat be kell tartani. A 6-22. aj és hj ábra épületen kívül, Ióld alatt, ill. épületen belül elhelyezett tartályokat szemléltet. Az. olajtartály elengedhetetlen tartozékai: - elzárhatatlan szellc5zocso. Ennek célja, hogy az olaj felszíne Iólött összegyulc5gázokat a szabadba kivezesse. A robbanási veszély meggátlására a szellozc5vezeték keresztmetszete a töltc5vezeték keB=(O,18-0,2)Q kg/év, (6-1) resztmetszetének kb. 1,5-szerese; - olajmennyiség-mutató; ahol Q a maximális pótlékolt hc5veszteség, W - túlfolyóvezeték (9O... 95%-os töltés esetén); (kcaljh). - homérséklet-ellenorzc5 (a suruség ellenc5rzéRendeltetésük szerint a tárolótartályok lehetsére). nek: - hosszabb idore szóló készlet tárolására (tarTárolótartályok elhelyezé§ének építészeti szemtalék befogadására) alkalmas tartályok, méretezé- pontjai. A fóld felett épített tárolóberendezéseknek sükre eloírás nincs. A gyakorlatban általában 2 heti körüljárhatóknak és minden oldalról ellenorizhetokmennyiséget tárolnak. Amennyiben arra lehetc5ség nek kell lenniök. A tartály alatt olajfelfogó gödröt van, célszerubb 3.. .4 heti tartalékot tárolni; vagy mellvédet kell építeni, amely a tartály meg- napi, ill. közbensc5 tartályok, amelyek egy hibásodása esetén a tartály térfogatának megfelele5' olajmennyiséget be tudja fogadni. Célszeru a kivagy három muszakra (egy napra) elegendo olajat tárolnak; sebb tárolók olajfelfogóját szitált kaviccsal feltöl- túlfolyó-, ill. leürítotartályok, amelyek a tá- teni. Ez tartálytuz esetén a tuz korlátozása szemrolótartály leürítésére, túltöltésének meggátlására, pontjából is kedvezo. A felfogó fölött helyezik el a víztelenítésére és iszapeltávoIítására használatosak. tartályból elmeno olajvezeték gyorselzáró szelepét 12
12
8 8
/11/SliVOf!/lÚhOZ 9 10 19
7 9
3
" 17
16
aj
lJ) 6-22. ábra. Olajtároló elhelyezése
aj föld alatti olajtároló és szerelvényei 1 sz6roedény; 2 töltoakna; 3 töitocso; 4 berobbanás ellen védo szerkezet; 5 dóm; 6 mér6cs6; 7 földe161emezés vezeték; 8 levegoz6cs6; 9 akna; 10 mérocso zárósapkája; 'll szívócso; 12 levegllzöcso lángbecsapást gátló szerkezete; 13 kavics- vagy homokfeltöltés ; 14 lábszelep; bJ épületben elhelyezett olajtároló és szerelvényei 1 tartály; 2 töit6cs6; 3 töltöcsonk; 4 faliszekrény; 5 visszacsapó szelep; 6 szívócso; 7 szivattyú; 8 lecsapolócsonk; 9 faliszekrény; 10 önmöködó áróozelep; leveg/l2ÖCs6; 12 robbanásvédo szerkezet; 13 kamra; 14acélajtó; 15 alsó szellóz6; 16 felso szellozo; 17 beton (talajszint); 18 folyadékszint-mutató; 19 földeIt lemez és vezeték; 20 kézi tOzoltó készülék
II
150
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
let folyt az utóbbi idoben beton tárolótartályok korrózió elleni védelmének fokozására fluoros kezeléssel. Az olajat a tartályokból az olajfajtának megfelelo szivattyúzási homérsékleten szállítják el, amelynek alsó határát az olaj viszkozitása szabja meg. A szivattyúzási homérsékletet a tárolóba épített futoberendezések tartják fenn. Atmoszferikus nyomású tárolókban a 90 oC olajhomérsékletet túllépni nem szabad. A felhabzás nemcsak anyagi kárral jár, hanem üzemviteli hiba forrásává is lesz, mert ilyenkor a szivattyúk nem szállítanak, sot a tárolóedénybol kifutó olaj súlyos balesetet is okozhat. Az olajat a tartály fenekén elhelyezett futocsokígyóval, az elszívás helyén pedig alkalmasan kialakított átfolyómelegítovel melegítik. Az eló'bbi csoregiszter csak arra használatos, hogya tárolóedényben egy viszonyJag nem túl vastag alsó olajréteget a dermedéspont feletti homérsékleten tartson, és folyamatosan juttassa az olajat az átfolyó és az elszívási hely közelében levo elomelegítohöz. Kisebb teljesítményre villamos futésu berendezést alkalmaznak. A villamos futotesteket zárt fémhüvelyben helyezik el, és mint merülo futotesteket
is, amely csotörés vagy tüz esetére nyújt biztonságot. Épületben elhelyezett tároló esetén a tárolóhelyiség padlóját lábazattal (felfogóteknovel) kell körülvenni. Ez olyan magas legyen, hogy a közrefogott térbe a tároló teljes olajmennyisége beleférjen, és a lábazat még ilyen esetben is 20 cm-rel az olajfelszín fülé érjen. A füldbe süllyesztett tartályokat fokozott figyelemmel kell kipróbálni mind a köpeny szilárdsága, mind az alkalmazott olajmelegítési rendszer üzembiztonsága szempontjából. Földbe ásott tárolók esetén általában nincs szükség a tartályok különleges hoszigetelésére. A földbe ágyazott tartályok korrózió elleni védelmére azonban fokozott gondot kell fordítani. Erre a célra háromszoros aszfaltréteg, kétrétegu jutapólya nyújt megfelelo biztonságot. Betonból készült, földbe süllyesztett tárolók esetében a külso szigetelés kevésbé lényeges, de annál nagyobb a jelentosége a beton tömör, szivárgásmentes zárásának. A hajszálrepedések csak megfelelo kezeléssei szüntethetok meg. Erre leginkább a különbözo muanyagok és mugyanták váltak be. Elonyösen alkalmazhatók belso bevonatként polivinilanyagok és poliszulfidkaucsukok. Több kísér-
l' 2 9
•
14 J
2
15.
1J
8
to
6-23. ábra. Olajtárol6 és a napi tartály kapcsolata 1 töltövczeték; 2légzovezeték; 3 túJfolyóvezeték; 4 szívóvczeték; 5 visszacsapó szelep; 6 elzárószelep; 7 hIlhatásra záró szelep; 8 Iefcjt6sz6róö 9 olajtároló; 10 föld alatti tartály; lefejt6akna; 12 olajég6; 13 kéziszívattyú; 14 kazán; 15 földel6elem; 16 földel6vezeték
II
ISI
KAZÁNOK 18
g
17
13 12 ---
I -....
219~/
I
Fuloo/gj' -
-
8egyújfóolaj
**"*
Túlfolyó
••.........
Légzo
6-24. ábra. Olajtároló és elokészíto rendszer kapcsolata 1 kazán; 2 égo; 3 túlfolyótartáJy; 4 begyújtóolaj napi tartály; 5 flitoolaj napi tartály; 6 begyújtóolaj-tároló tartály; 7 futoolaj-tároló; 8 szelep; 9 tolózár; 10 csap; Il szivattyú; 12 szúro; 13 homéro; 14 feszméro; 15 lángbiztosító; 16 hohatásra záró szelep; 17 folyadékszint-mutató; 18 rugós biztosítószelep; 19 súlyterhelésú biztositószelep; 20 gyorselzáró szelep
vagy átfolyó hevítot alkalmazzák oket. Különös gondot kell fordítani a villamos futés tuzvédelmére. Az olajszállítás esetleges kimaradásakor mind a futotest, mind az olaj károsan túlmelegedhet. Ennek meggátlására a futoáram megszakítására automatát építenek be. A kazánházban vagy amellett helyezzük el az Ún. napi tartályt, amelybol kb. egy napi, kisebb berendezések esetén két-három napi szükségletet fedezhetünk. A tároló és a napi tartály összekapcsolása a 6-23. ábrán látható. A 6-24. ábra a teljes tároló és elokészíto rendszer kapcsolását szemlélteti.
3
6-25. ábra. Asztrahan olaj tüzelo berendezés 1 ttízáUó téila; 2 olaj; 3 viz
Olajégok. Az elso sikereket az olaj viszonylag gazdaságosabb eltüzelésével Oroszországban érték el. Itt alkalmazták elsosorban azt a tüzelési módot, hogy az olajat apró cseppekre bontva égették el. Valószínuleg az-Asztrahan nevu berendezés volt az elso, amellyel viszonylag gazdaságosan tudtak tüzelni, s amelyben az olajat goz segítségével bontották apró cseppekre. Ezt a berendezést hosszú ideig használták nyersolaj elégetésére, foleg házak futéséhez (6-25. ábra). A tüzeloberendezés egy vagy több lapos tálból állt, ahová az olaj a tartályból gravitációs úton jutott. A tál fölé helyezett tuzálló téglák sugárzó hoje párologtatta el az olajat. Kizárólag olaj használata esetén azonban a koromképzodés igen nagy mértéku volt. Egy másik tartályból ezért vizet engedtek a tálba, s a hirtelen elpárolgó víz por1asztotta az olajat. Így. az olaj jobban keveredett a levegovel, kevésbé volt kormos a láng, és a tál is kevésbé kokszosodott. A manapság használatos olajégoket a következok szerint csoportosítjuk: - elpárologtató és elgázositó égok; - nyomásporlasztásos égok; - porlasztásos égok (levego és goz); - forgóserleges égok.
152
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
8 6-26. ábra. Elpárologtat6
égo
.
1 kézi szabályozó ttíszelep; 2 úszó; 3 biztonsági úszó; 4 rugó; 5 visszaálUtó gomb; 6 mágnesszelep; 7 olaj; 8 adagoló; 9 levea6
Az elpárologtató égoket (6-26. ábra) csak egészen kis berendezések esetében és kizárólag könnyu olajok eltüzelésére alkalmazzuk. Az utóbbiak maradék nélkül elpárologtathatók. A teljesítményt kényszerített levegoadagolássallehet fokozni (6-27. ábra). Széntüzelésu kazánok olajtüzelésre való átálIításakor használhatók az elgázosító égok, ahol az elpárologtatási folyamatot még az égotérben termikus bomlás követi, tehát az égoszájból nagyobbrészt csak gázok (amelyek lehetnek éghetok és nem éghetok) jutnak a tuztérbe. Ezért gázlángszeru az ilyen égok lángja (6-28. ábra) .. A nyomásporlasztásos égok is segédenergia nélkül muködnek, de nem párologtató vagy gázosító elven. A porlasztást az a nyomás idézi elo, amellyel a tüzeloanyag az égobe jut. A teljes égéshez szükséges levegot szekunder levegoként adagoljuk be, és ezt a levegot - különösen nagyobb egységek esetén - elomelegítjük. Ez az égotípus foglalja el a legkisebb helyet, és egyébként is számos szerkezeti, szerelési elonye van. Hátránya, hogy kisebb viszkozitású tüzeloanyag szükséges hozzá, mint a következokben ismertetésre kerülo surítettlevego-porlasztásos égo, és a tüzeloanyagot tökéletesen meg kell szurlli. A legyegszerubb nyomásporlasztók az örvénykamra elvén muködnek (6-29. ábra). A folyékony tüzeloanyag érintolegesen lép be az örvénykamrába. Ott spirálmozgást végez, amelynek sugara a kiömlonyílás felé csökken. E sugár csökkenésévei no a szögsebesség. A tüzeloanyag nagy sebességgel hagyja el a.porlasztónyílást.
A nagynyomású porlasztófúvókákat különbözo pakurafogyasztásra készítik, adott túlnyomásra és különbözo porlasztási szögekkel. A terhelés ingadozásakor az égo teljesítményének csökkentése a porlasztási nyomás csökkenéséhez vezet, ami az égési folyamat romlását idézi elo.
2 .J
6-27. ábra. Ferde lángú elpárologtat6
égo
1 ventillátor; 2 levea6; 3 olaj; 4 clpárologtatótál
1
~ 6-28. ábra. Elgázosít6 égo 1 porlasztó; 2 olaj be; 3 olaj vissza; 4 levea6; 5 viaszaáramló gbokt 6levea6kamra; 7 égIlkamra
153
KAZANOK
Ezért az örvénykamrában lényegében állandó olajáramlást tartunk fenn, és a felesleges tuzeloanyagot visszafolyó-vezetéken át az olajtartályba juttatjuk. A fogyasztást a visszafolyó-vezetékbe beépített szelepek szabályozzák. Ilyen szerkezeti megoldásra mutat példát a 6-30. ábra. A 6-31. ábrán nyomásporlasztásos porlasztófejek elvi vázlata látható. Az a) ábra egyszeru nyomásporlasztót szemléltet. A teljesítmény szabályozásakor itt az olajmennyiség csökkenéséveI kb. arányosan csökken az áramlási sebesség is, ami a porlasztási jellemzok rohamos romlását (kúpszögcsökkenést, cseppnagyság-növekedést) idézi elo. Ennek kiküszöbölésére alakitották ki a visszafolyásos porlasztókat [b) ábra]. Ezekkel a visszafolyó olaj mennyiségét szabályozzuk. Az öivénykamrába lépo
.<~-
d)
6-31. ábra. Nyomásporlasztásos elvi vázlata
r--
1 örvénykamra ; 2 állitható dugattyú
6-29. ábra. Nyomásporlasztásos
1245
porlaszt6fejek
égo elve
-
6-30. ábra. Terhelésingadozás
felvétele
1 taqenciális rá; 2 beáramló olaj; 3 fúvókanyflú; <1visszafolyónyilás: 5visszafolyó olaj; 6 örvénykamra ; 7 porlasztott olaj
olaj mennyisége hozzávetoleg állandó. Az örvénykamrában a tangenciális sebességek is közel állandók, ezért a teljesítmény csökkenésekor a porlasztási jellemzok sem romlanak túlságosan. Hasonló célból fejlesztették ki a résszabályozós porlasztókat is [c) és d) ábra], ahol a közel állandó tangenciális sebességet az örvénykamra réskeresztmetszeteinek változtatásával lehet fenntartani. A c) ábra kivülrol mozgatható dugattyús résszabályozót mutat, a d) ábrán látható típuson pedig az olaj nyomása a rugónyomás ellenében mozgatja a résszabályozó dugattyút. Elofordul egyes esetekben a visszafolyásos és a résszabályozós megoldás kombinálása is. Összeépitett nyomásszabályozós égot szemléltet a 6-32. ábra. Levego- vagy gozporlasztás esetében a porlasztáshoz szükséges energiát részben vagy teljes mértékben a porlasztóközeg : goz vagy levego energiája fedezi. A nyomásos porlasztókhoz képest itt az olaj nyomása kicsi,. gyakran gravitációs úton jut az olaj a fúvókához. Gozporlasztásos égot szemléltet a 6-33. ábra. A gozporlasztás elonye, hogy tömör, fényes, tökéletes elégést biztositó lángot hoz létre. A goz könynyen szabályozható és a kazánban amúgy is rendelkezésre áll. A gozfogyasztás viszont a termelt gozmennyiségnek kb. 4%-át teszi ki, és ez hátrány, hiszen növeli a betáplálandó tápvizmennyiséget.
FuTÖBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
SzivaftfllÍblolrlr ~CI>
ANYAGAI
Ezenfelül a gozmennyiség növelésével korrodáló, oxidáló hatások jelentkeznek. Központi futéshez legelterjedtebben a középnyomású levegoporlasztásos égoket használják. A porlasztáshoz szükséges energiát 0,3... 0,5 bar (0,3... 0,5 at) túlnyomású levego adja. A levegot rendszerint lamellás (késes) forgókompresszor suríti. A porlasztólevego az égéshez szükséges levegonek 5... 10%-a, a többi levegot a nyomásporlasztásos égohöz hasonlóan ventillátor szállitja. Legelterjedtebb formája az emulziós égo, amelynek körgyuru keresztmetszetu fúvókájába olaj-levego emulzió áramlik (6-34. ábra). A tartályból érkezo olajat az szuron keresztül a 2 olajszivattyú a 3 olajszabályozooa nyomja. Innen a 4 adagolószivattyún keresztül az olaj az 5 levegokompresszorhoz jut, azt keni is, innen mint olaj-levego emulzió a 6 levá!asztóba folyik. Az adagolószivattyú biztosítja, hogy a viszkozitás változása ne befolyásolja a porlasztóba kerülo olaj mennyiségét. A körgyuru keresztmetszeten átáramló levego--olaj emulzió elporlad, míg az olaj többi része a 6 szelep szabályozása folytán kerül a középso csóbe. Az égo egyéb részei, a levegoszállítás, a gyújtás ugyanaz, mint nyomásporlasztás esetén. A nyomásporlasztásos égokkel összehasonlítva, ezek az égok drágábbak, zajosabbak, üzemük kényesebb, de az olaj viszkozitására nem annyira érzékenyek. 4-6 oE viszkozitás esetén is jól muködnek. Kevésbé érzékenyek az eltömodésre, mert ugyanolyan olajmennyiséghez a kisebb olajnyomás miatt nagyobb átméroju fúvóka kell. Ezért kis teljesítményre is kitunok. Az olajszivattyút, légkompresszort, adagolószivattyút egy öntvénybe építik. A fúvókát itt is gyorsan záró szelep zárja az utáncsöpögés megakadályozására. A forgóserleges égok szerkezeti felépítése eltér az az eddigiekétol, rendszerint ugyanarra a tengelyre szerelt porlasztóserlegbol és primer (egyben porlasztó) levegot eloállitó ventillátorból állnak. A 6-35. ábrán összetett kazánégo látható. A porlasztás villanymotorral hajtott forgóserleg által eloidézett centrlfugális ero hatására jön létre. Ezt a hatást a befújt primer levego egészíti ki. A láng nagy kiterjedésu és tökéletes elégést eredményez. Az égovel egybe van építve valamennyi kapcsolatos szerkezeti elem, a motor, a ventillátor, a folyadékszuro, a szivattyú, az adagolószabályozo és az elomelegíto. Az elektromos vezérlés automatikusan kikapcsol, ha a tüzeloanyag-adagolás rendellenes, vagy ha a láng kialszik stb. Adott kazánhoz a megfelelo égo kiválasztása több tényezotol függ, és a helyes döntéshez igen sok szempontot kell mérlegelni. Közülük a legfontosabbak: az égo teljesítménye; az olaj mino-
1
6-32. ábra. Nyomásszabályows
égo
1 szdr6; 2 szivattyÚ; 3 nyomásszabályozó; 4 ventillátor; 5lapátsor; 6 fúvóka; 7 gyújt6clcktródok; 8 gyújtótranszformátor
--1/,": •. 3/*"
6-33. ábra. Gozporlasztásos égo 11,5 bar 0,5 at) nyomású olaj; 2 3 ... 4 bar (3 .•. 4 at) nyomású g6z
6-34. ábra. Levegoporlasztásos
égo
1 szdr6; 2 olajszivattyÚ; 3 olajnyomás-szabályozó; 4 adagolószivattyú; 5 levcg6komprcsszor; 6 leválasztó; 7 lapátsor; 8 fúvóka; 9 vcntillátor
155
KAZÁNOK
12
8 13
9
6-35. ábra. Forg6serleges égo 1 olaj; 2 szúro; 3 olajszivattyú; 4 olainyomás-szabályozó; 5 olajelzáró és olajmennyiség-beállító csavar; 6 mágnesszelep az olajmennyiség szabályozására; 7 minimális olajbeállító; 8 gyorszáró mágnesszelep; 9 e1omelegito; 10 levegoszabályozó mágnesszelep; 12 ventiUátor; 13 forgó serleg; 14 szekunder levego
sége; a tuztér kialakítása; a láng alakja (mérete); a szabályozási igény; a meglevo segédenergia; az automatizálási igény; a .turheto zajhatás; az égo, ill. a hozzá tartozó segédberendezések költsége; az égo üzemeltetési költségei; a várható karbantartás költségei; a kezeloszemélyzet muszaki képzettsége; a helyi adottságok. A kazánok várható terhelésingadozásának figyelembevételével olyan égotípust kell kiválasztani, amely a megadott határok között jól szabályoz-
II
levegoszabályozó csappantyú;
készülék hazánkban már kereskedelmi forgalomba is került [17]. Néhány megoldás: - a hotároló anyag (magnezit, sóolvadék, öntöttvas) levegot melegit fel, és ezzel a levegovel hocseréloben futjük fel a futési rendszerben keringtetett vizet (6-36. és 6-37. ábra);
ható.
Nem elhanyagolható szempont az égok beszerzési lehetosége sem. Az égotípusok közül leginkább a nyomásporlasztásos és a forgóserleges rendszeru égok kipróbált és megbízható típusok. 6.1.3.3.
1
Gáztüzelés
A gázok fajtáit, jellemzoit, a hazai gázféleségeket, a gázszálIítást, szerelvényezést a 30. fejezet tárgyalja.
6.1.4. Villamos fútésíi kazánok
3 A következokben néhány lehetoséget ismertetünk villamos központi futési kazánok alkalmazásám. Ezek kialakítása még kezdeti állapotban van. Ilyen
6-36. ábra. Villamos fútésú kazán
1 központi
fdtési csohálózat; 2 szivattyú; 3 levego-viz hocserélo; 4 ventillátor; 5 h6tároló anyag (magnezit, ill. öntöttvas); 6 h6szilletelés
156
FÜTOBERENDEZÉSEK
7
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
- a vizet 150 OC-rafiitjük, és a tároIt· vizzel hocseréloben melegitjük fel a futési körben keringtetett vizet (6-43. ábra). Alkalmazhatunk hotároló anyagként olajat is. Ezesetben a tárolt olaj hocseréloben melegiti a futési körben keringo vizet (6-44. ábra). Felmerülhet az a gondolat is, hogy fiitsünk közvetlenül olajjal. A gazdaságossági és muszaki feltételek tisztázása most van folyamatban. A lehetséges megoldások összefoglaló jellemzoit a 6-9. táblázat, a jósági sorrendet a 6-10. táblázat tartalmazza.
1 7
2
'7
8
I
J 6-37. ábra. Villamos fútésú kazán 1 központi flítési csohálózat; 2 szivattyú; 3 loveg6-vlz
hocsorélo; 4 vontillátor; 5 sóolvadék-tartály; 6 flít6patronok holyo; 7 hosziiOtoIés
9 6-39. ábra. Villamos Cútésú kazán 1 központi flítési csohálózat; 2 g6z-v1z hllcserél6; 3 kondenzálótér; 4 vizvlsszatápláló cso; 5 sóolvadék-tartály; 6 flítopatronok helye; 7 atmoszféra; 8 nyomástartó edény; 9 hoszigetelés
6-38. ábra. Villamos fútésú kazán 1 központi f6tési csohálózat; 2 g6z-v1z hocsorélo; 3 kondenzálótér; 4 vlz-viaszatápláló Cso; 5 hotároló anyag (magnezit. ill. öntöttvas); 6 hoszigetelés; 7 atmoszféra; 8 nyomástartó edény
- a hotároló anyag (magnezit, sóolvadék, öntöttvas) vizet gozölögtet el, és a gozzel hocseréloben fiitjük fel a fiitési rendszerben keringtetett vizet (6-38. és 6-39. ábra); - a hotároló anyag vizet melegit fel, és a vizzel hocserélóben fiitjük fel a fiitési rendszerben keringtetett vizet (6-40., 6-41., 6-42. ábra);
6-40. ábra. Villamos fútésú kazán (a hotároló anyag víz) 1 he_res víztartály; 2 központi flítési csohálózat; 3 hoszigetelés
157
KAZÁNOK 6-10. táblázat.
5
Primer hClátvevCl Magnezit HCltároló anyag
közcg
S601vadék Víz Öntöttvas Viz Magnezit Olaj
f
Villamos kazánok
I
jósági sorreudje
Víz Goz Levego
SOOlvadék
6-41. ábra. Villamos fútésú kazán (a hotároló anyag magnezit, ill. öntöttvas) 1 központi CtíUsi csohálózat;
2 viz-vlz h&aeréli5; 3 hiltároló anyalI (maanezit, m. öntöttvas); 4 hoszigetelés; 5 tágulási tartály
6 6-9. táblázat. Villamos kazánok tett vii· h6átvev6 W 175,0 35,0 teljealtvillalamos tett tott tér-térmény H6te1jes1t·10-' 10 58 50mos Víz 17,15 3,43 2,2 0,098 26,5 0,152 5,3 0,0205 0,95 0,44 3,35 3,6 0,67 4,8 11,8 0,96 0,12 50 10 0,027 Levego 35,0 0,0192 0,027 0,0125 11,6 175,0 mény. teljesítmény, 0,068 11,6 kcal/h m m'/kW 11!6 I Beépifoptl I 2,36 35,0 111,6 II Víz 35,0
-- I
I
BeépI-
I fog~t, I
1
--
5
6-42. ábra. Villamos fútésú kazán (a hótároló anyag s601vadék) 1 központi futési csohálóZat; 2 viz-víz h&aeréICl; 3 sóolvadék-tartályok; 4 futllpatronok helye; 5 hoszigetelés; 6 tágulási tartály
Egyszerliség szempontjából osztályozva természetesen az atmoszferikus nyomáson tárolt viz a legkedvezobb. Ehhez azonban megnövelt futofelület tartozik a futési kör oldalán. Sorozatgyártás tekintetében elsosorban a következo két megoldás jöhet szóba: sóolvadék-goz vagy (és) 1 bar (1 at) nyomású viztartály . Amennyiben a sóolvadékkal kapcsolatban korróziós problémák mutatkoznak, akkor a magnezit-goz megoldást kell elonyben részesíteni. A villamos futésu kazán muködése a 6-45. ábrán látható.
158
FÜTOBERENDEZÉSEK
ó
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-46. ábra. Gáztüzelésu kazántelep ~ 1 kazán; 2 kémény; 3 beáramló levego; 4 kiáramló levego; 5 v1ztelenltoakna; 6 kapcsolótábla; 7 szerelonyl1ás
5I J
6-43. ábra. Villamos futésú kazán (a hótároló
anyag víz)
1 központi futési csohálózat; 2 víz-víz hocserélo; 3 forró víz (1SO OC); 4 hosziaetelés; 5 hengeres viztartály ; 6 tágu\ásí tartály
5
1
J
6-44. ábra.
Villamos
Induljunk ki a berendezés hideg állapotából. Ilyenkor a primer hálózat minden része hideg vízzel telített, pusztán az 1 tágulási tartály ürül ki szinte teljesen. Üzem közben, amikor a 2 hotároló kazánban a homérséklet 100 °C-nál magasabb, a víz elgozölög a 3 elgozölögteto kamrában és kiszorítja a vizet a tágulási tartályba. Ameddig nincs futési idény, addig a vízszint a hotároló blokkok alatt marad, miközben a 4 hotároló anyag kb. 600 oC-ra felmelegszik. Amikor megindul a hoelvétel (a futés), az 5 futési eloremenó'ben (szekunder hálózatban) levo 6 hoérzékelo hatására kinyílik a kazán 7 kondenzgyujto csonkján a primer hálózatba beépített 8 mágnesszelep, és így a 9 ellenáramú készülékbol a primer kondenzvíz visszafolyhat a kazánba. Megindul a körforgás és a stacionárius futési folyamat. A kazán-holeadókamrában a vízszint mindig a hoelvétel mértékétol függoen áll be. Amint a futovíz eléri a beállított, kívánt értéket (általában a külso homérséklettol függoen a 40 ... 90 OC-ot), a mágnesszelep ismét lezár, a felgyülemlett kondenzátum visszaszorítja a gozt az ' ellenáramú készülékbol, s a hoátadás megszunik.
fútésú kazán (a bótároló anyag olaj)
1 központi futési csohálózat; 2 olai-vlz hocserélo; 3 olaj; 4 hoszigetelés; 5 tágulási tartály
6.1.5. Egyéb kazánházi berendezések A központi futésu kazánházakhoz általában nem szükséges különösebb tápvíz-elokészítés. A kazánokon és a tüzeloanyag-szállító eszközökön kívül a hokiadáshoz szükséges berendezések és szerelvények a kazánházak egyéb tartozékai. A kazánház elemeit a három jellegzetes tüzelési módra: szilárd, olaj- és gáztüzelésre, három jellegzetes teljesítmény-nagyságrendre együttesen szemlélteti a 6-46., 6-47. és 6-48. ábra.
1
f 7 6-45.
ábra.
Villamos
fútésu kazán muködési
vázlata
1 táaulási tartály; 2 hc5tároló kazán; 3 e!gozölögtetokamrák; 4 bötároló anyag; 5 ftitési eloremeno vezeték; 6 hoérzékelo ; 7 koncfenzgytijto csonk; 8 mágnesszelep; 9 ellenáramú ké8zül6k
6-47. ábra. Szilárd tüzelésú kazántelep 1 kazán; 2 kémény; 3 tisztítónyílás; 4 heáram1ó levego; 5 kiáramló leveg6; 6 szilárd tüzeloanyag tárolólere; 7 tüzeloanyag ledobónyílása; 8 salaktároló edények; 9 salakledobó és felvonó; 10 kezelojárda; II kapcsolótábla; 12 osztó, gyujto, szivattyúk helyisége; 13 szivattyúk; 14 osztó, gy\1jtó
~III II ~ 1 II 1
1
etszef
1-
F.W~~
5,5
159
KAZÁNOK
.,
8 metszet
•.....
r
A
6
7 Bme/szel
A metszel ~91 5,0 ~ 4. r!i(UD7_~7_M~J,2_},D7?;ÖU:/,0
2,2
I •.
2
A
A I
8 \
0,6
-;;;"
160
FÜTÖBERENDEZÉSEK
A-8
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
metszet
6
=
5 6-48. ábra. Olajtüzelésu kazántelep 1 kazán; 2 olajélÓ; 3 kémény; 4 kéménytisztltó nyitás; 5 beáramló levego; 6 kiáramló levego; 7 meIegviz-termelo berendezés; 8 'Vizte1enltóakna; 9 olajtartály; 10 napi olajtartály; II kapcsolótábla; 12 osztók, ay6.itók, szivattyúk he1yisége; 13 szivattyúk; 14olajszivattyúk; 15 osztók, gyÖjtok;16 vészkijárat
6.2. Hocserélok Általánosságban héScseréléSneknevezünk minden olyan készüléket, amelyben az átáramló egyik közegbol a másikba héSadódik áto A fiitéstechnikában héScserélokalkalmazását a következéSktehetik szükségessé: - a rendelkezésre álló héShordozó közeg vagy
annak paraméterei (nyomása, héSmérséklete) nem megfelelok, ezért a hocseréloben az igénynek megfelelo paraméterii hohordozó közeget álHtunk e16; -:- a hofogyasztó rendszer hohordozó közegét el kell választani a rendelkezésre álló hohordozó közeg hálózatától;
161
HOCSERÉLOK
- központilag egyfajta h6hordozó közeget állítunk e16, de különbözo fajtájú és paraméteru közegekre van szükségünk; - hasznosítani kívánjuk valamely elfolyó közeg hotartalmát stb. Ebben a fejezetben csak a központi futések hocseréloit tárgyal juk. Hohordozók szerint megkülönböztetünk gozmelegvíz, goz-goz, forróvíz-melegvíz, ill. forróvíz-goz hocseréloket. A futési hocserélok alap-
vetoen három fo részbol állnak: külso köpeny, belso csobattéria, elofej csatlakozócsonkokkal. A hocserélok úgyszólván kivétel nélkül ellenáramú készülékként készülnek. A két közeg egymáshoz képest ellenkezo irányban áramlik a futofelület mentén. Szerkezeti kialakításuk szerint két alaptípus terjedtel: az U alakú futocsonyalábos hocserélo (6-49. ábra, 6-ll. táblázat) és az egyenes szálú futocsonyalábos, ún. építoelemes hocserélo (6-50. áb-
3
c
1:.
"'H 6-49. ábra. U alakú futocsonyalábos ellenáramú hocserélo. A méreteket a 6-ll. táblázat tartalmazza
L
c -H
c
1 ... 7 csadakozások
Lb-1L
--~l-l
L
[ 6-SO. ábra.
Építoelemes
ellenáramú hocserélo. A méreteket a 6-14. táblázat tartalmazza
ra). Az elobbi vízszintes elhelyezésu, henger alakú, peremes acé1köpenybl5l, ebben elhelyezett U alakú. fütlScsonyalábból és karimás csatlakozású elofejb61 áll. Az elofej, amelyen a' fut6közeg-bevezeto \ és -elvezetocsonkok vannak, a közegnek a fut6csövek közötti elosztására, ill. gyujtésére használatos, ezért belül osztott teru. Általában öntöttvasból készül. Az U alakú futocs6nyaláb csovégeit tárcsaszerli 13Az épületpPészet kéziköayw
csofalba hegesztik. A cs6falat a köpeny és fedél karimái törnítetten fogják közre, oldható csavarkötéssel. A futofelület készülhet acél- vagy vörösréz csobol. A futött közeg csatlakozócsonkjait a köpenyre hegesztik. Ugyancsak a köpenytérhez csatlakozik a biztonsági vezeték, ürítovezeték és biztonsági szerelvény csonkja. A köpeny belso terét lemez választja két térfélre, így a futött közeg cso-
162
FUTOBERENDEZÉSEK SZERKEZETEI, ANYAGAI
.11. táblázat.
ii
~:; " ~I:H 2SO I I 0D
'" C 1: co ..• III .o S6SO ;;j "> OS 1840 2 2 300 89 340 2600 219 324 3700 108 2640 159 1210 3540 28SO 194 3340 700 900 350 700 360 2390 273 600 3040 630 I II 200 hb6IH 32"ilcoli 31SO L 1 1/2 7:il :g 1 3/4 1/2 1/4 3/4 -ó~ -! -8 II J800 I565 108 'il .E
I
I 2000 219
275
225 I ISO
Hazai gyértmányú,
i
>o
]1!
I
mt&:sOOyalábos, elleaáramú lliCSeI'éIa méretei és adatai
..•
~
til
.r
mm
Csatlakozásak
>.
I 2SO
.12. táblázat. liO/90 100/80 lOS/8S 90/70 II tÖS/8S I
U alakú
(A jeJölélek értelmez6sét 1. a 6-49. ábrán)
--
45 90/70 260 280 285 340 295 2SO 270 300 305 310 325 335 m" F6tofeJüJet, 244 221 326 270 275 285 235 300 291 2SO 330 340 215 310 419 331 314 204 267 279 337 302 320 308 372 200 424 390 370 302 262 240 230 220 305 265 260 195 175 295 290 343 361 325 360 401 361 273 256 227 314 349 233 291 395 349 343 378 395 355 401 335 210 225 345 365 380 384 320442 190 355 331 390 413 378 430 I kcal/mih71oC
Hazai gyértmányú, U alakú flitOOiéioyalábos, ellenáramú bÖcsel'élo h&itbocsátási tényez6i forró víz mtoközegre H6átbo~~í~nyezo,k
nyaláb menti ellenáramlása biztosított. A készülék tisztítása nehézkes, a csonyalábot belülr51 nem lehet tisztítani. A készülékek a "Nyomástartó edények biztonsági szabályzata" hatálya alá tartoznak. Megengedett üzemnyomásuk mindkét közeg oldalán 9,81 bar (l0 att) túlnyomás. A h&serél5t a
Q=kA
L1tköz
W (kcal/h)
(6-2)
F6tötl víz homérséklete, oC
összefüggésseI méretezzük, ahol Q az átszármazta· tott h5áram, W (kcal/h); k h5átbocsátási tényez{) a 6-12., ill. 6-13. táblázat szerint, W/m2K (kcal! mIh oc); A a fut5felület a 6-Il. táblázat szerint, ml; dtkoz a logaritmikus közepes h5mérsékletkü· lönbség az (1-175) összef'úggés és az 1-52. ábra értelmezése szerint, oC. A táblázatokban megadot· taktóI eltéro esetekben a'k hoátbocsátási tényez6 értéke az (1-169) összefüggéssei, ill. kis elhanyagolással az (1-163) összefüggéssel számítható. A hIS-
HOCSERÉLOK
- --~-I I
6 620 735 685 710 10 40 645 730 att 820 90/70 10S/8S ilO/90 840 1012 977 835 1000 940 860 971 826 756 599 744 100180 100/80 110190 IOS/8S 907 850 849 640 709 780 615 710 8 645 744 55 942 790 735 810 808 890 1105 950 1041 895 1093 1035 600 755 555 616 550 878 797 797 721 750 1082 930 779 630 685 930 800 870 849 730 826 989 670 695 919 948 815 855 698 650 530 515 715 954 733 0,1 0 ,5 1,0 3,2 90/70 FCito telített 1035 86z 71 71 71
lf
I
6-13. táblázat. Hazai gyártmáDyú, U alakú flltks&lyaIábos, eUeánUn6 •••• -.lIA b6átbocsátási téuyez& teIitett goz 1ltA6zegre •• FCitött viz h6mén6k1ete. ·C -s I 1> kc:al/m"hoC W/m"K
I
1
163
I
6-14. táblázat. Hazai gyártmányú, építoelemes, ellenáramú hkserélo
--------- ----
FCitöcsövek 8,67 3,94 '-.. 108 219 159 219 324 159 273 133 m" 17X2,6 17X2,6 ..... M H ..,<0 mmnélkül, db e felület. 11 212 400 320 1625 9 180 1776 5FCito3276 3008 85 2500 210 250 2008 2776 2276 265 200 428 108 175 2125 2625 2408 1908 2108 1928 2428 1608 3125 1000 1408 55 280 140 76 2450 1950 1450 1308 2308 1808 1500 318 480 2928 2608 2950 19 2500 13 3428 3108 121 534 2508 2908 1508 150 364 300 639 159 2808 27,0 36,0 25,6 27,3 ~~.t!. 410 2000 280 2000 142 537 1,82 8,12
1 ,~U~ d
mérete,!Száma, I GI ~:g cb I10d I 10d1 I
f
I
-----
(A jelölések
-1-
g
S61y
értelmezését
238 322 107 472 347 196 125 160 285 363 450 624
Méretek.
mm
méretei és adatai
1. a 6oS0. és 60S1. ábrán) töltés kp
...•
:.Ii ••••
164
FUTÖBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
átadási tényezlSk az 1.2.3.2., ill. az 1.2.4. fejezetben foglaltak szerint számithatók. Hazai gyártmányú építoelemes ellenáramú hlScseréllSt szemléltet a 6-50. ábra. Méreteit és súlyát a 6-14. táblázat, sorba kapcsolt hocserélok szerelési méreteit a 6-51. ábra és a 6-14. táblázat adja meg. A hocserélo külso, hengeres köpenye forrcso, mindkét végén csofallallezárva, amely egyúttal csatlakoz6perem is. A csofalakba hegesztik az egyenes, 17X 2,6 mm méretff folytacél csöveket, amelyek a
ANYAGAI
ffftofelü1etet képezik. A peremes csofalakhoz kúpos szffkítoidomok csatlakoznak csavarkötéssel. A köpeny két végén, az alsó és felso alkotó mentén vannak felhegesztve a köpeny téri közeg peremes csatla· kozócsonkjai. Ívidomokkal több hocserélo sorba kapcsolható (1. a 6-51. ábrát). A kúpos szffkítoidomokat mindig az ábra szerinti helyzetben kell fel· szerelni! Az építoelemes hocserélo elonyei az U alakú ffftocsonyalábos készülékhez képest: csövei belül tisztíthatók, az ellenáram a készülékben job-
/'1 6-51. ábra.
o
12 L,m 11
as
Sorba kapcsolt épitoelemes ellenáramú h6cserélo. A méreteket a 6-14. táblázat tartalmazza 1
~5 2
Z5
3 3,5 4 M 5
Q, kW
5t5
6 6,5 7-102 1
6v.m/s j1~ 15 ' 14
3
10
2
9
1
8
o 9
7
8
6
7
6
5
0,5
"
4
3
3
2
1
2 L
O
0,5
1
1,5 2
2,5 3
3,5 4. 4,5 5
5,5 6.105
ri, kcal/h 6-52. ábra. NÁ ISO épitoelemes hocserélo kiválasztási diagramja
forróviz-melegviz közegekre "1 a forró viz sebessége a c:aöben; "3 a me1ca viz sebesséll" a köpenyben
165
HOCSERÉLOK
A hotechnikai méretezés elvileg a (6-2) összefüggéssei lehetséges. Gyakorlati méretezésre igen alkalmasak azok a diagramok, amelyek a különbözo átméroju hocserélok holeadását a készülékhossz függvényében adják meg, forró vizre és telített goz futoközegre, különbözo homérsékletviszonyok, ill. goznyomás esetén (6-52... 6-59. ábrák).
>an megvalósitható, az áramlás zavarmentesebb, lagyobb áramlási sebesség választható, a kedvezóbb llak miatt ennek ellenére sem jelentos az ellenállása, lagyobb hoátadási tényezok érhetok el. A hocserélo 15,68 bar (16 att) fut&sooldali és ~,8,~ar (10 att) köpenytéri túlnyomással üzemeltetleto.
1 23'
o
5 6 7 8 9 m
U ~ U ~
ff
a,kW 15 17 18.102 1,61.
10
L,m
v,mls
1,5
",4
9
"'3
8
1,2
7
1t1 "'O
6
0,9
5
0,8
4-
0,6
3
0,5
0,7
0,4
2
==-v.!!jvz 10,3 a2 l1
1 O O
1
2
4 5 678
3
9
ro
ff
U ~ U ~
O 18-105
a, kco/jh 6-53. ábra. NÁ 200 építoelemes hocserélo kiválasztási diagramja
forró víz-meleg víz közegekre "1 a forr6 víz sebesséac a csoben;
O
2
8
6
10
"2 a mclca viz sebesséac a köpenyben
12 l'
a,kW
16
18 20 22 24 28
28.102 1,6
1,1,.
9
1,3
8
1,2
7
1,1
6
0,9
5
0,8
1,0
0,7
4
0,6
as
3
0,1,.
2
0,3
1
0,2
°0
,1.
",l,m/s
10 L,m
0,1
2
4
6
8
W
n
U
$
ffl
m
II
21,.-105-0
a, kcol/h 6-54. ábra. NÁ 250 épitoelemes hocserélo kiválasztási diagramja
forró viz-meleg viz közegekre "1 a forró viz sebess6p
a ClOben; "2 a melea: viz sebessétle a köpenyben
166
FUTÖBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
legviz hocserélok ábrái arra az esetre vonatkoznak, ha a forró viz a csövekben, a meleg viz a köpenyben áramlik. A goz-melegviz hocserélok ábrái arra az esetre érvényesek, ha a gozt a köpenybe vezetjük, a meleg viz a csövekben áramlik.
A folyamatos görbék a felírt hofoklépcsoknek megfelelo homérsékletviszonyok melletti hoáramot, a szaggatott görbék a hofoklépcsoknek megfelelo vizáramlási sebességet adják meg. A forróviz-me-
II ill '-' ~1,pill I 'Í..~oM l'~ _'3J;;:~~iP ['--' o·tt[[[.H~ n T::i lU r -r 1
Q,kW
o r
10 L,m
'--I
4
6
8
10
12 14 16 18
22 24 25
20
~
'"
1,6v:m/s
t5'
III
I
~If--l---'----lIII I -T 1/11 ",1BO...90.·C ° .11.0 I l-I"I-P -tG;180 I 1-~.l- ...--1~ .9_ ...90 1-. IoC II II'~ 1, liT . O .90•C -.-~I R=ilil", l.' ...90'C l' '-I I
_ l'I A' F 1::~I-~--~J-~ -+-'
7,1
28.102
--'
_ _ J...J --L-> ~ 89>r T I T'T_'-'I I 9
__---+-- I_ '-'..Y
2
T........L
T
1,4
1,3 1,2 1,1
~
1,0
6
~9
5
~8 ~7
4
0,6 0,5
3
'2la4
2
v110,3
~2
1
0,1
O
°
2
6
4
8
10
1214
16
18
22
20
°
24.105
élikca/jh
6-55. ábra. NÁ
300 építoelemes forró víz-meleg
1/, a forró víz sebessége
o
0,5
a csoben;
hocserélo kiválasztási víz közegekre
"2 a meleg víz sebessége
diagramja
a köpenyben
O,
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
5 L,m
kW
2
4,5·10 16 .1 v.m's 1,5' l' 1,4
4,5
1,3
4
~2 1,1
3,5
1,0
3
49 ~8
2,5
0,7
2
~a6 ~5
1,5 1
alt. 0,3
.,0,2
0,5
0,1
O
O
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
50 4·10
ri, kca/jh
6-56. ábra. NÁ
150 építoelemes telítettgoz-meleg
hocserélo kiválasztási diagram ja víz közegekre
" a melOll víz sebessé;ae a csoben
167
HOCSERÉLOK
o 5
r
123
na,kWu·w2
5 6 7 8 9 W ff
4
1,6
,{.
~5v,ml$ ~4
L,m 1.,5
--1'1,3
4
1,2
1,1
3,5
1,0
3
0,9 0,8
2,5
0,7
2
0,6
1,5
0,5 0,11-
1
0,3 0,2
0,5
0,1
O O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12.105 O
Q, kca//h
6-57. ábra. NÁ 200 építoelemes hocserélo kiválasztási diagramja telítettgoz-meleg viz közegekre v a meleg
o
". v
V
L,m -
""
1
,....... 1---'"
5
,......
~
- -~1'; -Qi~-lll - h-
2 5 6 ',OP9~ -~V v" -1 76 i-~~'I 8 11 9 '12, I 050~ 24 3 ~j; ; ~ó "::: V ? Qi~ -;:' J
"" O, I "" 1 0 l...--' "" ~ hr U,I 9 bor ~ :;..;. bar (6,Oot) .....+-- Q'2~. ,QE.t,L-
-1:88
-
i I
VIZ
7
sebessége a csoben
8
i
9
10 11
.....-
(3 O afJ-
Q,kW
2
12 1J'10
II
1,6 v,mls
,-)L
1,5 1,4
I I (O:1~~"
4,5
r,3
4
1,2 I
1,1
3,5
1,0
3
-t0,9 0,8
2,5
0,7
2
0,6
0,5
1,5
0,4
1
G,3
0,2
0,5
0,1 O
O
105
0., kcal/h 6-58. ábra. NÁ 250 építoelemes hocserélo kiválasztási diagramja telítettgoz-meleg viz közegekre v a meICa viz sebessélt.
a csoben
168
FUTOBERENDEZÉSEK
4 L,m 3,5
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
ti, kW
o 1 ·2 3 4 5 6 7 8
14 15 16 17 18.102
1,6
1,sv,m/s 1,4 1/3
3
1,2
.•..
1,1
2,5
1,0
0,9
2
0,8 0,7
1,5
0,6
1
0,5 at,. 0,3
0,2 0,1
1 2 3
4
5 6
9
10 11 12 13 14 15
o 16-105
Q,kca//h
6-59. ábra. NÁ 300 épitóelemes h6cserélo kiválasztási diagramja telitettgoz-meleg viz közepe w
a melell víz sebessége a csllben
6.3. Holeadók A gyüjtonéven holeadóknak vagy fütotesteknek nevezett szerkezetek feladata a központilag termeIt, csohálózaton hohordozó közeggel elosztott ho átadása az épület fütött helyiségeinek. A hoátadás részben konvekció, részben sugárzás útján megy végbe. A holeadó szerkezetet döntoen jellemzo hoátadási mód szerint megkulönböztetünk konvekciós, ill. sugárzó holeadókat. (Ez a fejezet csak a konvekciós futotestekkel foglalkozik. A sugárzó holeadók ismertetése a 10. fejezetben található.) A hohordozó közeg lehet meleg víz, forró víz, kis- vagy nagynyomású goz. Újabban kisérletek folynak olaj hónordozóval is. Szerkezeti kialakitásuk szerint a konvekciós holeadók nagyon változatosak. Az alkalmazott tipusok a következo csoportokba sorolhatók: tagos radiátorok, csovázas radiátorok, lapradiátorok, sirna cséSfütéStestek,bordáscs6-ffitotestek, konvektorok. A holeadókat a következéS szempontok figyelembevételével kell kiválasztani: - hoigény (héSteljesítmény); - döntéSen konvektiv vagy sugárzó héSleadás a cél; - a hohordozó közeg fajtája, nyomása, héSmérséklete;
- a futotestek héSteljesítmény-lépcsozése futore· lillet-kiosztás szempontjából; - elonyös fajlagos holeadási jellemzok (adott holeadáshoz tartozó kis futofelület, kis hely· igény, kis anyagszükséglet, kis víztartalom) ; - szabályozhatóság a hoigény változásának meg· felel5en; -
a héSleadógeometriai méretei és méretarányai; a holeadó víztérfogata; esztétikai megjelenés; a holeadó súlya (anyagfelhasználás szempont· jából) és a hohordozóval együtt számított súlya (feleréSsitésszempontjából); - a felszerelés (felerosítés) lehetosége; - ellenállás mechanikai hatásoknak (tárolás, szállitás, szerelés, .használat alatt);
-ár;
- helyszfni munkaigényesség (szerelés, festés); - élettartam (korrózióállóság), javíthatÓság ; - tisztithatóság. A felsorolt szempontok rangsorolása esetenként változhat a holeadó megválasztásában.
169
HOLEADÓK
6.3.1. Tagos radiátorok A tagos radiátorok azonos alakú és méretu elemek (tagok) bizonyos határig tetszoleges számú összekapcsolásával kialakított holeadók (6-60. ábni). A h6'hordozó közeg az elemen belül függoleges irányban kiképzett járatokban áramlik. A járatok száma szerint beszélünk kétoszlopos, háromosz1opos stb. tagos radiátorról. (A 6-60. ábra kétosz1opos radiátort ábrázol.) Anyaguk öntöttvas vagy sajtolt acéllemez. Az öntöttvas tagokat C ll/4" jobb-bal menetu közcsavarokkal, az acéltagokat beépített öntöttvas menetes gyurukbe becsavart közcsavarokkal vagy hegesztéssei kötik össze. A tagok közötti tömítés melegvíz-futés esetén általában kéregpapír, gozfutés esetén azbesztgumi. A csohálózathoz csatlakozás a szélso tagba becsavart kü1s5- és bels5menetes csatlakozódugón keresztül lehetséges. A futotestnek a csatlakozásra nem használt elemeit külsomenetes végdugóval zárják le. Az acéllemez radiátorokat bizonyos számú tag gyári hegesztésével több tagú blokk formájában hozzák forgalomba. A tagos radiátorok összes h51eadásának dönto hányada (mintegy 80%-a) konvekciósan átadott ho. Az acéllemez tagos radiátort melegvíz-futési rendszerekben használják. Kisnyomású gozfutésre gyors korróziós károsodás miatt nem alkalmas. A futoközeg megengedett maximális h5mérséklete általában 110 oC, megengedett maximális túlnyomása általában 3... 4 bar (30... 40 v.o.m). Az öntöttvas tagos radiátor egyaránt alkalmas meleg vízhez és kisnyomású g5zhöz. A megengedett maximális h5mérséklet általában 120 oC, a megengedett maximális túlnyomás általában 4 bar (",4 att). Az acéllemez radiátor f5bb el5nyeként említhet5 kis súlya, kis hotehetetlensége, alacsonyabb ára, nem törik, hegesztéssei javítható; hátránya rövidebb élettartama. A tagos radiátorok lényeges elonye, hogy tel-
jesítményük kello tagszámmal kis lépcsokben, széles határok között választható, ill. az igényhez illesztheto. Helyszükségletük nem túl nagy, víztartalmuk kicsi. Mechanikai hatásoknak jól ellenállnak. A helyszíni munkaráfordítás a blokkok összeszerelése, továbbá festése miatt elég sok. Tisztításuk (sima felületük ellenére) a tagok között nehézkes. Magas felületi Mmérséklet (pl. gozfutés) esetén a futotest mögötti falon a dehidrálódott por szennycsíkokat képez. Tömeggyártásuk és említett elonyös tulajdonságaik miatt szélesköruen alkalmazzák a tagos radiátorokat lakó- és középületekben. A hazai gyártású "DV" típusú (gyártó: Dunai Vasmu, Dunaújváros) acéllemez tagos radiátorok körvonalrajzát a 6-61. ábra, méreteiket és egy tag jellemzoit a 6-15. táblázat, h51eadásukat 90/70 oC melegvíz-futés és különbözo helyiség-Mmérsékletek esetén a 6-62., 6-63. és 6-64. ábra tartalmazza. A "DV" típusú radiátor hidegen hengerelt, 1,25 mm vastag acéllemezbol készül. Az 500 és 600 mm kötéstávolságú elemek 10 tagos, a 900 mm kötéstávolságúak 5 tagos blokkokban készülnek. Melegvíz-futésre 110 oC vízhomérsékletig, ",4 bar (40 v.o.m) üzemnyomásig vehetok igénybe. A hazai gyártású "Tisza" típusú (gyártó: Öntödei Vállalat Kisvárdai Vasöntöde, Kisvárda) öntöttvas tagos radiátorok körvonalrajzát a 6-65. ábra, méreteiket és egy tag jellemzoit a 6-16. táblázat, Mleadásukat 90/70 oC melegvízfutés, ill. 0,098 bar (0,1 att) túlnyomású gozfutés éskülönbözo helyiség-homérsékletek esetére a 6-66... 6-70. ábrák adják meg. A "Tisza" tipusú radiátor szürke vasöntvény, temperöntvény közcsavarokkal. Melegvíz-futésre, ill. kisnyomású gozfutésre 120 oC homérséldetig és ",4 bar (40 v.o.m) üzemnyomásig vehet5 igénybe. A radiátorokat a faltói 50 mm-re, alsó élüket a kész padlófelület fölött 100 mm-re szerelik. ElheD
c
D
6-60. ábra. Tagos radiátor A kötéstávolság;
Belemmagasság;
c
C elemhossz;
D elemszélesség
6-61. ábra. "DV" típusú acéllemez tagos radiátor. A méreteket a 6-15. tábláZat tartalmazza, .III, IV az oszlopok száma
170
FUTO BERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
lyezésük ablak alatt célszeru, szükség esetén belso falon. Az utóbbi esetben a helyiség homérsékleteloszlása egyenlotlenebb (6-71. ábra). A falba épitett alsó támaszokkal és felso bilincsekkel erositik feJ. Ha falra erositésük nem lehetséges a határolószerkezet kiképzése vagy egyéb ok miatt, akkor lábakra állithatók. Az elobbi megoldás elonyösebb, mert a szerelés független a padlóburkolat e1készitésétol és a padló takaritása is könnyebb a radiátorok alatt. Az alkalmazott támaszok és bilincsek számát és azok elhelyezését a 6-72. ábra szeqÜélteti .
ANYAGAI
A tagos radiátorok holeadását régebben a (6-2) összefüggéssei számitották, amelyben k a jellemzo hoátbocsátási tényezo [90/70 oC meleg viz vagy 0,098 bar (0,1 att) nyomású gozfutésu mdiátor, 20 oC helyiség-homérséklet esetén, amikor L1tköz= = 60 oC, ill 80 oC, pasztellszinu hoálló lakkal való bevonással, a fal tói 5 cm-re elhelyezve burkolat Jrcol/h.lrW ,5aGe
56001-
6.5
. "5~;)'
~;OOt-- 6
kafl:ol
15coo
kW
>BO,!-s,5 -~J'500 4400 420(1
14001
.,5
i~~ ~
1-1,5
3. tag
~--~kii~~~iZ t±t± 5 ~~~~~~r5~~;~v~;
25
tag
500-IV.'
'Ot~·5 500
I
ff·
'000 7,M ~Z 1f,Q() 12:..00 1500 IJlOO 22t1Or2.5 1800 1-2
500-/11.
.
~g~ m.t
ff.:
13.001-.
IJ~~4
1000
'00
~'200
'000~~5 2800
r ;,25CO~J
1=:b2éOOI--J '<00
'200t-~ 2000 1800 16fJQ
1'OQ
1200 11000
Wff"n~~~"m~mnnn~UN"MnMn»»UYM»NnJ: ,
I
I
I
I
I
1
I
11111
II
I
11111
I
II
I
II
II
I
I
!SS~~i~~53!S~~aI5!S5!!!S~!!!=S!ml ~ El~~'Ut! i!U~:'U~~~ ~~~ ~.!l!~ ~~!Hi~~~~mtff.n: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~N~~~ ""''''''~
6-62. ábra. "DV" 500-m és 500-IV típusú acéllemez tagos radiátor holeadása és futofelülete a tagszám függvényében tbel helyiség-homérséklet
----
160 0,240 III kpltáblázat. "DV" C III IV Bgytagradiátorok méretei és adatai fíítofeliilete, m' lirtartalma, 220 600 1000 700 0,332 1,78 0,345 0,285 3,27 2,42 2,39 4,83 0,480 1,72 3,48 1,57 2,88 1,18 50I 6-15. típusú acéllemez tagos 0,205 I2,06 II súJya, I1,32 I
I
I
II
1
I
I (A jelölések értelmezését 1. a 6-61. ábnín) II
••..• 't-. ••..•••..•••..•••..••••
6-63. ábra. "DV" 600-II1 és 600-IV típusú acéllemez tagos radiátor holeadása és futofelülete a tagszám függvényében
171
HOLEADÓK 6-16. táblázat •••TISZA" tipusú öntöttvas tagos radiátorok méretei és adatai
----
(A jelölések értelmezését 1. a 6-6S. ábrán)
680 12,9 0,387 I C, Méretek,mm 0,215 1lU 1,80 ,10 II C60 B III I7,2 I6,8 fút6follilete, úrtartalma, m' )kp súlya, 25 30 50 SO 600 21,28 SO 50 1I150 980 50 380 2,10 18,0 10,7 0,340 0,202 0,12 0,540 0,303 1,30 10,7 0,236 III j2SO II I1
I
1
I
Egy tag
D
I
nélkül, felso eloremeno, alsó visszatéro kötéssel], W/m2K (kcal/m2 h oc); A a radiátor ffitofelülete, m2; .dtköz a futoközeg és helyiséglevego közepes homérséklet-különbsége, oC. A k jellemzo hoátbocsátási tényezot általában 10 tagú futotesten mérték, különbözo elemszélesség és kötéstávolság mellett. Néhány tájékoztató értéket a 6-17. táblázat tartalmaz. lD-tol eltéro elemszám esetén k helyett k' hoátbocsátási tényezovel kell szamolni (6-73. és 6-74~ ábra). A .dt"öz közepes homérséklet-különbséget ~tmin LJtmax
~
(Atmin=
tv1-
tbe);
L1tmax
= te1-
tbel)·
Amennyiben a ffitotestek más homérsékletviszonyok mellett üzemelnek, mint amelyek mellett hoátbocsátási tényezojüket mérték, akkor a
k*=kV3 L1ttöz Atköz
W/m2K (kcal/m2h0C) (6-3)
módosított hoátbocsátási tényezovel kell számolni, ahol k a mért jellemzo hoátbocsátási tényezo; L1tköz a méréskor fennálló közepes homérséklet-különbség; L1ttöz a futotest tervezett üzemére jellemzo közepes homérséklet-különbség. Melegvíz-futésre
>0,7 esetben számtani középértékkel,
.djttmax min -<
[(1-175) összefüggés] kell figyelembe venni
0,7 esetben logaritmikus középértékkel
3
__
V LJtköz ~t:öz
számértékeit + 20 oC homérsékletu helyiség esetén különbözo eloremeno és visszatéro vÍZhomérsékletekre a 6-18. táblázat tartalmazza.
~~Fi1
6 "tIQ:lI
~5
I ,
D
I I
I II I
D
4
n 'n
,~t-5
'3,5 'l6I101-3
Z
11111111111),lhÁIII~U;},IUI:UlU~l .n~~~~." .... D u.n R ••
,~1f.5
~.'~.'.~'.~' ••~~"'i ••t.'~~~'~.~ff. ~~~··~~~~-~~~"~-·-~i~w~~~i~~~~~
~~W~~~~~~~.~._~~~~~ '_R+~ft~~~~~·~~~~~~!i~'·~~3·R·~~'ff~ ~~~~ ~~~.~m . , ~~~ ~,~~~ 6-65. ábra. "Tisza" ~~~~~.~~~
6-64. ábra.
"DV" 900-W
radiátor h6leadása
és 900-IV tipUBÚacéllemez tagos és fút6felillete a tagszám f'üggvényében
reteket
tipusú öntöttvas tagos radiátor. A méa 6-16. táblázat tartalma:zza, II, III az oszlopok száma
172
1,5 '-iDD
FUTOBERENDEZÉSEK
I
IW
1
32f){) 4011 ,#.vA'" I 1011 I}~ 200 3000I-M~I,
Ilh
#QO
10IIII
a5
'800
260f) /100 3400 1'HJa flOC 1241X1 21» 20011
ANYAGAI
1.600 l.aoo '000 ilao 1-5.5 -6
,~
.TlSZA· 300-,11. ]
~!
4,5
42011 5
400
2011
SZERKEZETEI,
600
O,O!J8 ~r
~r ,
(4fal)góZJ
--j,5
2200t-15
'00 ~5
",5
(O,fal),lz laO!J8 bor
--1~#JO
2?00~25 12000
j.~ _~-I_.i_to
H
15/J0
f4DD
1,5
/f00 GtU 22/ag m~
1000'
. _
f1~~ ViZ .J2/ag 6,88 ml
~200
~::If.OOf_15 ff
~7~~~~'~~~'~~~~~~~~~~~~~~'~~~~'~~.w~~~~~~~~.~.~~~~~~~~~~~~~N~_ _____
' I I I I 1 I I I
I I 1
r
[
.,73
1=-1
18IJD
fOOO
~~~~~~~~~~~~l~~~~$~a·~$~~~~~~~~m'ff
6-66. ábra. "Tisza" 500-11 tipusú öntöttvas tagos radiátor holeadása és fútofelülete a tagszám függvényében
6-68. ábra. "Tisza" 300-111 típusú öntöttvas tagos radiátor holeadása és futofelülete a tagszám függvényében
6-17. táblázat.
kcal/'7lkW
Tagos radiátorok hoátbocsátási (tájékoztató értékek)
tényezoi
-,5 iSO/70
MeIeavíz-fútés
Méretek,mm
.52001f~7
Kisnyomású aozfútés
5800 'C
j%:~;:~~ ·C
BOO
:;.-{s-·c--:2Ó--C
0,5-1.00'
123",
.. 1000
--1-L...L-L}2?§~~ 5t- 7 1 910log
~~I~'~I~~~m2
l 1.200
~~~~~_~§~~~~ff.
D
A
-,
W}0~5: '6110 ,,5 S'OOl--'
300
220 ... 350
-
1000 7,8 7,2 7,3 (624) 7,9 9,4 9,1 6,8 6,9 9,3 8,0 7,1 10,0 77,9 ,7 6008,0 6,7 9,2 7,0 8,2 9,5 8,8 8,5 8,4 8,1 (624) 6,5 7,6 7,7 8,9 7,8 8,6 7,6 8,1 8,9 8,6 500 (1006) (472) (777) -1 7,4 I 8,3 8,4 ~N~~~~~~.~.~~~~~~~~~k_~~~~~~~~~ (777)
i
500 (1006) (472)! 1000
Hoátbocsátási tényezo 10 taara,
-W/m'K --o
hOC
kcal/m'-I w/m'~ I
k
kcal/m' hOC
/ ''l~.~ ~~~/ // I ~!!g~~!t~~!;:' 1.1" t./Ja, 1516
?~ f )( /.+ '1.-o! k ~12·C \~ 'Iv. '" fOOO ,~'C f!,QIJ f8Q()
I
173
HOLEADÓK
'800
'600 kW
'1200
n
.t?u
6200 600 t'JfAf,?,17'157G?7,.?Q 111M .ff _f"- :~t; .9/•. .fA til UJ S/JOO I,IJO ;~/eg'(íz '" kwtjh "'l·fÖ·C +2"C k ~,0!18 bar }a.098 (Q,fal)g!r bor -~ \~~6° CIC
.<'I\'C
~:TISZA"
• TISZA 2140 , 500-Ill,
500-Ill.
10005"110
~
5OfJO
A megváltozott ,1t~zés k* esetén leadott homennyi-
1I~
ség:
,/
:;:'III"'"}'''
2,5
Q*=Q (,1t* A köz LJtköz )1.33
W
(kcaljh).
(6-4)
1,5
LJtköz A (~tk~z)I.33 számértékeit +20 oC homérsékletu helyiség esetén, különbözo eloremeno és visszatéro vízhomérséklet mellett a 6-19. táblázat adja
O,
5 5 5 5
m(;jabban tagos radiátorok holeadását nem a k hoátbocsátási tényezovel számítják, hanem a tagszám függvényében közvetlenül a holeadást adják meg meghatározott futoközeg-homérsékletekre, különbözo helyiség-homérsékletek mellett. Az így készült táblázatok már magukban foglalják a hoátbo-
5
J
5
6-69. ábra. "Tisza" 500-111 típusú öntöttvas tagos radiátor holeadása és fútofelülete a tagszám függvényében
II
+!....~ t/)~/·+12'C 9'00
009
If 11,5 10 10,S -If 9 9,5 8,5
/ fl.rV~6007800 u
<3
701J9
I
7'00
200
J.4 ,,{
1
o
19800 kW kcatjh
20 22 24 26 28 oC
'W
Ikw/lh
6-71. ábra. Helyiség-homérséklet függoleges irányú eloszlása ablak alá, ill. belso falra szerelt radiátor esetén
3 5,5
J futötest a külso falon; 2 ffltötest a belsö falon 1600
1,5~f200
70gszóm
800 O,5-IóO/I
2 ... 3
4 ... 7
~ 8 .. ,15 1'200 1800 11./10
~ff~
M
16.,,21
"
3000 J,5
'600 3 '200
22 ... 27
2,5
'800
r
.!
I !S!~!!~~~~~~~!~~~!~~~~~§~~~~~~!m2ff
~fr
"r
~
~
~
6-70. ábra. "Tisza" 600-Ill típusú öntöltvas tagos radiátor holeadása és Cútofelülete a tagszám függvényében
l
6-72.
ábra.
28... 33 o~z.?/7???
bilincsszáma
a
174
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-18. táblázat. Segédértékek tagos radiátorok k* hoátbocsátási tényezojéoek számításához, a szokváDyostól eItér6 hOOIénékletviszonyok figyelembevételére
--- ---
1,040II 0,956 0,891 0,985 0,815 0,853 0,924 80 75 70 so 60 SS 65 0,970 0,836 0,815 0,985 0,891 0,872 0,908 1,000 1,040 0,770 0,956 0,853 0,940 0,924 1,010 1,020 1,010 11,0001 I
I e~ 1,020 ~e0,940 I II 0,792 0,836 1,050 I II lll ••• 1,060 1,000 95 90 85I
I
1
I
Elöremenö I fútövlz hömérséklete. .dtkllz .dt:öz
1,010
v-
I
45
I
oc
13 l;>
1<',5
..
12
-<::
-:§.11,5 l:: -le
11
6 5,5
5
10
15
~u---25
n, radióforfagok
, 30 szama, db
6-73. ábra. Tagos radiátorok k' hoátbocsátási tényezoi lU-tol eltéro tagszám esetén (SI mértékrendszerben)
5
5
10
15
20
n, radiúfor/agok
25
30
5zama, db
6-74. ábra. Tagos radiátorok k' hóátbocsátási tényezoi· lU-tól eltéro tagszám esetén (technikai mértékrendszerben)
175
HOLEADóK
csátási tényezo tagszám és 'közepes homérsékletkülönbség szerinti korrekcióját is. A burkolat kialakítása is befolyásolja a futotest holeadását. A különbözo elhelyezések, jll. burkolatfajták hatása a burkolat nélkül, ablak alatt, faltói 50 mm távolságra, padló fölött 100 mm magasan elhelyezett futotesthez képest az e korrekciós tényezovel fejezheto ki. e számértékeit a 6-75... 6-79. ábrák szerinti elhelyezés, ill. burkolatok esetére a 6-20... 6-24. táblázatok tartalmazzák. A táblázatok irodalmi adatok, így részben ellentmondó adatokat is tartalmaznak. Ugyancsak függ a radiátor holeadása a bekötési módtól is. Ennek hatását Lobajev szerint, a felsoalsó bekötéshez viszonyítva a 6-80. ábra szemlélteti. A 3O-nál több tagú radiátort átlós irányú, felso-
'-!~
...•
~
-m 5
r////////////$ 2 4/~##//~ 1 Q
r3különbözo h////#~ elhelyezése. A'li holeadás W/#///&'fi0' /
~ 6-75. ábra.
Fútotestek
ijg
O
alsó kötéssel célszeru szerelni. A mázoláshoz alkalmazott festékek minosége és színe is befolyásolja a futotest holeadását. Az alumíniumbronz, bronz és ezüstbronz festékek a holeadást mintegy 6... 15%kal csökkentik, a csontfehér és pasztellszínu hoálló lakkokhoz képest. Melegvíz-futésu radiátorok holeadását az eloremeno ffitovÍZ homérsékletének változtatásával, ill. az átfolyó vÍZmennyiség helyi változtatásával lehet szabályozni. A radiátorok holeadásának jelleggörbéjét az utóbbi esetre a 6-81. ábra szemlélteti. A tagos radiátorok vÍZoldali ellenállásáról az átfolyó vízmennyÍség függvényében, különbözo elemszélesség és kötéstávolság esetére a 6-82, ábra nyújt tájékoztatást. A hazai gyártású "DV" és ,/Tisza" típusú tagos D
'
I
a 6-20. táblázat tartalmazzae korrekciós
O~
tényezoit
6-19. táblázat. Segéclértékek tagos radiátorok böJ••••dásánalc számításához, a szokváDyostól eltéro bomérsékletviszonyok figyelembevételére Eloremeno fÚlovíz homérséklete, ·C ·U
~.~
.!:io '-.:ol :5..!!
~~
45
I I
so 60 70 90 6S 80 SS I7S II9S I8S .tltkllz
r't~zr33
I
- --
1,260 0,534 0,842 1,040 1,170 0,632 0,946 0,684 0,734 1,210 0,443 1,080 0,684 1,040 0,842 0,534 0,632 0,785 0,892 0,734 0,946 1,170 0,490 1,000 ' 0,580 0,443 III 0,353 11,0001 II 0,785 0,490 0,396 0,632 0,684 0,580
I
II
176
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
12
l
6·76.
ábra. 'Futotestek
burkolatai.
A holeadás korrekciós tartalmazza
tényezoit a 6-21. táblázat
21
t~~
if
22
50
m~5020
6-77. ábra. Fútotestek burkolatai. A holeadás e korrekciós tényezoit a 6-22. táblázat tartalmazza
6-78. ábra. Fútotestek burkolatai. A holeadás e korrekciós tényezoit a 6-23. táblázat tartalmazza
6-20. táblázat. Flitotestek boleadásának e korrekciós tényezoi a 6-75. ábra szerinti elhelyezések esetén
6-21. táblázat. Fútotestek boleadásának e korrekciós tényezoi a 6-76. ábra szerinti burkolatok esetén
---
száma lással Iyezés Kény-
áramI 43 5elott san 2Egymás felett 6szerAblak Egymás Magafalnál IBelso alatt
---
sor-
II
lU
1,0
I
~,9...o,~11.:i
23
I
220
1,13
1,0
8
I
10 9 II 12 8 13 0,9 ISO 1,19 1,04 1,15 1,04 7 száma lyezés IlL,
Elhe-
I 0,9
o,~~91
~
1''''
e
I
1,12
e
~1,~11,15
24
2S
26
27
L
6-19. ábra. Fútotestek
burkolatai.
A holeadás e korrekciós tényezoit a 6-24. táblázat tartalmazza
6-22. táblázat. Flitlitestek hileadt\sÁnllk Elhelyezés sorszáma
e korrekciós tényez5i a 6-77. ábra szerinti burkolat esetén
IS
14
17
16
100
50
100
so
260
220
180
0,97
0,95
0,90
0,85
0,88
0,87
0,81
a,mm
A fed6rács szabad keresztmcts~
ISO I 100 0,75 I 0,94
80
40
0,93
0,89
66%; ai!iO,66D.
6-23. táblázat. Flitotestek holeadásának e korrekciós tényezoi a 6-78. ábra szerinti burkolatok esetén
Jaa
L,o/.
1
g" 250
Elhelyezés sorszáma
18
19
20
21
22
e
0,90
0,75
0,70
0,95
1,05
1// ./A ./'l /'././,/,/,/ / / V/ ,/
,// V/h /
~
177
HOLEADÓK
,/
I
200
!./I
100
./
150
/
ri'" ...•••
J90
-
.-
80 1/ 70
I
~ 60 100
,~ 50 ~ 40
~
~ 30 20
50 ·L..4.l...0-Si••.O-6..JiJ'--7,..L..b-a,....Lo-sO100
110120
130
10
t.tkIJ'zl DC
6-80. ábra.
Tagos radiátorok holeadása kötéssel Lobajev szerint
különbözö
O
be-
q a radiátor 1 m' felületének holeadása ; q.o a radiátor 1 m' felületének h6Ieadása Ll/kllz =60 oC, valamint felso-alsó bekötés csetén; Ll/köz közepes homérséklet-különbség a fütoközeg és helyiséglevego között
O 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 Fúfövizmenn!liség, 6-81. ábra.
%
Tagos radiátorok holeadásának változása átfolyó fútovízmennyíség függvényében
6-24. táblázat. Fútotestek holeadásának e korrekciós tényez5i a 6-79. ábra szerinti burkolatok esetén Elhelyezés sorszáma 2S
24
23
--
-
b+D 600 ,94 A100 045 ,89 60 b+D SO... II75 1000 600 0,97 0,92 0,75 0,92 0,70 ...L 0,75 0,89 0,94 1,0 0,80 0,75 0,60 0,98 I0,88 1000 10 45 IL 7S a0,67 600 I... 1000 I 0,95\ 0,85 0,97 0,76
I
Méretek,mm
• A•A
1100 a
•a•A
75 ... 100
14Az épQletPI*zet káikönyve
26
27
az
178
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
,
100
10
.. ~
~ 'O "'-
"'"10
8~ Q.
'fl
7 ..••
60
6
50
5
40
4-
3D
3
20
2
150---.
200
VlzlTIPnnlliseg, kg/h
250
300
6-82. ábra. Tagos radiátorok vizoldali ellenállása az átfolyó vizmennyiség függvényében A &örbékre Irt számok:
kötéstávolság
x e1cmszélcsség,
mm
radiátorokon kívül sokféle import (foleg szovjet, lengyel, román, jugoszláv, olasz) radiátor kerül felhasználásra. Régebbi épületekben sokféle, korábban gyártott radiátor található, amelyek adatai katalógusokból vehetok.
ANYAGAI
növelo lemezek. Régebben ezeket a radiátorokat vörösrézbol gyártották. Ma általában alumínium· ból készülnek. Elonyeik : a hohordozó közeg ho· mérséklete és nyomása az alkalmazott csováztóI függoen nagyobb lehet, mint a tagos radiátorok esetében; kis súlyuk és kis víztartalmuk elonyös fajlagos jellemzó'ket eredményez; kis tömegükbol és viz· tartalmukból következoen kicsi a hotehetetlenségük, ami változó hoigényekhez való jó alkalmazkodást és szabályozást tesz lehetové; kis súlyuk fel· erositésüket is megkönnyíti; fellileti kiképzésük és a tagos radiátorokétól eltéro, összefüggobb felületet adó megjelenésük igényesebb esztétikai követelményeket is kielégít; a helyszíni munkaráforditás is kisebb, mert csak felerosités és bekötés szükséges, felületi kezelésre nincs szükség. Hosszú élettartamukat a felhasznált csominoség biztosítja. Hátrányaik: mechanikai behatásoknak kevésbé állnak ellen; méretsorukból adódóan holeadásuk nagyobb lépcsozése kevésbé pontos futofelület-kiosztást tesz lehetové; tisztitásuk körülményesebb. Alutherm radiátor. Csováza és futofelülete alu-
6.3.2. Csovázas radiátorok Az utóbbi évtizedekben terjedtek el a csovázas radiátorok. Közös jellemzojük, hogy a futoközegjárat csobol készült vázszerkezet, amelyhez a futofelület dönto részét alkotó, rendszerint apróbordás futolemezház fémesen csatlakozik. A cso-vázszerkezet alsó és felso vizszintes gyujtocsövekbol és az ezeket függolegesen összeköto futocsopárokból áll. A váz csövei között helyezkednek el az egyúttal esztétikus megjelenést is adó, futofelületet
6-83. ábra Alutherm radiátor. A méreteket a 6-25. táblázat tartalmazza
6-25. táblázat. Alutbenn radJátor méretei és adatai (A jelölésck
Súly, 584 74,58 51,33 - lep 1001 723 1125 847 708 569 430 291 1671 3,20 44,06 6862 22,05 306 986 2,80 0,97 1,69 2,46 3,17 10,51 2,04 2,51 3,55 1,89 1,55 9,46 8,40 3,08 5,15 1,10 1,47 2,29 4,07 6,24 2,69 3,48 7,32 3,09 0,95 Ta&szám L,mm 0,71 I ~ ! N,mm 564 1 I lep 0,61 11064\ Súly, 664\ I Súly, IlepUrtartalom,
I I~
445 1140 10,16 11,35 12,26 3,70 10,15 13,50 6,67 7,83 9,00 9,08 6,47 7,94 4,35 3,18 5,51 5,07 3 !I 1-
I1III
1
I
érteImCZéSét 1. a 6-83. ábrán)
179
HOLEADÓK L+13mm
140
/"
L
190
T
86
.-1"0 110
120 110
~100 ,~
90
-g ~ 80
,,~ ~
70 60 50
40
6-85. ábra. Radal radiátor.A
méreteket a 6-28. táblázat
tartalmazza
LLLl..
30
40
50
60
'""''Ii=O....,8=0-go=--t=OO·
lJ/köz I ·C 6-84.ábra. Alutherm radiátor holeadásának változása a névleges közepes homérséklet-különbségtol eltérohomérséklet-különbség esetén
6-26. táblázat. A1utherm radiátor holeadása 90/70 °C-os melegviz-fIités eSetéD 4580 20 24 12 16I
I
I
604 504 1004 NallYBáB 1010 1100 595 692 5SO 870 1775 2725 2082 2047 2070 2400 2245 1907 1570 780 1244 3365 720 1885 11SO 1185 3600 535 2100 4100 2705 1012 640 1925 744 2762 2200 25SO 940 1779 1617 1506 1396 1200 1390 2005 500 2375 1395 790 2163 2140 2506 2325 29SO 3169 2954 2733 2540 23SO 2338 1860 2155 2966 2755 3204 1695 1006 930 1082 800 730 3913 2075 2413 1790 1686 14SO 2599 971 1151 1760 1640 1520 1768 1454 1250 1145 2791 2235 907 837 660 835 1337 1634 2407 1385 1630 905 2192 1611 1053 768 3594 3315 4260 1300 1510 2860 2610 3940 3400 39SO 3326 3100 I 2125 2105 2925 576 460 420 622 2274 5652 495 1810 16SO 4500 5220 2064 1175 1530 1093 2559 1295 1655 1279 581 2010 3431 2489 1971 865 849 2640 3640 3373 2900 3130 1896 3070 1070 1512 1930 1350 990 1756 4594 5327 1332 1378 4268 3855 4582 3670 3090 1405 3954 2442 2515 1955 2710 3146 2330 2471 488 6071 5233 4768 4860 1622 919 2332 2704 4954 3035 4187 1919 3605 kca1/h
24
Helyiséa:-h6ménéklot, Holeadás
oc
604 504 1004 NIII)'I4a 1006 4110 954 2291 1760 770 3442 2020 1570 1350 1270 4780 6300 4340 5652 7734 5361 4610 5047 770 730 4169 2907 2384 2657 5396 2512 5705 2160 3111 5117 4815 1500 2085 4350896 9151477 1505 2175 1064 865 2425 13SO 820 1870 2047 2785 3300 23953239 3634 2634 2500 1657 1750 15052349 2150 3125 2265 5059 4262 4210 4896 6687 6338 60756897 5978 4860 5450 8164 51405960 3985 3780 7327 3555 948 685 8151268 849 797 7970 7540 8769 8315 71 SO 7821 4134 2OSO 2730 4140 23SO 3239 2285 3989 2942 2791 3762 3559 3838 4640 3373 2960 4448 3954 3064 3620 2900 4400 3060 3225 1930 2245 3 3175 239 751 722 1425 1349 1290 1225 1160 1090 2675 4536 3655 4350 2400 3400 3900 2530 3200 S059 4251 1965 1861 1690 1600 1785 1505 1970 3665 57SO 5125 7065 896 9269 6725 4396 3825 3235 49051477 3430 2635 2623 I 2255 4408 3790 3585 2733 2076 1 750' kca1/h 4635 S05 1005 605
24 5930 66SO 1807CY20 24 20 12 16II
II
blázat. A1utberm
I
I
I
Helyiséa-homérséklet. oc FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
Holeadás
radiátor holeadása 0,098 bar (0,1 att) túlnyomású
gozflitésesetén
miniumból készül. Melegvíz-futésre és kisnyomású gozfutésre alkalmas 130 oC homérsékletig és 3 bar (30 v.o.m) üzemnyomásig. A padlósíktóllegalább 100 mm-re kell szerelni. Belso tisztításához véglemezem tisztítóajtók vannak. Méreteit és adatait a 6-83. ábra, ill. a 6-25. táblázat, holeadását a 6-26. és 6-27. táblázat tartalmazza. A névleges közepes homérséklet-különbségtol (melegvíz-futés esetén Lltköz= 600C, kisnyomású gozfutésnél Lltköz= 80 oc) eltéro homérsékletviszonyok mellett a holeadás a 6-84. ábra szerint változik. A radiátor alaki ellenállás-tényezoje C = 6. Radal radiátor. Aluminium anyagú, melegvíz- és kisnyomású gozfutésre 130 oC homérsékletig, 6 bar (60 v.o.m) üzemnyomásig igénybe veheto futotest. A padlósíktóI a közcsavar középvonaláig számított 100 m:n-re szerelik. Tisztítás céljából felso és alsó
zárólemeze rugós bilincsek segítségével leveheto. Méreteit és adatait a 6-85. ábra, ill. a 6-28. táblázat, holeadását meleg vízre a 6-86. és 6-87. ábra tartalo mazza. Az egyoldali felso-alsó bekötési módhoz viszonyított holeadás fl korrekciós tényezojét a 6-88. ábra tünteti fel. Thermotip radiátor. Csováza acélból, futofelülete aluminium lemezekból készül. Melegvíz-futésre és kisnyomású gozfutésre 130 oC homérsékletig és 6 bar (60 v.o.m) össznyomásig alkalmazható. A pad· lósík fölött 100 mm-re szeretik. Belso tisztítása a fedo- és fenéklemez levételéveI végezheto. Méreteit és adatait a 6-89. ábra és 6-29. táblázat, holeadását meleg vízre a 6-90. ábra adja meg. A felso-alsó bekötéstol eltéro esetre a holeadás fl korrekciós té· nyezoje a 6-88. ábra szerint számítható.
181
HÖLEADÓK
)."//
2600 !!lkcr1l/h f-j6aJ V/ HADAL-500 tz1/ rnelegviz 2ó1JO 2200 000 oc.'/'1800 vm oc ~ x Il,<. /'000 , j. 1/1/,20034(1200
I /
Ur ~
~:AOAL-300
600fWJO 1600
12 232*25
V ) L /-//I-/~ w
1000 800 LI/.L 1 •.• ~Ilf«>~ 1200l~/ 400 "f"/r
V<=>
~J&
~
..
,/'
,~ L~L ~17'-~ RADAL-600 -~,----)/-1/ /It
E~
RADAL-10002
~J 1-DC oc.:;? ""iQ )90/70 melt'IJ viz O/70 DC meleg viz I 21, --V\,,~.. x V•••~/ \~I ~~ ~ 1-
,
20
4 1,
ke,
!/hlkW IXlOf-7 :600 1-6;5
5
;p(J01-6
100[--5,5
001
5
'00 4,5
00
5
'O 3,5
3
5
'00
2
'OOt2,5 '00 1,5 'O
03 lJ4 0506070809101112
13 14 1516 17 18 19
202122 23 2425
'O 1-45
Nagyság
5
6-87. ábra. Radal 600 és 1000 tipusú radiátor böleadása NUUystJg
6-86. ábra. Radal 300 és 500 típusú radiátor böleadása tbel helyiség-homérsékJet
LTD.. ft =0,65
6-88. ábra.
Radal
radiátor
holeadásának
fJ=O,85
a kötésmódot figyelembe vevo fl korrekciós módhoz viszonyitva
,
I
I
.. .•.. N
~
lJ
L
6-89. ábra. Thermotip radiátor. A méreteket a 6-29. táblázat tartalmazza
tényezoje,
felso-als6
kötés-
182
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-28. táblázat. Radal radiátor méretei és adatai (A jelölések értelmezését 1. a 6-8S. ábrán)
--
L
2,0 2,6 T kp 14,7 I472 697 6SO 4SO 397225 322 ISO 247 1222 14,8 275 3SO 1072900 1597 1200 1822 1672 525 575 500 Súly, kp 997 772 847 675 600 825 622 547 375 300 172 IOSO 1297 1125 1522 1447 II 1372 47 975 425 1747 912 4,60 20,0 5,47 17,1 4,04 5,18 21,0 15,1 16,1 5,75 19,1 4,51 22,0 24,0 2,54 2,58 2,89 14,1 15,8 13,2 1,74 7,3 1,30 25,0 6,89 3,3 3,72 3,13 27,0 31,6 2,74 2,93 4,32 3,33 4,89 3,86 5,17 3,52 7,45 8,27 24,1 6,21 30,1 33,1 25,5 13,9 12,4 4, 5,43 8,68 6,04 6,60 34,5 II 12,9 1,95 1,76 4,15 4,31 2,60 3,74 3,75 5,68 9,10 23,0 22,S 6,32 36,0 12,2 11,2 10,2 17,4 9,7 6,0 13,5 2,07 2,03 1,57 1,81 1,37 2,91 14,3 12,7 7,9 7,1 8,3 9,2 5,4 2,14 2,84 3,18 18,9 10,5 7,2 2,34 3,10 4,97 20,4 3,47 ll,3 7,8 750 1,18 1,55 2,49 11,1 6,2 4,3 0,99 2,08 1,46 6,3 56,5 3,8 ,4 1,04 1,17 8,1 5,3 4,6 3,2 4,70 6,20 38,0 0,84 0,40 0,59 0,60 0,79 0,53 0,88 1,26 2,9 4,3 3,7 ,0 4,91 7,86 6,62 17,2 1~,7 10,1 1l,8 4,38 3,60 3,92 4,66 28,5 5,80 18,1 16,4 7,03 15,5 13,1 11,2 10,6 9,51 5,94 20,6 37,5 14,1 2,32 3,35 5,39 19,8 8,8 6,6 8,4 2,32 4,56 3,32 O,SO1,67 9,92 21,5 8,9 9,5 4,12 1000 I , UrtartaIom, IU~om, mm Súly, I UrtartaIom,
Súly,Kötéstávolság, A. mm
I
Súly, jUrtarlalom.1 1 300 Soo
- -I
1
I 1060 6-29. táblázat. Tbermotip radiátor méretei és adatai 60 384 L,mm ll2 984 IS84 10 900 112 672,66 12 4S0 7S0 S34 894,35 11 600 16S0 lSoo 112 112 300 162 610 760 1210 1660 ISIO 1360 441134 10S0 684 1200 13S0 32,73 1884 1284 1734 1434 272 1800 910 SII I 1l,0 834 3,61 2,98 2,70 0,75 2,02 2,24 8,2 2,14 3,54 1,30 12,4 1,39 2,84 15,2 13,8 18,0 5,4 3,24 3,98 2,42 1,02 2,13 1,58 3,25 1,96 2,48 0,93 1,70 3,00 1,19 1,45 1,81 1,60 2,45 4,95 2,SO 1,86 1,76 16,7 3,26 2,22 6,7 9,8 7,3 22,6 24,8 26,0 34,0 4,9 5,4 0,74 1,01 7,1 0,54 9,2 0,67 1,17 4,0 1,29 mm 8,4 Urtartalom,1 Súly, kp Súly, kp I 0,96 (A20,6 jelölések 1.a 6-89. ábrán) 6,8 9,6I112,5 Nagyság 28,7 10,2 11,2 15,5 17,0 23,3 15,2 20,8 20;1 13,7 115,1 17,3 19,0 I22,9 31,3 7,9 2,0 3,2 1III értelmezését I
I
I
I
l
88 THCRHOTIP- 300
------
_ ff8
kcaljhPW 3,5
THCRHOTIP - 500 TH~Rf1OTlP - 600
THCRH~~""!~f 90/70
'c meleg
viz
'600~3 'I,(JO
a)
·2
1,5
-=Jr-...·"I:o:=~:;t
~3
ej
'"*
"O
°W"
uo
-'"WTri~l~ ~ ej
6-91. ábra. BIM lapfútötest. A méreteket a 6-30. táblázat tartalmazza 400rO,5 200
Ol, - 05 06
aj e1öln6zet; bJ és .ej egysoros konvektorlemezes mt6test (EK tipus) oldal-, ill. fe1ü1nézcte; dJ és ej kétsoros konvektorlemezes (DK tipus) mt6test oldal-o ill. fe1ü1nézete
07 - lf8"o!r~f1~
Nagyság
6-90 •• bra. Thermotip típusú radiátor holeadása
7
H
6.3.3. Lapfútotestek A lapfutotestek keskeny, nagy felületu holeadók, sima vagy profilozott futofelülettel. A ho nagy részét sugárzással adják le. Szerkezeti kialakításuk igen különbözo. Egyik oldalukon futoközegjáratokat képezo testbol készülnek, amelynek másik:(a helyiségfelé nézo) oldala sík lapot képez, anyaguk öntöttvas vagy acél. Másik szerkezeti megoldásuk : profilozott acéllemezek összehegesztve, a futoközegjáratokat a profillemezek közötti függoleges és vizszintes csatornák képezik. Elonyeik: megegyeznek a csovázasradiátorokéval (1.a 63.2. pontot); további elonyük igen lapos épitésük (25•.. 50 mm) és meglehetosen sima felületük, ami kellemes esztétikai megjelenésükön kivül könnyu tisztán tartásukat is lehetovéteszi. A 6-91. ábrán hazai gyártású lapradiátor látható. Készül egy- és kétsoros kivitelben, futofelület-növelo konvektorlemezekbol és azok néllCÜI. Méreteit és adatait a 6-30. táblázat, számitott holeadását a 6-31. táblázat tartalmaZza. Megengedett maximális futöviz-homérséklet 110 oC, maximálisüzemnyomás 6 bar (60 v.o.m). Lapfutotestek készülnek betonba ágyazott csökigy6b61is, a futotest mindkét oldala teljesen sima. A hazai beton lapfutotest 37 mm vastag betonlap~ beágyazott 1/2"-os acél csokigy6val. ElüJ.s()oldala
6-92. ábra. Beton lapCútötest. A méreteket a 6-32. táblázat tartalmazza aj vizszinta. b) flla6lepa
boépitb
184
FUTOBERENDEZÉSEK
majolit mázzal, másik oldala cementmázzal van bevonva. Az éleket és sarkokat acéllemez szegély védi. Mindkét felületén a hotágulásból adódó repedések elkerülésére csokoládétábla-szeru hornyok vannak. Alkalmas melegvíz-, forróvÍz- és kisnyomású gozfutésre. Beöntött csohüvelyeken átvezetett csotámaszokkal erosítik a falra. A csotámaszok menetes végére alumínium feju rögzítocsavart hajtanak. Alapfutotest hátracsúszását távolságtartók gátol-
6-30. táblázat.
mM
SZERKEZETEI,
ANYAGA!
ják meg. A beton lapfutotest méreteit a 6-92. ábra és a 6-32. táblázat, holeadását a 6-33. táblázat adja meg. A táblázat adatai a faltói 50 mm-re, a padlósíktói 100 mm-re szerelt egyetlen futotestre érvényesek. Két egymás elé 50 mm távolságban szerelt futotest esetén a holeadás 15... 20%-kal csökken. Eltéro homérsékletviszonyokra a holeadás a tagos radiátoroknál ismertetett módon számítható [(6-4) összefüggés l.
Iapmtiítestek. méretei és adatai. A jelölések értelmezését
1.a
6-91. ábrán
E egysoros lapfíítotest. EK egysoros konvektorlemezes lapfíítotest. D kétsoros lapflltotest, flItofelülete, sülya 60 lírtartalma kétszerese az E jelll egysoros fútotestének. DK kétsoros konvektorlemezes lapflltotest, flltofelülete, súlya 60 íírtartalma kétszerese az EK jelll egysoros flltotestének.
.
~o
-Cll ;>., t:: •... ;> •...
]].!
-cll .::1 cll O;'N ~ •'N m' L T o;>oc,::1Futofelület, Méretek, mm felület, O; 1200 490 400 2,19 590 EK 2,69 10,8 3,54 14,2 1,26 8,7 0,79 11,9 1,90 1,05 1,21 0,53 0,84 2,90 1,66 1,04 0,83 6,1 4,8 3,9 akp ,.\ol 2,21 18,0 13,2 2,16 0,95 1,88 4,69 1,24 21,5 27,6 2,37 7,1 5,9 5,32 2,17 2,85 4,09 3,60 20,4 3,12 2,48 24,3 0,94 1,79 1,69 0,74 4,70 21,8 17,3 4,07 1,46 1,25 23,9 2,07 3,72 1,60 2,53 18,6 2,06 9,7 9,2 8,4 7,3 6,9 7,3 ,.\ol 0,97 1,92 0,42 1,11 1,26 3,98 28,9 2,82 13,3 15,8 3,33 11,5 2,50 3,44 16,6 1,74 16,7 12,9 14,5 1,42 1,68 1,47 7,8 5,0 3,13 4,38 2,71 12,5 5,04 15,6 1,37 3,61 14,4 2,65 10,6 2,29 1,16 5,8 kp III tart~lom, 8,6 1,43 0,63 5,42 6,14 31,3 16,3 18,1 1,58 2,39 1,82 4,32 23,0 10,1 13,0 5,76 2,88 3,35 20,2 15,3 25,5 I 600 3,26 tar1aJ0m, Súly, ~Futo19,1 3,84 5,00 I I ÚrÚrI 1,44IItII I I
720 600 1080 1920 960 840 1800 1320 480 1560 1440 840 1680 a E 2040
185
HOLEAOÓK 6-30. táblázat folytatása bIl ;. :2 a•.. bIl 1280 L T felület, felület, 1200 800 790 kpIIi tart~lom, 12,8 2,77 13,0 0,61 1,67 7,6 4,18 3,61 0,79 11,4 1,93 t;:l 4,44 32,9 3,87 2,10 2,24 5,54 1,95 .~ 880 26,5 2,94 27,8 6,10 3,09 6,38 3,51 3,37 3,62 1,40 3,21 16,3 1,25 2,87 11,5 2,48 14,8 1,68 3,84 3,32 19,7 1,13 2,56 6,05 10,2 2,21 23,9 31,2 2,63 5,25 1,94 9,8 4,79 21,4 4,15 24,6 1,83 2,24 4,47 4,92 22,9 22,7 29,4 17,7 5,73 2,51 8,8 1,54 20,3 26,3 6,36 5,12 19,1 2,80 6,71 34,5 5,81 4,72 21,6 3,04 5,45 28,1 2,39 7,03 31,7 41,7 6,95 8,01 7,36 38,0 3,23 7,69 30,3 8,26 32,6 42,6 39,6 6,66 7,16 15,2 16,6 ~ Súly, ~ 25,2 13,9 36,3 29,1 -
I\III
I
ÚrÚr-
I
6-31. táblázat.
m' 560 EK ,1600 Méretek,mm 640 I
~
E~2080 800 720 480 1520 1440 2000 960 1040 1120 1680 1360 1760 1840 1920
I
I
\
mM lapfútotest
holeadása 90/70 oc melegvíz-fútés és 20 (számított értékek)
oc helyiség-homérséklet
esetén
E egysoros lapfutotesI. EK egysoros konvektorlemezes lapfulÖtest. D kétsoros lapflilÖtest. Futofelü!ete, súlya és örtartalma kétszerese az E jelö egysoros fötotcsténck. DK kétsoros konvcktorlcmezes lapfülÖtcst. FÖlÖfclülcte,súlya és ürlartalma kétszerese az EK jelö egysoros fötotcstének Kivitel E
D
EK
DK
E
D
EK
Tipus
925I 732 2438 4--48 327 I\I 484 I
w 424 1820 1428 1241 1067 1217 1678 1597 1092 906 1519 1208 814 572 722 1444 431 613 848 555 645 713 851 501 570 1141 1692 986 285 1228 1308 22891146 1716 985 609 245 763 1065 976 1820 1578 802 933 2594 1392 1048 2063 1219 1415 1054 1039 1148 1373 2117 1952 901 939 726 729 653 486 1767 833 621 1135 969 1335 1048 490 365 678 665 759 947 844 565 789 21261076 2473 1455 1327 1565 19% 416 708 887 409 308 521 606 476 358 1242 2306 1983 1357 1239 3017 1774 1619 2662 380 2835 1521
Holeadás ---,-
kcaJ/h
DK
186
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-31. táblázat folytatása
---, Kivitel
E
D
EK
DK
E
D
EK
Típus Holeadás
2208I 968 I 1623 I 684 6-48 544
I
w 2224 1186 441 1020 1229 1429 959 1470 2328 4303 4112 1671 1749 3740 3333 2707 3038 2121 2612 2431 2018 4495 4031 2993 1516 1826 2889 2347 2948 2124 2505 4029 3464 1424 1497 2766 2913 2203 1122 3060 608 456 707 2122 2357 2800 2992 1619 3538 1864 1994 1723 3042 1294 1138 1217 2168 2468 2741 2004 2111 2226 1762 815 468 588 684 856 513 1011 1009 1607 1869 868 1245 706 1176 1448 759 529 821 615 2047 1287 1672 1438 707 825 619 1280 1114 991 905 806 1296 679 790 704 22411323 1411 1059 2019 1641 1032 1900 938 1634 1091 706 822 720 618 1212 2243 1929 1493 911 1410 1059 1054 2143 18431023 1328 1226 797 20951232 1710 24561339 20371129 2067 2856 1647 28651551 1412 1772 1238 2404 2061 1642 1915 1293 2633 22641234 3084 1766 1151 2227 1876 971 2054 1770 1504 2738 4831 2612 4154 3700 2866 3216 1963 3184 2587 2283 3922 3372 1593 3038 2467 4688 3865 3730 3121 3207 2484 1904 3481 3630 2827 2214 1763 2378 3833 1894 3296 1996 2321 1656 1741 409 965 748 870 530 25731505 24081415 2232 2739 1815 2876 1515 3185 3345 1914 1376 1438 2319 2596 1883 1672 948 736 352 1120 1302 883 1107 1760 1363 1585 832 1034 1203 887 531 1153 1489 1053 605 937 2606 1736 1179 1371 821 2436 1736 1888 990 1533 1544 927 1180 2369 880 1372 3332 1061 26521440 1522 3559 1613 1915 1334 2568 3536 2034 1943 1853 2535 1600 1318 1151
I
kcal/h
DK
187
HOLEADÓK 6-32. táblázat. Beton lapfütótest méretei és adatai (A jelölések Méretek,
700
Beépités
Vízszíntes
300
I
500
1400
Fútofelület,
1
1750
I
2100
~-I-Ioso-T
m'
I
,
I
0,56
0,84
1,12
6
8
0,84
1,26
1,68
2,52
9
1,12 , 1,54 ; 0,56
1,68
2,24
2,80 I 2:10 3,08 I 3,85
3,36
2,31
10 13
12 13 16
1,12
1,68
8
2,10 1,68 11,40 1,68 1,26 \ 2,24 I 2,80
2,52
11 13
700
800
1000
1100 400
:1
0,84
• A csillaggal jelölt méret alkalmazása
I
0,84
1,12 \
i
1400·1
1750
140
168
-I -I---
.dt
4,62*
3,36
10 14 16
14 16 19 21
16 18 21
12
14 18 20
16 20 22
16 18
nem javasolt.
- -I--- I
= 60 H,rom oc
I
704 0,098 bar (0,1 att) gozflités,
.dt
Holeadás. kcaljh
1010 \
11760
• A csillaggal jelölt méret alkalmazása
=80 oC
I
1160 600 400 1140 470 1160 14KO 800 900 810 1480 I 1190 9 001 1180 1550 2050 1350 1760 1470 1010 2280 930 415 1980 600 400 625 690 610 1770 1980 910 1100 2280 2330* 2560 605 985300 1190 3050* 1530 775 1190 910 810 895 615 415 750 320 465 1190 800 1960 1770 1560 1470
nem javasolt.
2100
11 14 16 19
6-33. táblázat. Beton Iapfütótest höleadása,90/70 °C-os melegvíz-fütés, ill. kisnyomású gózflités és 20 oC helyiség-homérséklet esetéo
B I 1349 I 1047 700 mm 727 1710 1047 1082 1175 1041 802 901 942 1710 547 715 1372 483 1372 1814 1803 2710 3547 2977 1146 2303 483 I Melegviz-fútés, 1058 1570 1041 1372 2059 2047 1326 541 372 704 800 2279 2384 1110 872Méretek, 1384 2652 1779 1721 709 600 400 2059 1349 2303 1175 2100 1400 1050 1750 600 IIII 400 500 I A700 II H,mm II 1779 942 1082I I I I 700 I
I
Ellenállás-tényezo
600
I ges
I
1050
H,mm
400
.
Függole-
i
B
i
1. a 6-92. ábrán)
'H,mm
mm
-A -,
értelmezését
930
I
23*
188
FUTÖBERENDEZÉSEK
6.3.4. Csofutotestek 6.3.4.1. Sbna csofíítotestek Sima csobol, egy- vagy több soros elrendezésben, vízszintes vagy függoleges elhelyezésseI kialakított holeadók. Több szálas kivitel esetén a csövek egymástól való távolsága a csoszál külso átmérojével egyenlo. Elonyük kis építési mélységük és jó tisztíthatóságuk. Hátrányuk a viszonylag nagy vasfelhasználás, magas áro Általában csak alárendeltebb jellegu helyiségekben és ott alkalmazzák, ahol a holeadók részére hosszú, keskeny hely áll rendelkezésre, vagy ahol robbanásveszély miatt tömítés nélküli holeadókra van szükség. Alkalmazhatók melegvíz-, forróvíz- és gozfutésre. A futotestet a falsíktóIlegalább 30 mm-re, a padlótól legalább 80 mm-re támaszokra és bilincsekre szerelik. A szokásos kötési módokat a 6-93. ábra szemlélteti. A szokásos csoméretek fajlagos adatait és k hoátbocsátási tényezojét a 6-34. táblázat, a fajlagos
6-93. ábra. Sima csofutotestek
kötési módjai
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
holeadást 90/70 oC melegvíz-futésre a 6-35. táblázat, 0,098 bar (0,1 att) túlnyomású gozfutésre a 6-36. táblázat tartalmazza. A táblázatok szabadon álló csofutotestre vonatkoznak, és 1 m hosszú cso Mleadását tartalmazzák. A csofutotest teljes holeadását a teljes csohossz (vízszintes vagy függoleges szá· lak és az ezeket összeköto csövek) és az 1 m hosszú cso holeadásának szorzata adja. A táblázatokban megadottóI eltéro homérsékletviszonyok esetére a hoátbocsátási tényezo:
(6-5)
a holeadás:
Lttk-oz Q*=Q (Ltt:öz)I.2S
W (kcaljh)
összefüggésseI számítható. [A jelölések magyarázatát 1. a tagos radiátoroknál, a (6-3) és (6-4) összefüggés után!] Függoleges elrendezésu, 1,5 menél magasabb csofutotest holeadása közelítoleg a következokre csökken: 1,5... 2,0 m hossznál 90%; 2,0... 2,5 m hossznál 80%; 2,5 ... 3,0 m hossznál 70%; 3,0... 3,5 m hossznál 60%.
6-34. táblázat. Sima csofutotestek méretei, fajlagos (1 méter hosszra vonatkozó) adatai és höátbocsátási tényezoi különbözo beépítés és csoszál esetén Egyv. Meleg víz 10,2 Hoátbocsátási tényezofelület. .csoszálak száma 0,152 0,188 2,06 0,57 0,199 súly. FüggotöbbBeépltés, út.. tartalom. Fajlagos dtkö",=80 oC dtköz=60°C kpJfm leges külso Vízszintes I3,87 10,5 10,4 10,8 12,5 12,1 14,0 12,3 10,3 13,4 13,1 11,4 10,0 14,6 1,00 13,6 12,2 5,17több 14,9 12,0 12,2 ·14,3 12,0' 10,8 3,65 11,6 11,8 11,3 1,43 9,5 8,8 3,17 12,6 2,46 13,0 11,6 4,33 9,9 8,5 9,0 12,0 10,2 11,0 9,6 12,8 12,3 10,0 11,7 2,61 11,2 kcal/m'hoC 11,5 15,0 II!13,7 I 14,5 I14,3 14,0 Egy Több 13,2 12,8 11,8 I/fmII I Egyv. I 2,18Goz 0,179 13,0 0,133 Im'Jfm
0,105 I
I
(6-6)
l
HOLEADÓK
-- I
6-35. táblázat. Sima csofutótestek fajlagos (1 m hosszra vonatkozó) hóleadása 90f70 oC-os melegvíz-futés esetén
-- -------
Csoszá! 24 20 12 16 Beépités módja 100 85 112 117 81 104 142 127 174 170 220 107 149 154 95 105 102 110 201 114 119 242 122 17 70 157 74 114 150 248 93 109 104 92 199 231 94 87 136 176 151 191 222 75 99 89 120 158 165 187 164 83 95 88 101 212 137 155 162 sol % ISO 230 147 121 91 133 140 198 190 163 130 113 141 188 111 129 143 132 123 173 166 124 148 221 168 156 85 88 128 102 136 163 110 118 99 203 121 181 196 184 214 90 138 160 108 79 269 86 74 66 134 150 183 115 98 95 II I-kcal/hm 205 161 110 191 121 155 71 86221 109 130 81Egy 106 126 182 267 195 236 116 256 190 228 173 161 131 143 155 Több 213 61 Több 101 v. Vízszintes több több Egy 142 I97 Helyiség-homérséklet. oC 98 Holeadás III116 82 I 94 133 80 84 69 I 187 Egy 281
189
I
1199
• Elsosorban alkalmazandó méretek.
6.3.4.2. Bordáscsövek Bordákkal növelt futofelületu csofutotestek. Gyártás szempontjából megkülönböztetünk öntöttvas bordáscsövet, valamint folytacél bordáscsövet, felhúzott egyes lemezbordákkal vagy spirális alakban felhúzott folyamatos szalagacél bordázattaI. Az acélcso és bordázata közötti fémes kapcsolatot éskorrózióálIóságot tuzi horganyzás biztosítja. Elonyükaz olcsóság, de nehézkesen tisztíthatók. Külso megjelenésük miatt igényesebb helyiségekben szabadon nem alkalmazzák. Megfeleloen kialakított burkolattal esztétikailag elfogadható holeadó alakítható ki bordáscsövekbol, különösen olyan esetek-
ben, amikor vonalszeru futotestre van szükség (pl. nagy üvegfelületek alsó lábazata mentén). A burkolat természetesen csökkenti a holeadást. Készülhet hegesztett vagy karimás csatlakozással. Bordáscso elemekbol, soros vagy párhuzamos kapcsolással csoregiszterek készíthetok. Támaszokkal, csolábakkal vagy csobilincsekkel erosítik fel oket. Melegvíz-, forróvÍz- vagy gozfutésre alkalmasak. Vízfutés esetén a sorba kapcsolt szálakból készült regiszter elonyösebb. Hazai gyártású spirálbordás acélcso méreteit és adatait a 6-94. ábra és a 6-37. táblázat, a belole készült csoregisztereket és azok méreteit a 6-95. ábra és a 6-38. táblázat tartalmazza. A maximális üzem-
190
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-36. táblázat. Sima csömtlitestek fajlagos (1 m hosszra vonatkozó) hlileadása 0,098 bar (0,1 att) túlnyomás ú glizfutés esetéu
--
CSOSZáI 187 241 212 158 244 257 151 147 171 227 140 170 147 114 174 222 127 217 192 124 208 137 1% 130 178 161 141 190 145 149 164 153 128 122 169 298 312 255 259 233 219 280 271 172 286 223 242 201 283 221 184 320 2% 273 211 144 234 385 329 317 136 191 284 344 312 343 331 268 163 202 110 116 214 174 202 100 122 90 95 Beépités módja 126 133 155 126 147 120 209 189 202 258 180 199 228 115 109 103 134 166 220 238 150 223 406 388 369 349 119 205 151 176 179 167 215 168 160 186 205 226 216 251 195 kcal/hm 195 169 142 284 270 200 246 247 363 399 299 335 245 305 222 158 288 156 148 105 118 105 288több 146 127 193 250 235 163 174 206 120 190 301 317 350 334 185 159 263 227 168 190 12 16III Vizszintes 151 24 114 20 Egy v. Egyv. p7 Wim I Egy
Helyiség-homérséklet, oC
Holeadás
~I~~
24
--
Több Több
133 I 137 102 1107 232 I 244 I 256
• EIsosorban alkalmazandó méretek.
6-37. táblázat. 612 típusú spirálbordás acélcsö méretei és adatai (A jelölések értelmezését I. a 6-94. ábrán) Cs6hossz, L. mm
18,9 1,06 Soo 2000 1000 1500 500IIII 0,57 2,76 2,85 3,2 4,25 2,43 1,91 16,4 5,38 2500 1500 ISoo 12,5 10,9 21,3 3,48 1,66 1,30 3,8 8,2 7,3 0,38 10,8 17,3 13,7 4,9 6,7 3,1 2,20 2,03 16,9 10,2 0,90 3,07 1,42 2,00 28,4 0,88 22,6 0,41 14,8 II
Súly', kp/m Fútofelület', ml/m I
IIII
31,2
I
------33,6 42,5
23,1 28,5 5,14 16,8 3,97 0,82 1,06 10,9 0,58 16,1 12,0 13,6 0,68 24,8 2,42 2,40 2,90 6,51 4,12 20,8 18,4 5,00 35,3 28,1 3,78 3,26 3,54 1,54 1,32 6,2 5,1 2,06 2,91 1,88 5,6 7,3
I
612-70típus, I
0d=
70X 2,9 mm,
0D=120mm
191
HOLEADÓK
60 L
6-94. ábra. 612 típusú spirálbordás acé!cso. A méreteket a 6-37. táblázat tartalmazza
nyomás hegesztett kivitel esetén 24,5 bar (25 att) max. 300 OC-ig, karimás kivitelnél 5,9 bar (6 att) 120 OC_ig,ill. 4,9 bar (5 att) 300 OC-ig.Egy szál bordáscso 1 fm bordázott hosszra vonatkozó fajlagos holeadását meleg, ill. forró vÍZrea 6-96. ábra, telített gozre a 6-97. és 6-98. ábra adja meg a közepes homérséklet-különbség függvényében, különbözo bordaosztás mellett. A 6-96. ábra vízfutésu bordáscso wim 900
800-
612-.2 tlpu
700
6-38. táblázat.
612 tí{)usú spirálbordáscso-fütötest
méretei
(A jelölések értelmezését 1. a 6-9S. ábrán) Soros Csoszálak száma: ,,= 2, 3, 4 db 0d l 125 E Párhu180 '" -4 mmmmMéretek 115 mm 160 ",130 70 ",180 zamos PH-2, 1",70 1/4* SH-2, PK-2, -3, kapcsolás jele SK-2, I
600 500
-f1e/eg viz
és 7'iirFO
.00
VIZ
I
200 200 -
40
5'0
60
7'0
80
90 100 110 1iO13&°0 lJfkijz,
OC
J
6-96. ábra. 612-42 típusú egysorosspírálbordáscso futotest folyóméterenkénti hóleadása, melegvíz-, ill. forróvíz-futés esetén a bordaosztás, mm
PK
6-95. ábra. Bordáscsó 5H
Cutótestek 612 típusú spirálbordás
acélcsóból. A méreteket a 6-38. táblázat tartalmazza
soros hegesztett; SK soros karimáS; PH párhuzamos hegesztett; PK párhuzamos karimás kivitel: Ha bordáscso igény szerinti bordázott hossza
192
FUTOBERENDEZÉSEK
W/m900 800 700
600
6'12
-42
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
f/plls
----+TelíteH goz
500
400 300
300 200
60
70
80
90
.L..:J 100 110 120 130 LJt,
6-97. ábra.
612-42
típusú egysoros spirálbordáscso
futotest folyóméterenkénti
oC
holeadása telített goz esetén
JI a fútoközeg és a helyiség homérséklet-kiiIönbsége; a bordaosztás, mm
1500
1500j 612-70
kcol/mh
t/PllS
Wim 1000-iTel/feft gtfz
0=8
900 800 700 600
500
400
400
300 300
110
120 130
,U, 6-98. ábra.
612-70
típusú egysoros spirálbordáscso
futotest folyóméterenkénti
DC
holeadása telített goz esetén
a fútoközeg és a helyiség homérséklet-különbsége; a bordaosztás, mm
holeadását 75... 150 kgjh átfolyó vízmennyiségre adja meg. Ettol eltéro vízmennyiség esetén korrekciót kell alkalmazni. A korrekciós tényezo értéke 75 kgjh-nál kisebb vízmennyiség esetén 0,95 ; 150 kgjh-nál nagyobb vízmennyiségnéll, 1. Egymás feletti kétszálas futotest holeadása az egyszálasénak vízfutés esetén 1,86-szorosa, gozfutésnéll,83-szorosa, háromszálas futotest holeadása az egyszálasénak vízfutésnél 2,56-szorosa, gozfutésnél 2,51-szorosa. Ha a csoszálak egymás elott helyezkednek el (fektetett beépítésu regiszter esetén), az utóbbi korrekciót nem kell alkalmazni.
6.3.5. Konvektorok A konvektorok fémlemez házba épített, bordás· cso felülettel kialakított futotestek. A levego a bor· dáscso alatt lép be a konvektorba, és a bordáscsó mentén felmelegedve, felül áramlik ki a készülékbol. A lemezház felmelegedése nem jelentos, ezért a holeadás foleg konvektív jellegu. A lemezház meg· felelo kialakításával a felhajtóero nagyobb Iégsebes· séget eredményez, mint a falra szabadon szerelt bordáscsövek esetében, ezért a konvektorok fajlagos
193
HOLEADÓK
6-39. táblázat. FK-69 típusú konvektor méretei és adatai (A jelölések értelmezését J. a 6-99. ábrán)
--.--Hossz, mm T______ típus I 15,8 I I
~~
I
m' A 1500 1178 1200 900 900 750 1778 1800 1650 1500 1478 72 1328 1350 1200 1050 1050 1028 42 878 750 1800 92 600 578 600 1650 1628 82 1350 62 52 32 22 12 50,50 24,75 32,00 12,6 11,0 40,70 19,00 17,80 26,30 3728 0,90 4,2 26,10 17,4 60,30 29,00 37,50 10,85 4,7 21,00 26,60 8,0 42,60 14,2 7,3 22,00 38,60 6,5 45,60 28,40 34,50 5,7 25,50 30,60 5,0 9,4 23,00 36,10 7,8 15,50 19,60 21,30 6,3 13,00 3,4 16,10 50,80 18,25 2,6 13,60 55,30 8,8 46,60 MI _~ 34,40 __ I felület,
Egysoros IpUSl jelL Súly. kp ISúly, kp IAIM
_!!__
Kétsoros I-T-:--~'-
Fííto- I Hossz, mm
holeadása kedvezobb. Elhelyezésük külso fal mentén, ablak alatt célszeru. Lemezházuk általában önhordó, közvetlenül padlóra állítható vagy falra szerelheto. Geometriai méreteik széles skálát ölelnek fel, így változatos beépítési módot és a hoszükséglethezvaló jó illeszkedést tesznek lehetové. Kis víztartalmuk és súlyuk kedvezo fajlagos holeadási jellemzoket és kis hotehetetlenséget eredményez. Esztétikai megjelenésük magasabb igényeket is kielégít. Lemezházuk mechanikai behatásokra kényes, szálIításuk, szerelésük gondos munkát igényel. HelysZÍnimunkaido-ráfordításuk kedvezo, csak bekötésükre van szükség. Holeadó felületük hosszú élettartamú. Tisztíthatóságuk kissé nehézkes. Melegvíz-, forróvíz- és gozfutésre alkalmasak. Egyes típusok levegooldali szabályozócsappantyúval készülnek. Hazai gyártmányú konvektor látható a 6-99. ábrán. Méreteit és jellemzo adatait a 6-39. táblázat tartalmazza. A konvektor acéllemez házában 1 1/4"oshorganyzott acélcsore húzott lOOX200 mm méretu, 0,8 mm vastag alumínium lamellás bordáscso foglal helyet, 8,5 mm-es bordaosztással. Készül egysoros (2 sorba kapcsolt) és kétsoros (2 sorba kapcsolt és 2 párhuzamosan kapcsolt) futocsovel, jobb vagy baloldali csatlakozással. Megengedett üzemnyomáshollandis csatlakozásnál5,9 bar (6 att), hegesztettcsatlakozás esetén 19,6 bar (20 att). Két magassági méretsorban készül, a magasházas kivitel holeadása légoldali csappantyúval szabályozható, 5 fokozatban. Tisztítása leszerelheto tisztítól 5 Az épületgépészet kézikönyve
tipus
ajtón keresztül lehetséges. A konvektor holeadását melegvíz-futésre a 6-40. táblázat, 0,098 bar (0,1 att) túlnyomású gozfutésre a 6-41. táblázat adja meg. Ettol eltéro goznyomás esetén a 6-41. táblázat értékeit a 6-42. táblázat szerinti korrekciós tényezovel kell megszorozni. A futotest vÍzoldali ellenállásértékeit, csappantyúállítással elérheto -szabályozási görbéit katalógus ok tartalmazzák.
el,-"
~~
~
l~qo T· .o,.lt' --r L L
,,11" _ IPUS
--l
-
Sai 1- .
L
. 1. 6-99. ábra. FK-69
T típusú konvektor. A méreteket a 6-39. táblázat tartalmazza
A alacsony házas tipus; M magasházas típus, légoldalí csappantyúval
194
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-40. táblázat. FK--69 típusú konvektor holeadása 90/70 °C-os melegvíz-fütésre Helyiség-homérséklet, 24
16
20
10
16
20
Holeadás
Tipus
w
kcalJh Alacsonyházas
2320 1893 1989 941II 1715 1492 I 1962 1
490 1995 1017 1150 920 298 700 570 480 1070 615 791 397 1710 2299 1871 1987 447 542 2140 2272 2674 2311 950 1796 1628 817 745 684 2282 1050 1024 1042 1064 1036 2089 903 252 602 1540 1201 640 387 347 271 1473 1790 1337 1205 1458 1313 1254 773 665 1480 1335 1212 811 1273 1118 %1 462 337 1102 1713 1324 1094 1191 508 3049 2642 838 1148 1237 874 1129 735 955 770 798 1006 1094 1282 1492 1735 1111 293 928 392 657 591 896 785 520 789 714 830 437 884 760 565 680 333 630 2622 413 2176 866 1995 685 795 1016 943 428 1397 1283 941 550 2489 975 1183 855 1539 715 1625 368 315 865 675 918 652 589 758
I
I I II
Magasházas M-11
oC 24
2924 2183 3352I I I
1064 1291 484 352 456 444 409 614 783 714 561 862 741 673 542 918 874 717 943 903 1235 855 1112 735 793 2425 922 1326 1140 1471 1458 1135 1040 1193 1625 1622 3730 1503 1748 3898 2844 1827 1435 1424 3037 2081 2793 2539 1970 2420 1558 2105 1630 1810 1287 2423 416 530 382 630 451 599 573 697 493 652 525 1016 2361 2997 3873 834 789 3308 660 994 768 1006 1050 1005 1237 1110 1436 956 1169 865 811 675 922 1026 1896 931 1159 1397 1320 1254 1265 855 1348 1210 2033 4338 1656 1669 1364 1571 3532 2646 3330 1292 1173 1078 1306 3077 1519 2175 2279 2818 2305 1982 1694 3248 2650 2514 1870 1815 2111 1812 1634 1405 1497 1083 785 2577 2746 1072 1395 1254 2085
10
HOLEADÓK
195
6-41. táblázat. FK-69 típusú konvektor holeadása 0,098 bar (0,1 att) túlnyomású goZfutés esetén Helyiség-homérséklet, oC
-24-~
Tipus
I
6172 1580 i 2663 3089 1854 3051 1768 4048 1619I 2156 3547 1321 4795 5489 3985 1900,II 2290 I I
I
16
1
10
I
24
20 _1 __~6
I _1_0_
Holeadás
__________ ~~
2
20 __ ~_~
I Alacsonyházas
,
,I 934 1186 907 1442 2014 1500 1420 1651 1838 1683 1244 1107 1326 1214 1086 1047 2220 780 1277 958 2696 3373 2117 2582 2908 830 2123 2024 2469 46364635 3873 1240 1513 5307 5392 2242 1447 1044 1391 1831 1628 1400 1290 1140 1732 1541 1618 1574 1237 1513 1375 1020 1447 1287 1820 1975 1098 952 900 984 846 977 714 824-2024 '1107 1740 2398 ~ 2150 2333 2623 4115 3660 2900 3538 3147 5059 1928 1714 1564 1760 2297 1854 1649 1939 3547 3050 2500 3155 2196 2062 2318 4123 4725 4063 4202 3613 4419 4350 4720 1792 1993 1301 1439 1182 1667 1888 1594 1969 2656 2713 1918 1136 1345 2290 1520 1392 3800 3481 3330 IIII 2210 II I I
kcaJ/h
_
I
I i
I
Magasházas 3047I 3831 2776 2473 ...... 1960 M-II 3911 940-I 1334 1147 2733 2611 1561 3294 3140 2500 3302 1490IIII IIi I II II
IS'
-.2843 ----- 1001 2350 3717 2400 1411 1512 1384 2114 2200 1818 1977 1811 1020 1279 1171 2791 3363 2930 2700 2150 2623 29282876 2604 3051 2713 2333 3605 2074 2083 23422290 1758 2724 1641 1190 2412 1840 1342 2233 3121 1586 1881 1733 1845 1700 1996 1194 1100 1007 1300 1557 1685 1920 1587 2620 2140 1490 1365 2387 1617 1093 861 2045 1389
- ---
2198 3408 3405 3028 3306 1881 2114 2146 2015 2423 1845 2559 13652556 2321 1186 1969
-
3100
M--62
3888
4245
4605
3650
3960
4538
4954
5375
5179 6044
3343
M-72
3902
4260
4622
5197
M-82
5284
5768
6259
7037
4543
4960
5382
6051
M-92
6157
6722
7293
8201
5294
5780
6271
7052
4453
196
FUTO BERENDEZÉSEK
att bar 0,15 0,20 I11,96 0,30 0,10 I 0,60 I 0,80 I10,25 1,0 1,000 11,02311,04711,07111,09411,141 1,18811,2361 1,33011,42511,89712,370 6-42. 0,50 0,490 táblázat. 0,588 Korrekciós 0,7841 tényezli 0,98 FK-69I 0,40 2,94 tipusú konvektor 13,0 12,0 más más) 0,0981 0,147 holeadásának számításához, tényezo I 0,196/ 0,2451 0,2941 0,392 a futogoz túlnyomásának figyelembevételére yos Goznyo-
SZERKEZETEt,
ANYAGAt
Hazai szegélyfutotest látható a 6-100. ábrán, méretei és adatai a 6-43. táblázatban találhatók. Futocsöve 1 1/4"-os acé1csore húzott 25X 0,8 mm méretu acél spirálborda, 5 mm-es osztással, tuzben horganyozva. Háza 0,75 mm vastag acéllemez. Falra konzolokkal erosítik fel. Alkalmas melegvíz-, forróvíz- és gozfutésre. Folyóméterenkénti holeadását és korrekciós tényezoit a 6-44. táblázat tartalmazza. A tervezheto legnagyobb hossz (egy egységben) 60 méter. A sugárzó futotesteket a 10. fejezet tárgyalja.
L
6.3.6. Szegélyfutötestek A szegélyfutotest kis magasságú, keskeny, hosszú, folyamatos építésu holeadó, amely egy szál bordáscsobol és az azt elölrol takaró, alul és felül nyitott vagy rácsozott házból áll. Megjelenésében a konvektorhoz hasonlít, de annál lényegesen alacsonyabb, és a fal vagy falak mentén folyamatosan alakítható ki. Elonyei: kis helyszükséglet, olcsó, könynyu szerelés, kis hotehetetlenség, jó hoelosztás a helyiségben. Hátrányai: tisztítása nehéz, belso falak mentén a bútorozási lehetoséget gátolja. Inkább közösségi épületekben használatos.
g -pmm
///// a}
E
@:::!ill 1110:
_.1:-:1
I
(A jelölések Valódi értelmezését 1. a 6-100. ábrán) Idomok I Névleges
I
ej
6-100. ábra. Hazai gyártású szegélyfutotest. A méreteket és adatokat a 6-43. táblázat tartalmazza aj elölnézet;
b) metszet;
975 KSM VK 200 VH Külso Jel Lmm E mm kp/m Belso Jel6-43. Vég táblázat. Hazai gyártású szegélyCutotest méretei és adatai 200 2000 súly LVM KH Sarok fütofelüJet I 975 I KK KM III12,14 BSH IFajlagos m'/m 18,0 I 1000 1950 I BSKIII BSM I I KSH I Névleges Valódi II KSK I1950 1
bJ
ej sarokelem
felülnézetben
197
HOLEADÓK 6-44. táblázat. Szegélyffitotest folyóméterenkénti holeadása Vízfutés, GOzfutés.
oc: 380 Wim; 326kcal/hm Lltköz=80 oC: 755 Wim; 665 kcal/hm
Lltköz=60
Korrekciós I I
att 10 18 I25 14 20 16 22
2.'.4 FutovÍz-hömérséklet, 21" 2.00 1.94 5.0 130/110 2.11 2.04 1,90 1,19 1,17 90/700,89 1,18 2,0 1,33 1,43 1,51 1,29 1,0 3,28 2,94 3,0 3,12 2,20 1,81 i 1,87 1,13 2,20 1,60 1,24 1,63 1,74 1,12 I,o
N ~~ 'o ;>
1 1
tényezok
I
._-----._-----~---_.-
eltéro esetekre
Helyiség-homérséklet,
t
oC
I
':::l
I
,.5 5,88
6,0
2,05
2,11
2,15
2,18
2,22
2,26
2,34
6.4. Csovezetékek, szerelvények 6.4.1. Csövek Az épületgépészeti berendezések jelentos hányadát teszik ki a csovezetékek és tartozékaik. A meleg víz,forró víz, kis- és nagynyomású goz, surített levego, gáz stb. szállítására alkalmazott vezetékek anyaga lehet folytacél, vörösréz, sárgaréz, alumíniumés muanyag.
6-45. táblázat.
Uzemnyomás és névleges nyomás csovezetékekben
viszonya
'"
'E ••
Csoben áramló közeg
~~ ~ .E --~----._fajtája c o;>
~
I
homérséklete
I
Uzemnyomás v iszonya és névleges nyomás
1.1 Víz, semleges fo~1I-. I-G-o-z~, ~ga-' z-,-fo-Iy-a~--' -------.---~.~~Iyadék, gáz, goz --120 OC-ig I ÜNy=NNy II
6.4.1.1. Folytacél csövek Méretük megadására a névleges átméro (NÁ) megjelöléshasználatos, amelynek számértéke megegyezika 9,81 bar (10 kpfcm2) névleges nyomásra szerkesztett öntöttvas nyomócso belso átmérojével.
dék, fokozott biztonságot igénylo közeg (pl. NH3, CO2) llLrG{i~göZ::-folyadék
1,
300 OC-ig -300 ... 400 oC
ÜNy=0,8
NNy
ÜNy=O,64 NNy
198
FUTÓBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-46. táblázat. Varrat nélküli acélcsövek méret- és súlytáblázata (MSZ 99)
· . · .. .
1,46 .. ·101 ... .,Anormál ..Amm .normál 0,691 0,740 0,592 4,00 10,9 2,27 2,96 2,07 2,37 4,64 4,93 6,51 7,10 7,79 3,35 3,75 5,23 5,52 5,87 8,38 8,98 4,34 2,56 2,76 41,4 28,9 32,1 85,3 1,38 1,78 45,4 64,9 30,3 77,4 88,3 35,0 36,7 39,0 58,0 III falvastagságú normál falvastagságnál nagyobb falvastagságok, mm 97,7 71,3 51,5 ...A197 kpjm 8,11 icso falvastagsága, A cso 10,3 150 111 190 166 172 125 138 .. ·,0cso ... ..... 2,3 ·.......sólya, 3,2 3,10 2,0 2,6 3,2 2,3 3,6 30,0 ,6 0,493 1,6 1,8 2,9 2,6 4,0 4,0 4,5 1,76 2,9 0,395 0,453 2,0 1,8 5,0 7,1 4,5 9,0 86,3 8,0 1,18 21,0 22,7 12,3 13,2 11,6 10,9 14,8 16,3 18,0 0,410 0,331 0,364 1,28 59,2 77,9 52,8 88,1 15,6 71,0 24,2 0,675 1,40 19,5 25,6 0,986 2,53 2,27 0,542 0,630 0,789 65,1 58,6 73,0 55,7 85,8 98,2 1,29 6,30 4,08 68,7 62,3 2,91 0,888 1,58 6,77 3,30 2,01 3,87 46,6 18,1 12,7 2,69 13,4 17,1 16,4 12,1 57,4 9,27 9,80 4,33 5,23 4,80 21,3 33,0 37,1 26,0 IIIII 8,74 20,0 4,0 10,0 1,89 II! 2,0 9,67 1,8 Súly,kpjm I I I
Zárójelben a leggyakrabban használt méretek.
I
199
CSOVEZETÉKEK, SZERELVÉNYEK 6-47. táblázat. Vastag Calú gázcsövek méret- és súlytáblázata (MSZ 120/1) Cso Névleges átméro
coli
I
1/4 3/8 1/2 3/4
I
külso átméroje. Dl
3 1/2 4 5
I~ 16 20 25 32 40 50 65 80 90 100 125
6
ISO
1
1 1/4 1 1/2 2
21/2 3
mm max.
mm
min. I
mm
s
m.en~t nelkul
mm
~I ~'
\14'0113'2 21,8, 21,0 1,
17,5 34,2 42,9 27'3[1 48,8 i
16,7 33,3 42,0 26,5 47,9
60,8 76,61
59,7 75,3
3~
~ ~ ~ ~ ~5
I j
1
102,1 89,51 100,4 88,0 140,8 11l3,1 138,5 115,0 166,5 1163,9
számított súlya
falvastagsága,
~ ~ ~ SA SA
~
és karman-
I
tyúval menettel
kp/m I
0,769 1,02 1,45 1,90 2,97 3,84 4A3 6,17 7,90 10,1 1l,6 14,4 17,8 I 21,2
I
0,773 1,03 1,46' 1,91 2,99 3,87 4A7 6,24 8,02 10,3 1l,8 14,7 18,3 21,8
6-48. táblázat. NormálCalú gázcsövek méret- és splytáblázata (MSZ 120/2)
. mm menet ésátméróje, karmanstagsága, külso I mm falvas40 32 20 25 15 90 88,64 63,2 10 65 125 80 SO .102,1 47,9 42,0 100,4 21,8 14,0 mm 48,8 3,61 42,9 3,14 27,3 2,6 26,5 3,2 33,3 34,2 1,59 4,0 9,12 17,5 2,3 21,0 16,7 1,23 76,6 75,3 6,51 13,2 10,6 9,8 Névleges 140,8 89,5 88,0 8,47 60,8 3,6 59,7 5,10 115,0 5,17 0,410 163,9 3,65 3,17 2,44 1,58 2,46 0,852 1,22 0,858 számított súlya 0,654 2,0 4,0 5,0 I kp/m 16,2 19,2 19,8 ISO 6,63 12,4 0,650 max. I lmin. 113,1 nélkül tyúval 1100 166,5 I mm I 0,407 \ 138,51 116,7 I menettel 2,3 I \10,0
A névleges átméroket az MSZ 2872-53 szabvány tartalmazza. A csovezetékek különféle homérsékletu közegeket szállítanak. Az MSZ 2873-52 szabvány névleges nyomást (NNy), üzemnyomást (ÜNy) és próbanyomást különböztet meg (6-45. táblázat). Csovezeték méretezésekor a névleges nyomás veendo alapul. Általában varrat nélküli és hegesztett acélcsöveket alkalmazunk. Varrat nélküli acélcsövek az MSZ 99 szerint 10... 419 mm külso átmérovel, 4-12 m hosszúságban készülnek. Hazánkban 324 mm külso átméroig gyártják ezeket a csöveket (6-46. táblázat). A szabvány kereskedelmi minoségu csöveket tárgyal, de intézkedik minoségi csövek gyártás$iról is. Hegesztett csövek gyártásához acéllemezt vagy acélszalagot használnak. Az elobbin a hossztengelylye1 párhuzamos varrat (MSZ 3740), az utóbbin spirálvarrat van. Tetszés szerinti átmérovel (egészen NÁ 2000 mm-ig) és kis falvastagsággal (max. 8... 12,5 mm) gyárthatók. A nálunk gyártott max. át• méro 720 mm. Menetes végu acélcsövek (gázcsövek). Az MSZ 120 vastag, normál- és vékony falú menetes végu acélcsövet különböztet meg. A normálfalú csöveket NÁ 6... 150 mm (1/4... 6") átmérovel gyártják (6-47., 6-48.,6-49. táblázat). A vékony falú varratos csövekkel az MSZ 289867 foglalkozik (6-50. táblázat). Spirálhegesztésu csövek méret- és súlyadatait a 6-51. táblázat tartalmazza.
Cso
1
4,5
112,1
6-49. táblázat. Vékony Calú gázcsövek méret- és súlytáblázata (MSZ 120/3) Cso Névleges átméro,
_
falvas-
s Dl kulso átméroJC. tagsága.
NÁ coli
.
I
mm
mm lmin. mm max.
mm
2,0 2,0 2,3
13,2 16,7 21,0
számított súJya menet nélkül
és karmantyúval I'menettel kp/m
1/4 3/8 1/2
8 - 10 IS
13,9 17,4 21,7
3/4
20
I 27,1
11 1/4 1 1/2
32 25 40
42,7 34,0 I 41,9 33,2\ 48,6 47,8
2,9 2,9 2,9
I 2,21 2,84 I 3,26
2,87 2,23 3,30
22 1/2
65 SO
76,3 60,7
3,2 3,2
5,81 I 4,56
5,93 4,63
26,4 I 2,3
75,2 59,61
0,573 0,747 1,10 1,41
0,577 0,753 1,1l I
1,42
esztként, gNá-
200
.. ,I
Korrózióálló
I.
.., .. ... .0,5 .., 1,16 2,66 0,300 0,339 0,592 0,379 1,01 1,09 1,21 1,28 2,86 4,34 4,83 5,82 3,35 0,518 0,715 0,764 0,&38 0,863 0,962 0,912 4,09 3,11 4,59 3,01 3,60 3,84 5,33 0,6~ 216,03 42,76 0,8 ·0,142 ... ... ·....10 ... .. .., 2,07 4,34 5,13 4,04 2,27 0,043 0,123 0,148 g,103 0,122 0,173 0,296 17,26 2,57 0,370 0,419 3,06 3,16 0,469 3,35 4,83 8,98 8,48 2,52 1,78 2,37 0,986 0,691 0,789 1,38 0,179 0,321 0,197 0,162 0,222 0,345 0,395 0,493 0,592 0,641 0,345 2,37 1,28 12,33 14,80 3,75 6,51 5,52 9,47 2,12 27,13 1,97 1,13 0,055 0,092 0,068 0,080 0,099 0,083 0,142 10,46 20,96 13,07 13,56 19,73 3,55 6,02 7,00 4,54 5,82 7,50 7,99 1,78 1,48 1,63 1,68 1,87 0,105 0,117 0,166 .·.. 0,182 0,271 0,221 0,260 0,280 22,20 18,50 24,66 0,888 11,44 II
FUTOBERENDEZÉSEK
I Falvastagság, mm
acélcsövekrol
az MSZ 4360---66 és
6-50. táblázat. Vékony faló varratos acélcsövek (MSZ 2898)
--
össze. Az az utóbbiakat már több évtizede alkalmaz SZERKEZETEI, ANYAGAI táblázatban gyujtöttük össze. mínium, vörösréz ésfémcso sárgaréz csöveket foglalju A zák, futéstechnikában míg alumínium most gyujtonévvel kezd teret hódítani. alu idomacélként gyártják. Jellemzo adataikat aaz 6-52
201
CSOVEZETÉKEK, SZERELVÉNYEK 6-51. táblázat. Spirálhegesztés6 csövek méret- és súly táblázata Falvastagság, mm Külso átméro, mm
4,0
-- ---- -III I
4,5
5,0
7,0
6,0
8,0
9,0
10,0
I
11,0
I
12,0
I
12.7
Súly, kpJm
155II 106,0 166 44,8 62,0 39,3 190 90,8 51,0 55,7 76,2 32,7 82,0 I 26,5 151 140 175 123 180 136 106 121 210 222 192 101 126 114 109 158 62,3 71,0 54,7 39,5 33,0 61,1 81,1 71,1 98,7 47,1 86,5 53,6 43,4 26,4 26,7 23,8 36,3 29,8 88,6 77,8 17,1 15,3 74,3 21,0 95,5 18,7 21,2 23,8 66,7 88,7 29,6 122III I I II I 1
II I I I I
I
6-52. táblázat.
Szelvény
Z
'lU
I Külsomm' méret
Hosszvarratos
I
vas::ág, FaI-
I
négyzet és téglalap keresztmetszeti
m~~~t, Kereszt-
tU
~
fo-<
1
I
II
Szelvény
i
30XlO 15X15 ci. 3Ox3O 4OXlO 30X 15 25xlO 20X 45X 2OXlO 4OX30 15 1,171 3OX20 45X25 1,367 0,915 4,285 1,665 2,171 1,365 6,285 3,132 4,132 1,065 2,632 2,371 5,485 3,653 1,371 1,771 1,571 0,9191,4 0,836 1,390 1,233 0,762 4OX4O 2c: 2,0 44,0 ,0 ,0 45X20 25X15 3,085 2,971 2,882 3,371 2,5 1,071 1,704 0,765 4,885 0,971 2,459 2,868 1,076 4,306 0,718 0,600 2,066 1,307 4,934 3,244 3,364 1,861 30X30 1,5 23,0 31,5 1,265 2,422 1,778 2,646 2,262 2,332 3,835 30X3O 4OX4O 4OX4O 4OX20 4OX25 ;>.,
2,5
I
kpJn: Súly
I
I
csövek méret- és súly táblázata
mm' Külso méret
I
vas:m&sá8, m=t, Fal\ Kereszt-
Súly, kpJm
202
FÚTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.4.1.2. Alumínium csövek
6.4.1.3.
Az MSZ 3757-69 szerint 4 ... 160 mm belso átmérovel, 0,5 ... 10,0 mm falvastagsággal, 1,0 ... 6,0 m hosszúságban, húzási technológiával készülnek (6-53. táblázat). Az alumínium cso szilárdságát ötvözoanyagokkal növelik (1. az MSZ 3714/I-et). Lúg és sóoldat megtámadja, de általában a korróziónak jól ellenáll.
Rézcsövek
Az MSZ 760 szerint 3... 120 mm belso átmérovel gyártják, 2,0 ... 5,0 m hosszúságban, lágy, félkemény és kemény fokozatban. Korróziónak jól ellenáll, dc ammónia, sósav, kénsav stb. megtámadja. Acetilén a rézzel robbanó vegyületet alkot. Húzott sárgaréz cso adatait az MSZ 733-69 alapján a 6-54. táblázat tartalmazza. Gyártási tartománya 3,0 ... 150 mm áto
6-53. táblázat. Alumínium csövek súlytáblázata (MSZ 3757-69) Falvastagság, mm
á~~~t'-0,5-1 4 5
6 8 10 12 14
15 16 18 20 22
25 28
30 32
0,015 0,019 0,023 0,032 0,040 0,049 0,057 0,060 0,066
1,0
I
1,5
120
130 160
2,0
1_~5 __
1 _ 3,0
3,5
I
I
4,0
I
5,0
I
6,0
I
8,0
I
10,0
Súly,kp/m
0,025 0,034 0,042 0,059 0,076 0,093 0,110 0,119 0,127 0,144 0,161 0,178 0,204 0,229 0,246 0,263
0,083 0,108 0,134 0,159 0,172 0,184 0,210 0,235 0,261 0,299 0,337 0,363 0,388
0,314 0,331
0,464 0,490
35
38 40 42 45 50 55 58 60 65 70 80 90 100 110
I
0,553
1,00
0,102 0,136 0,169 0,204 0,220
0,280
0,238 0,271 I, 0,305 0,339 0,414 0,477 0,390 0,541 0,441 0,475 0,583 0,509 0,626 0,559 0,688 0,611 0,753 0,645 0,795 0,679 0,729 0,901 0,814 1,000 0,899 1,11 0,950 0,984 1,07 1,32 1,15 1,43 1,32
0,483 0,560 0,636 0,687 0,738 0,814 0,891 0,942
0,882
I 1,272 1,400 1,484
I 1,154 1,052 1,221 1,143
1,069 o ••
1,400 1,450 1,578 1,705 1,959 2,214
2,239 2,579 3,257
2,28
0,848 0,975 1,060
0,713
2,723
ri
1,909 2,121
3,817
2,323
I
2,757 3,181 3,605 4,029 4,445 4,877 5,301
.
6,574
I
7,598
203
CSOVEZETÉKEK, SZERELVÉNYEK 6-54. táblázat. Sárgaréz csövek súlytáblázata (MSZ 733---(69) Falvastagság,
mm (túrésIO%)
Kúlso Turés
átméro,
0,20
mm
0,25
0,50
i
0,75
3
0,0156 0,0192 . 0,0349 I
~ __ -_-_-4-5~---=-=
±0,08
6 __________
~
0,0324
-----
_
-------11--
------!--0,0604
1------1_---
±O,.o
I
- ~~
------
----
0,0751 0,147
--------
0,216
±0,15 -
_5_055
ro-
_ ~- --
I
-
I
-
1
~O---65--I
-
-
-
---=-±0,20 --
---76-----
---
0,28 --=--1 _0,44
130
±0,50
---------
-
~~-_
Tl,12-
I ~::~-~:
---
1--=- --=---
--=--I_-=-~ __ ---
-
---l~:~_:~~ .-
--',58
---=--
-
= . =
I
1_~:-O,101-.,O1 -',23
-",~I-=--
~~,84
-
- -
----
-
-
-
-
-
1,11
__
-
1,36 -
-
-I--=---=----=-I--=------=-
-
-
2,13
2,62 2,98 3,19
2,68 3,24
3,75 3,32 4,04
1_-=-_=- __ ~,23 1,32 I'~__2,46 -
1,93 -,-----------------
I
2,03 2,46
3,BO -4-,3-74,12 ----2,87 -----4,37 4,92 5,48
110
-ISO-'-
m
-I~::~-I-I
±0,25
±0,35
-
----
0,50
1----
124
-
0,34__ ~ 0,45--=---=-----.:::--
85 90 ---100
-
',57- .,9,- - ~27 . I 0,87 1,28 1,68 3,78 ---.=------1-0,-95------------i-,2-7 ---~----1,03 1,53 2,94 -!
I_~
~_
___80
'-=lo~3421=-_
---=-
-----
-
-
1
1 __- ~~==--:-I==
~
5,0
--l-----I--~:~~~ I-----I-~:~~-~:~~ -I~-
1=--__
32 -3538
---40----=
I
-----
I_~:J~;:_I ~:~::=236-=1~:~ 1----
±O,'2
3,0
0,14 1
~ ---I----=~I-----k:~~ i~
_ ~--
1·
0,0402 0,0769 0,110
_1_
-
-.1 -
0,056
1-0,0370 0,0472 0,0908 -0~131-<>'0\- ~,0436 :_0,0541 0,105 _-=__ 0,2~_~~ I 0,0492 i 0,0611 0,119 0,23 0,32 1- 0,0548-i-o:068-1--0,1~-,--O,194---0:250,36-
__ ~ 9 10
--::
2,5
súly, kpjm
~~;-;O_O-~_~-~~ ~-__ ~=:~=~-:_~_-=-_~-:_~-4_~_: _ -__=-~,-06-~~ ~_~~:~--_~4=[-~_--J-~~__ ~~ __i~-__ -_---=_-_-=-.-_= ----
---7-----
-
2,0
1,5
1,0
Számított
--.--.
-.-.--.-----.--
-1
=
I
5,42 5,76 6,82
3,10 I 4,89 I 5,59_ 4,37 _=_1 -
I
6,29_ 7,68
5,64 6,15 6,45
IO,SO
8,13 8,97
11,88 13,40 14,67
9,08
685
-
~
17,51 20,26
más
204
FUTOBERENDEZÉSEK
méro, 0,2... 5 mm falvastagság és 1,0... 5,0 m hosszúság. Korrózióállósága fol~g vízzel, gozzel szemben jó. 6.4.1.4. Muanyag csövék Az épületgépészeti meleg vezetékek körében mindinkább teret hódít a muanyag is. Savnak, lúgnak jól ellenálló, könnyu, sima és jól tisztán tartható csövek. Hátrányuk a csekély szilárdság, a hoés ütésérzékenység. A PVC [poli(vinil-klorid)] cso hore lágyuló muanyag cso, + 5... + 40 oC homérséklethatárok között használható. Méreteit az MSZ 13580 rögzíti. A kemény PVC csöveket három kivitelben készítik ha-
I mhossz,lele Színe 20°C-on P2 I Gyártási Nehéz csoI I Pa
zánkban (6-55. táblázat), 12... 160 mm átmérovel (6-56. táblázat). Lágy PVC csövek anyagára, méreteire és minoségi követelményeire az MSZ 7907eloírásai vonatkoznak. A polietilén csövek minoségi követelményeit, méreteit szintén szabvány rögzíti. Az MSZ 7566 a lágy, az MSZ 7908 a kemény polietilén csöveket tárgyalja (6-57. és 6-58. táblázat). 6-57. táblázat. Lágy poUetilén csövek mérettáblázata (MSZ 7566) Falvastagság,
I
Külsomm átméro,
mm középnehéz---I
16 20 25
6-55. táblázat. Kemény PVC csövek adatai Szürke 2,5 6,0 2,0 6,06,0 "--Pl ----10,0Kék--~----------
SZERKEZETET, ANYAGAT
nehéz
2,0
2,0 2,0 2,3
2,3 2,0
3,6 2,9
Üzem-
.•....•.
40 32
I
6-58. táblázat. Kemény poUetilén csövek mérettáblázata
(MSZ7908) 20 32 40 25 16
Külso átméro,
mm
-------2,02,7 2,03,3 3,45,3 4,36,7 2,7 I
-nehéz 4,2 I középnehéz
Falvastagság, mm
I
6-56. táblázat. Kemény PVC csövek mérettáblázata
--I -I
3,0I I 2,6 I
---
(MSZ 13580) mm Falvastagság,
2,5 2,0 6,7 7,7 12,0 ,8 33,6 ,1 P. 2,4 24,3 3,0 ,3 5,3 1,6 6,0 1,8 3,6 I
I
A poli(tetrafluor-etilén) (más néven teflon) mint csoanyag, ill. csofalbevonat használatos. Nem ég, szagra, ízre nem érzékeny, hidrofób, könnyen meg· munkálható, de nem rugalmas. Hazánkban még nem gyártják. 10... 100 mm belso átmérovel, 5... 15 mm falvastagsággal, 2... 3 m hosszú darabokban gyártják.
6.4.2. Csokötések
• P" P•• P, értelmezését J. a 6-55. táblázatban.
A csohálózat egyes elemei oldható vagy nem old· ható kötéssel kapcsolhatók össze. Az oldható kötés lehet karimás vagy menetes kötés, a nem oldható lehet hegesztés, forrasztás, sa} tolás és ragasztás.
205
CSOVEZETÉKEK, SZERELVÉNYEK
6.4.2.1. Karimás kötések Nagyobb árméroju csövek esetében alkalmazzák. Lazakarimás kötés (MSZ 2900) esetén a csovégeket kiperemezve illesztik össze, s a két karimával a csovégeket összehúzatják, a két perem közé tömítogyurut illesztenek (6-101. ábra). A laza karima elonye a könnyu illesztés. A mereven rögzített karimák (MSZ 2911, 2944, 2995 stb.) vagy fix karimák családjából a 6-102. a) ábra szerinti felhegesztett karimás megoldás kis nyomásra alkalmazható. Karima menetes csatlakozással is illesztheto a csovégre [6-102. b) ábra]. Na3 54
gyobb nyomásra a nyakas menetes karima [6-102. c) ábra] alkalmazható, ill. a hegesztheto toldatos karima [6-103. a) ábra] és a csovégre sajtolt toldatos karima [6-103. b) ábra]. A karimák anyaga acélöntvény, kovácsolt acél, esetleg ötvözött acél. Nagy nyomáshoz a tömitofelület kiképzése az MSZ 2593 és; 2994 szerint 01dandó meg. A vastag falú és normál falvastagságú csöveket a gyártómu menetes véggel szállítja, így kézenfekvo a menetes kötés alkalmazása. 6.4.2.2. Menetes kötések Szokásos kötoeleme a karmantyú, ami lényegében egy belsomenetes rövid csodarab [6-104. a) ábra]. Lehet jobb-jobb és jobb-bal menetes (MSZ 6016) karmantyút alkalmazni. A karmantyúk az MSZ 6035 szerint 1/2 ... 6" átmérovel készülnek. Szukítokarmantyúk (6-105. ábra) használata is szokásos az MSZ 6017 és 6036 szerint.
i
. --l-I
3
e)
b) aj
6-101. ábra. Csokötés lazakarimával 1,2 peremes CSOVég;3, 4lazakarima; 5 csavarkötés; 6 tömltés;
2lazakarima; 3 menetes gyuru; ej
1 CSO;2 peremes
bJ 1 CSO; csonk; 31azakarima
aj
b) 6-104. ábra. Menetes kötések
aj karmantyús kötés: 1, 2 cso; 3 karmantyú; bJ kötés hosszmenettel: 1, 2
cso; 3 karmantyú; 4 ellenanya
aj
b)
6-102. ábra. Csokötés mereven rögzített karimával aj
I
felhegesztett karima: 1 cso; 2 karima; bJ menetes merev karima; ej nyakas menetes karima
6-105. ábra. Szukítókarmantyú
aj 6-103. ábra.
Csokötés
b) mereven rögzitett
karimával
aj toldatos hegesztett karima; bJ sajtolt karima
A menetes csokötés másik változata a hosszmenetes kötés [6-104. b) ábra]. Az elozo kötési módtól abban különbözik, hogy a jobbmenetes karmantyút az egyik csovégre egészen ráhajtják, s így a meglevo vezetékek egyes szakaszait kiemelhetové, eltávollthatóvá teszik a teljes csohálózat bontása nél· kül. Az ellenanya tömören zár. Menetes kötések családjába tartozik a közcsavaros csatlakozás is [6-106 a) ábra]. Gyártható tem-
206
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI 6-106. ábra. Menetes kötések a) közcsavar; b) hollandi kötés: 1 cso; 2. J anyás csavar: -# hollandi anya; 5 tömltés
aj
bj
peröntvényként (MSZ 6020), ill. csobol (MSZ 6030). Ugyancsak ebbe a családba tartozik az ún. hol/andi kötés is [6-106. b) ábra]. A csovégekre felerositett két hatlapfeju belsomenetes anyáscsavart a hollandi anya szoritja össze (MSZ 6025). A menetes kötések egyéb fajtái is elofordulnak. Idomdarabokkal, ill. szerelvényekkel is megoldható a csoelemek összekötése (6-107. és 6-108. ábra). A szmesfém vezetékek oldható kötésu peremmel, ill. hollandival készülnek.
6.4.2.3. Nem oldható kötések Leggyakrabban alkalmazott kötési mód a hegesztett kötés. Ennek legegyszerubb megoldása a 6-109. a) és b) ábra szerinti kialakitás. A hegesztési varratot az igénybevételtol függoen kell elkészíteni. Igényesebb esetben betétgyufUs [6-109. c) ábra] vagy védotokos [6-109. d) ábra] megoldás jöhet szóba.
1
1 I
2
-t--
1 6-107. ábra. fves hoJlandi 1 Iv; 2 hollandi anya; 3 anyás csavar;
6-108. ábra. Csokötés idomdarabbal -#
1cs6;
cs6
2 T darab
2 /
C) 6-109. ábra. Nem oldható kötések a) he_tett
cs6kölés kü1s6 varratta1; b) he8esztett cs6kölés V varratta1; e) betétgy6rtls cs6kötés: 1 cs6; 2 betét8Ydr6: d) v6d6tokos cs6kölés
207
CSOVEZETÉKEK,SZERELVÉNYEK
Színesfém csovezeték elemoit szintén hegesztéssei, ill. forrasztással köthetjük össze. Forrasztáshoz a csatlakozó végeket megfelelo módon elo kell készíteni. Az utóbbi idoben a ragasztás is elterjedt. Alumínium csoelemek összekötésére sajtolással is kísérleteznek.
A felsoroltakon kívül menetes kötések tömítéséhez használnak még növényi rostokat (kender), valamint mugyanta ragasztó kat is.
6.4.3. Tömítések
A futo-, hoellátó hálózat csovezetékei rendszerint épületen belül, idojárási hatásoktói védett helyen haladnak. Ritkábban külso térben, talajszint alatt vagy szabadon elhelyezett vezetékek is elofordulnak. Ezt a problémakört a 11.3. pont tárgyalja. Az épületen belül haladó vezeték nyomvonalának rögzítése után a fektetés módját kell megválasztani. Haladhat a vezeték szabadon vagy fali horonyban, szigeteléssei védve, vagy csupaszon, szigetelés nélkül. Acsovezetéket a falra; mennyezetre stb. fel kell erosíteni. A felerosítés helyét és módját a szállított közeg neme, nyomása, a csoanyag fajtája, a szigetelés milyensége és mértéke szabja meg. A felerosítések számának megválasztásához a 6-59. táblázat adatai adnak tájékoztatást. A táblázat adatait foleg hosszabb elosztó- és alapvezetékekre ajánlatos alkalmazni. Épületen belüli megfogások, rögzítések távolságának meghatározásához nyújt segítséget a 6-110. ábra.
A tömítés célja a csohálózat tömörségének biztosítása a kötések helyén. A tömörség a tömítoanyagon kívül a tömítofelületek kölcsönös helyzetétol, a tömítés felfekvésétol és szorításától függ. Tömítoanyagként ezért rugalmas és képlékeny anyagot használunk. A tömítoanyagot a szállított közeg homérséklete, nyomása és kémiai jellege szerint választjuk ki. Mechanikai tulajdonsága alapján lehet lágy és kemény tömítésrol beszélni. A lágy tömítés anyaga; papír, bor, gumi, azbeszt, ólom stb., kemény tömítések az alumínium, réz stb. Az épületgépészeti gyakorlatban papír, bor, gu~ mi (MSZ II 023, MSZ II 082), azbeszt alapanyagú IT lemez (klingerit) (MSZ 1683), szövetbetétes gumi (MSZ 2974), huzalszövetes azbesztgumi lemez (MSZ 11 084) egyaránt használatos.
l
~115 50
1
10
I
I
'
-/V.Y M~f7 / V/II
L\
_
- ••ee,
c\",If
///,V.y ~V '/ O
~5://.'/ /,
1~I
f2
~ '15"
I
..... I/.
-:><2-
< I ~~ ~~/-
/"
,
>';1 '
ú'~~
150~'~
.h."
'
'/
, "-
110
,~ 100 ..•~ 80 ~~ 70
J v1 1/,'/
~
//~~.0"\)
50
/i/~~A
40
37
!
~:,
___
225 200 - '"
- SZige. ~" 'ell csó górI'P,,y
I ~/ /
1-
-,/-,,~ f-'/. ~'/ '/"/Il~/~ \l '/1 '/~'/ 1/ 1/ h riI :;$>.,~ 1/ ~/ ~ ~ ~ 'l~~~~ V ~ ~ ,k- ' ú' :--.. 1- ___ ~-1=~~
250
I
~ ''''' ~ 225 '<:> -~ ~ 32 5 ''''' 820 -t:> ~ 15 ~to -t:> ,~ :~.§ 4~~ 2,5 ~ 7 ~ 3 6 4070
6.4.4. Csoöálózat kialakítása
t ,,~,
!
~'--I-
'_
II
",::-"1 I "<;J :"~"
~~~<'h:
/ _
~~/-'..... ,-ú'o (O~,'-~("":
•
ú'
,'"
Q,-1-
~ú'~'~~ 1- i~Zlgelellcs](gó1f-'-~<"h. ~~ l' ,~."~'i.. -/",,/~
1 b)
aj
6-110. ábra. Nomogram csöalátámasztások távolságának megbatározásához aj merev meafoaás:
bJ
csúszó VllIY 1Ör&6s alátámasztás
\ I ~~\ I
.
'". , j hi EBr------' :B
208 -H I--m m hossza. hossza, vastapáp,. / Gáz;//// ~leveg6g6zvezetékek .// vezetékek mm sólya. ""'/.,,, I1 Vlzzel V/zzel töltött töltött v. vezetékek vezetékek sólya, sólya. a6lya, v. leveg622 35 40 SO 19 25 20 30 SO 27 S O 42 5kp/m 66 84 137 16 104 11955 19560 33 69 30 26360 Gáz-. 83 15855 37 42,5 56707,8 3,91 tám· tám12,15 5,2 5,96 3,1 2,7 ,6 1+ 34,8 17,31 3,13 24,8 2,9 5,3 2,2 ,5 5,1 ,2 2,8 3,2 6,8 6,81 5,28 9,16 4,5 4,2 4,2 4,5 5,6 9,4 3,5 3,1 4,7 3,9 11,4 2,70 6,8 8,0 3,4 41,67,8 158,8 94,8 96,4 7,5 15,8 8,7 ,2 0,3 11,4 9,7 17,1 2,29 64,7 4,3 5,7 1,77 2,25 2,6 6,3 6,8 ,2 6,1 7,5 8,2 8,7 101,09,5 3,5 2,4 1,48 1,9 ,9 11,1 12,1 55,6 85,7 8,3 ,7 10,6 12,85,8 25,1 5,3 12,1 15,9 3,9 -,4 8,7 3,90 68,3 25,06,8 31,07,3 9,33 51,3 4,8 226,0 1,13 kp/m 130,99,6 T------bJ Szigeteléa I I ,- 25 /////'//// ,//////// d} I ( ej FÜTOBERENDEZÉSEK SZERKEZETEI, 9,4 I 6,5 SO °Cig 3,0 a) 'h/'. x-;.: ;0)'//: I kivánatos. mazása kétszáras csúszó 2,6 b)alátámasztás lemezsaru e) számban idomacél talp;támaszok d) lemez- példák 3,8 IA Gyakorlatunkban helyett nagy görgos fordulnak alkalelo a léltet. aIkengyel; 6-112. legtipikusabb ábrán leszorítóval; láthatók. mozgó Nagyobb alátámasztási terhelés esetén SziJeqIl
/
l'
I
6;.112. ábra.
"~,,
ffi
táblázat. Cs6vezetékek ",~\J}6;.59. ,~Z'~'" Mozgó alátámasztások f I
ANYAGAI ejb) \ i
.+.
alábí •••••ftlMI
CSOVEZETÉKEK,
209
SZERELVÉNYEK
hossza a súly és átméro függvényében vezetékek 100 OC_ig Gázv. levegovezetékek
tám-
I
---
I
I
súlya,
ho":,a.
I
1,9 2,2 2,4 2,7 3,0 4,1 4,4 5,0
I I
150 °C-ig
Vizzei töltött vezetékek
tám-
--
ho":,a.
I
kp/m
3,5 4,8 6,3 6,8 11,1 12,9 18 21
1,9 2,1 2,4 2,6 2,9 3,9 4,1 4,7
I I
3,8 5,3 7,1 8,0 13,2 16,8 23,0 29
5,2 5,7
kP/m.
1----------
l'
5,6 6,3
28 35
I
7,1
45
I
7,6 8,5
55 71
6,7 7,4
9,5 10,2 11,0
88 108 141
8,2 8,7 9•. 4
I
6,3
I
sága,
tám-
vastagmm
ho:za.
-
25 30 40 40 50 50
40 53 I
1_
55 60
72 88 124
. Gozvezetekek
Szigetelés
súlya,
_~
----
I
3,5 5,4 6,3 7,4 11,1' 13,8 18 22
5,6 6,2 7,0
65 70
7,5 8,5
163 -- \ 199 267 I
70 70
9,4 -_ 10,0 10,9
I
tám-
I Szigetelés
súlya, I
ho:za,
kp/m
1,9 2,1 2,4 2,7 3,0 4,1 4,4 5,0
I
Vízzel töltött vezetékek
súlya,
kp/m
sága, I,
vastagmm
1,9 2,1 2,4 2,6 2,8 3,8 4,1 4,6
3,8 5,9 7,1 8,6 13,2 17,7 23 30
30 30 35 40 45 50 55
29 37
5,1 5,6
41 54
60 65
48
6,2
74
70
56 73
6,7 7,4
II
90 127
70 75
92 113 147
--8-'1-11
I
167 204 273
I_ 80
I I
8,6 9,4
80
6-113. ábra. Csofelfüggeszlések
b)
aj 6-113. ábrán láthatók. Szükség esetén rugós felfüggesztésis készítheto (6-114. ábra). Kis átméroju vezeték rögzítésére alkalmas a laposacélból készített csobilincs. Színesfém vezeték~k szintén a bemutatott megoldásokkal építhetok be. Kemény PVC az acé1csohözhasonlóan fémbilinccsel rögzítheto, de a bilincsetelozetesen gumival vagy lágy PVC-vel célszeru bélelni.Lágy PVC a homérséklet emelésével veszít szilárdságából, ezért célszeru vályuba, horonyba fektetni.
a
16Az épületgépészet kézikönyve
6-114. ábra. Rugós csofelfüggeszlések aj függesz!és mennyezetre;
bJ
támasztás konzolra
6.4.5. Csovezeték hötágulása A vizet, meleg vizet, gozt stb. szállító csohálózat homérséklete az igénybevétel, ill. üzemvitel függvényében gyakran változik. Ennek következtében a hálózat hossza is változik. A tengelyirányú méretváltozás felvételére alkalmazzák a hotágulás-ki-
210
FUTOBERENDEZÉSEK
egyenlítoket. Ezek feladata a fix megfogásokkal határolt vezetékszakaszon belül a káros feszültség kialakulásának megakadályozása. A tengelyirányú hosszváltozás : (6-7)
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
kezetek kialakítását, megválasztását a 11.3.3. pont tárgyalja. Felhívjuk azonban a figyelmet arra, hogy a csovezeték épületen belüli vezetése sok lehetoséget nyújt a tágulás egyszeru felvételére, és ezzel költséges szerkezeti elemek takaríthatók meg.
ill. (6-8)
ahol L a csoszakasz hossza t oC homérsékleten, nl; Lo a csoszakasz hossza O oC homérsékleten, m; ex állandó, értéke acélcsore 1,1181 . 10-5; vörösréz csore 1,67· 10-5; b állandó, értéke acélcsore 5,26 . 10-9; vörösréz csore 4,03 . 10-9; Llt a szerelési és üzemi homérséklet különbsége, oc. A tágulás mértéke a (6-7) és (6-8) kifejezéssel számítható; 1 m hosszú acélcsore a nyúlás értékeit a 6-60. táblázat tartalmazza. A hotágulás következtében beálló méretváltozás csobol kialakított kiegyenlítok, ill. e célra tervezett kiegyenIítoszerkezetek segítségével veheto fel, ill. közömbösítheto. A kiegyenlítok és kiegyenlítoszer-
6.4.6. Csövek boszigetelése A hoszigetelés anyagait, technológiai kérdéseit, a hoszigetelés módját, méretezését a 6-10. fejezet tartalmazza .
6.4.7. C8OSZerelvények Azokat az elemeket soroljuk ebbe a gyujtofogalomba, amelyek a csovezetékben a közeg áramlását zárják, szabályozzák, a csorendszer üzemét biztosítják.
6-60. táblázat. Acélcsövek nyúlása különbözo Mmérsékleteken
6.4.7.1. Elzárószerelvények H6mérséklet,·C
l~ooT 150 12: 1256-~T
1,17 3,8314.56 1,8 /2,45 5,31 3,12 O· C-ról felmelegí-I
I
I
3~
I
400
Elzár6szerelvények: csap, tolózár, szelep és csappantyú. Ezek igénybevétele azonos a csohálózat igénybevételévei, s ezért mindazoknak a követelményeknek meg kell felelniök, amelyeket a csoháló-. zattal szemben általában támasztunk. Az elzárószerkezetek tulajdonságait a 6-61. táblázatban 6ri
6-61. táblázat. Elzárószerkezefek jellemzoi Jellemzok
Áramlási ellenállás Nyitás- és zárásido Szükséges nyit6ero Zárófelületek kopásá\16sága Áramlás iránya Építési hossz Épitési magasság A1ka1mazás NÁ szerint Alka1masság fojtásra Zárófelület Zárófelület-becsiszolás Zárófelület-berág6dás H6mérséklet-érzékenység
Tolózárak
Csapok
Rövid Csekély
I
Hosszú Csekély
szermt szennt Csapf~rgó és ház illesztése I Nyom~s és zárófelü1et Rossz Közepes Egyenes Egyenes Közepes Rövid Alacsony Magas Kis és nagy NÁ-höz Közepes és nagy NÁ-höz Közepes Nem alkalmas 2 kúpfelü1et 2 záró gyuriipár Könnyu Nehéz Gyakori Elofordul Nagy Közepes
Sze1epek
Mérsékelt Közepes Nyomás és zárófelü1et szerint ló
Változó Hosszú Közepes Kis és közepes NÁ-höz Nagyonjó 2 záró gyuru pár Könnyu Nem fordul elo Csekély
211
CSOVEZETÉKEK, SZERELVÉNYEK
nyomán foglaltuk össze. A záróelemek öntésseI vagy kovácsolással kialakított házzal készülnek, de eloállítanak hegesztett házzal is. A mozgatóorsó sárgaréz, bronz vagy nemesacél. Záróelemekhez általában ezeket az anyagokat lehet felhasználni. A felfekvo zárófelületeket bevonattai célszeru ellátni a berágódás elkerülése végett. Követelmények a záróelemekkel szemben: üzembiztonság, tömör zárás, könnyu szerelhetoség, kevés karbantartási igény, könnyu kezelési lehetoség, kis ellenállás. Csapok. A legegyszerubb záróelem a csap. A csovezetékhez menettel vagy karimával csatlakozó házban elhelyezett kúpos csapforgó negyed forgatásával az áramló közeg útja elzárható. Gyors zárástnyitást tesz lehetové. A csap szokványos kialakítása a 6-115. ábrán látható. A csap tömörségét a két kúpfelület felfekvése biztosítja. A kúpos kiképzésu csapforgó helyett néha hengeres, újabban gömbforgós csapot alkalmazunk. A hazai gyártású csapok 1/2... 2" között menetes, ill. 0 15... 100 mm méretben karimás kivitelben készülnek. A csapok anyagát, nyomáshatárait az MSZ 4563, MSZ 4564 és MSZ 4565 tartalmazza. , Kazánbiztosítás (szabályozás stb.) céljára alkalmazzák a háromjáratú csapokat (6-116. ábra). Az épületgépészetben gyakran eloforduló záróelem a hollandi tömlovéges ún. tölto-üríto csap (6-117.ábra). Szelepek. A leggyakrabban alkalmazott Zárószerkezetek. Szelepházban az orsó szorítja rá a szelepülésre a szeleptányért. Többszöri elforgatással nyitható a szelep. Nem teljesen nyitott állapotban a szelep fojtásos szabályozásra is alkalmas. Különféle kivitelben készülhet. Egyenes szelepet a 6-118.ábra, egyenes áramvonalas szelepet a 6-119.
6-116. ábra. Háromjáratú
csap
ábra, míg ferde szelepet (MSZ 13 132) a 6-120. ábra szemléltet. A szelepek csatlakoztatása, kötése a csovezetékhez karimával [6-118. a) ábra] vagy menetes kötéssel oldható meg [6-118. b)ábra](MSZ 12130). Speciális esetekben a hegesztett csatlakozás is szóba jöhet. A szelep záróeleme a szeleptányér és szelepülés. Ezek megfelelo kiképzése eredményezi a tömör zárást. Szükség esetén a szelepülést nemesacélból vagy színesfémbol, a szeleptányért szintén ötvözött acélból, ill. színesfémbol készítik. A szeleptányért kisebb nyomáson és alacsonyabb homérsékleten tömítoanyag betéttellátják el. A szelepben áramló közeg mozgását tekintve egyenes és sarokszeleprol(MSZ 48476, MSZ 48 477) beszélünk. A zárótest kiképzése szerint megkülönböztetünk tányér-, kúp- és tuszelepet (6-121. ábra). Rendeltetése szerint a szelepet elzáró-, szabályozó- és visszacsapó szelepnek nevezzük (6-122. ábra). Muködtetésük szerint kézi, mechanikus vagy, távhajtású szelepeket ismerünk. Szelep - megfelelo kivitel esetén - bármilyen nyomáson é(homérsékleten használható. A szelep-
1
3
--,---
6-115. ábra. Csap 1 csapház ; 2 forgó; 3 alátét; 4 anya
16'
6-117. ábra. Tömlóvéges töltó-ürÍtó csap
212
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
5
2
Jn
4
hj J
aj 6-118. ábra. Egyenes szelep
ll)
1 szelepház; 2 felsorész; 3 szeleptányér; .., am; 5 k6zikerék; 6 anya; 7 tömítöszelence; b) 1 ház; 2 am; 3 szeleptányér ; 4 tömítés
ház anyaga (MSZ 25201) bronz, temperöntvény (NNy 320), szürkeöntvény (NNy 16). Agresszív anyagok szállitásához a szelepeket ~orróziónak ellenálló belso bevonattal látják el. A szeleporsó anyaga acél, nemesacél vagy bronz. A szelepek kialakítását szabványok írják elo a felhasználásnak, nyomásfokozatnak és anyagnak megfeleloen (MSZ 8470-8478, MSZ 7390-7399, MSZ 13 130-13 132, MSZ 11106-1108). A névle-
ges átmérot, a beépítési adatokat az MSZ 25201 tartalmazza. Különleges szelepek. A futo- és melegvíz-ellátó hálózatokban gyakran használjuk szabályozási célokra a három járatú szelepet. A 6-123. ábrán látható megoldás kazánbiztosítási célokra is jó. A szelep kialakítása a C ág teljes e1zárását nem engedi meg, vagy:az A, vagy a B irányban a szelep mindig nyitva van.
6-119. ábra. Áramvonalas egyenes szelep
6-120. ábra. Ferde szelep
CSOVEZETÉKEK,
213
SZERELVÉNYEK
A rész/et
6-121. ábra. Túszelep A részlet: szelep és szelepülés kialakltása nagy nyomáshoz
A futotestek szabályozására, ill. zárására külön szelepcsaládot fejlesztettek ki. Ezek a kettos beállitású futotest-szelepek. Lényegében ezek a szerelvények szelep és csap kombinációk. A szelepházban csapforgót helyeznek el. Ennek elozetes beállitásávala szelepházban az átfolyási keresztmetszet lefojtható. Kívülrol természetesen szelepként muködtetheto. Az elobeállitás során az átáramló közeg mennyiségéta csapforgóval - mint beiktatott többletellenállással - az igényeknek megfeleloen változtatni lehet. A kettos beállítású szelepek szintén egyenes (MSZ 13 133), ill. sarok (MSZ 13134) kivitelben készülnek (6-124. és 6-125. ábra). A fojtás mértékét a szerelés és beszabályozás folyamán állítják be. Ha-
zai kettos beállítás ú radiátorszelepek fojtási görbéit a 6-126. ábrán láthatjuk. A szokványos radiátorszelepeken kívül a sok futotestféleség sokfajta szelep, kombinált szelep kialakítását tette szükségessé. Ezek körébol a 6-127. ábrán a lapfutotest kombinált szelep~tlakozó kötoelemét láthatjuk. Ennek segítségével egyetlen kötéssel a felszállóra csatlakoztatható a holeadó. A 6-128. ábra egycsöves átkötoszakaszos futés jellegzetes radiátorszelepét ábrázolja.
3- __ A6
-c
1
6-123. ábra. Háromjáratú 6-122. ábra. Visszacsapó szelep
szelep (íveit házú)
1 ház; 2 orsó; 3 felsorész; -1 kézikerék; 5 szeIeptányér; 6 szelepúléa; 7 tömszeleoc:e
214
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
l110zdulótest végzi (6-129. ábra). Áramlási ellenállá· suk csekély, beépítési helyigényük is kedvezobb, mint a szelepeké. A tolózárház kialakítása szerint hengeres házú, ovális házú (NNy 16) és lapos házú, (NNy 10)tolózárak vannak (6-130. ábra). A kézikerékkel mozga' tott orsó nyitás-zárás során helyén maradhat vagy a zárótesttel együtt mozoghat. Az elobbi a fixorsós (6-129. ábra), az utóbbi az emelkedoorsós tolózár. Az utóbbi típusokat hazai viszonyok között NÁ 150-ig használhat juk. A zárótest alakja a nyomástól és a szállított közeg jellemzoitol függ. Elvi kialakítása a 6-131. ábrán lát· ható. A jó zárást a házba és a zárótestbe épített, egymásra felfekvo gyÜrupár adja. A gyuru anyagá· nak kopásállónak és utánmunkálhatónak (köszörül· hetonek) kell lenni. A tolózárakat a csovezetékhez karimával, menettel, esetleg hegesztéssel kötik. Ezeket a záróelemeket NÁ 4O-tol gyártják. A tolózárak anyagát, névleges nyomását, típusait az MSZ 2877, alkalmazási területeit az MSZ 2878, gyártási adatait az MSZ 2880-2886 és az MSZ 8463 tartalmazza. A futéstechnikában épületekben a kisebb nyomáshatárokon belüliapos házú, nagyobb nyomá· sokra ovális és hengeres tolózárakat alkalmaznak. Foleg szabályozási célokra a futéstechnikában az ún. Peets-tolózárat (6-132. ábra) korábban gyakran alkalmazták.
5
1-~ I
6-124. ábra.
Kettos
beállítású
radiátorszelep
egyenes
kivitel-
ben 1 ház; 2 felsorész; 3 szeleptányér; 4 fojt6henger (csapforlI6); 5 ors6;
6 hollandi
A különleges kialakítású szelepek (szelepházak, orsók és szelepülések) anyaga, kötése stb. azonos az elozokben ismertetett szelepekével. A futotestelzáró és szabályozó szelepek tetszetos kiállítása lényeges, hiszen ezek a lakott belso térben vannak. To/ózárak. A csaphoz hasonlóan, nyitott állapotban a folyadék áramlási iránya változatlan, azonban a zárást itt az áramlás irányára merolegesen el-
,'\.
o
I
-
4ffolyó viz=nnyiség
kg/s kg/mín
,\ '\ \\\,'\ \
~aI, 12 11
\
,
1.
ANYAGAI
,"\. I
, ;
I
-"
.
""""'"
\.\ . \0 r-++10
"
20 60 140 1. o 'R-.. 160 ~\--'\00~\120 -\..\ -
,
L
\_\
~
180 1---';: ---
,
1.1151 9
8 7 4101 6
5
2
~051 3 2
[lób~lIífás 6-125. ábra. Kettös beállítású radiátorszelep sarok kivitelben 1 ház; 2 fotsorész; 3 szeloptányér; 4 fojt6henger (csapforg6); 5 orsó; 6 hollandi
falr
NJ/í/vu
6-126. ábra.
Kettos beállítású 3/4"-08 szelep aj sarokszelep; bJ eayenes szelep
zál'Ya
fojtási
görbéi
215
CSOVEZETÉKEK,SZERELVÉNYEK
--+--
-+
--:-I
i i
I
t t aj
hj
e)
6-127. ábra. Kombinált fütotestszelep+csatlakozóidom uj nézeli kép; bJ szelepséma; ej alkalmazás
Zárószerkezetek távmuködtetése. Ha az elozok- talános követelmény, hogy a feladat könnyen, bizben bemutatott csapokat, szelepeket és tolózárakat 'tonságosan legyen megoldható. Ehhez kell a közvenemautomatika muködteti, de közvetlen kiszolgálá- títo mechanizmus: a távmuködteto berendezés. suk balesetveszélyes (magas homérséklet, gázszivár-. Távmuködtetést két példán mutatunk (6-133. ábgás, sugárveszély stb.) vagy nehezen megközeIíthe- ra). A kezelés helyét a végrehajtószervvel rudazat tok (szintkülönbség), esetleg a zárás-nyitás na$y köti össze. Ennek elemei acélrúd vagy cso, karmanerot igényel, akkor a távmuködtetés klvánatoS4 AI- tyúval vagy csuklóval összekötve. Csuklós kapcsolás
6-129. ábra. Tolózár
.128. ábra. Egycsöves átkötoszakaszos
futés radiátorszelepe
1 ház; 2 felsorész; 3 orsó; 4 kézikerék; 5 tömszelence; 6 orsóröpft6; 7 záróteat; 8 záróllYlIrú
216
FUTOBERENDEZÉSEK
aj
SZERKEZETEI, ANYAGAI
ej
bj 6-130. ábra. Tolózárház alakjai a) lapos; hj ovális; c) hengeres
6-132. ábra. Peets-tolózúr
esetén az irányváltozás szöge max. 15°.A mechanizmus szükség esetén fogaskerék-áttétellel is kiegészítheto. Ha a végrehajtás gyorsasága vagy a kezeléshez szükséges ero nagysága megkívánja, a muködteto mechanizmust villamos motorral egészítik ki.
hohordozó közeg mennyiségét, homérsékletét, nyomását stb. A szabályozás szerkezeti elemeivel a 6-8. fejezet, a berendezések szabályozásával a 12.és 26. fejezet foglalkozik. Biztonsági szelepek. Hotermelok és hoszálIítók biztonsági berendezései, amelyekkel a kazánban, vízmelegító'ben, elosztóhálózatban megakadályoz• ható a megengedettnél nagyobb nyomás kialakulása. A biztonsági szelep lehet súlyterhelésu vagy ru· 6.4.7.2. Szabályozószerelvél!yek gós. A súlyterhelésu biztonsági szelepek rendszerint A változó igényeknek megfeleloen a futo-, ho- karimás házzal készülnek (6-134. ábra), egyéb sze· ellátó stb. rendszerek üzemét szabályozni kell. Sza- lepekkel azonos anyagból és minoségben. A szelep bályozni, változtatni kell a csohálózatban szállított lehet alacsony vagy magas emelkedésu. Az elobbi
aj
hj 6-131. ábra. Zárótest alaptÍpusaÍ aj egy oldalon záró test; hj ékz.ár; c) párhuzamos lap
ej
217
CSOVEZETÉKEK,SZERELVÉNYEK
I
I
~.
~+~ , I
aj 6-133. ábra. Zárószerkezet
távmúködtetésének
elve
aj szintkülönbség; bJ szint- és térbeli különbség
6-135. ábra. Rugós biztonsági szelep
folyadékhoz és levegohöz, az utóbbi gozvezetékhez alkalmas. A rugós terhelésu biztosítószelep (6-135. ábra) azonos feladatra készül, mint a súlyterhelésu szelep, azonban kevésbé érzékeny a rázódásra, rez· gésre. A biztonsági szelepek beépítésekor ügyelni kell a lefúváskor eltávozó goz helyes, biztonságos elvezetésére. A biztonsági szelepek gondos ellenorzése szükséges. 6.4.7.3. Egyéb szerelvények Kis- és nagynyomású gozvezetékek tipikus szerelvényei a csapadékvíz el- és leválaszthatók. A vírleválasztás legegyszerubben a 6-136. ábra b) változatának megfeleloen oldható meg, míg nagy vízmenynyiség kiválása esetén a 6-136. a) ábrán látható
megoldás jöhet szóba. Hosszabb, szabadban haladó vezeték töréspontjait vízzsákká lehet kiképezni. Abból az összegyult vizet idonként le kell engedni. Nyomás alatt álló berendezés (csovezeték) víztelenítésére a 6-137. ábra szerinti megoldás is választható. Két szelepet: egy záró- és egy fojtószelepet kapcsolunk össze. Ha nyomás alatti térbol magas homérsékletu víz távozik, az újbóli elgozölgést meg kell akadályozni (balesetveszély). A víztelenítóberendezések vagy más néven kondenzleválasztók feladata a csapadékvíz leválasztása és elvezetése. Ezek lehetnek mechanikus, ütközéses, termosztatikus és termodinamikus elven muködo leválasztók. A leggyakoribb mechanikus kondenzedény-megoldást a 6-138. ábra szemlélteti. A vízleválasztást és a kondenzedényeket részletesen a 9. és ll. fejezet tárgyalja.
aj
bJ
6-136. ábra. Vízlevá1asztás módjai 6-134.·ábra. SÚlyterhélésii biztonsági szelep
aj vízleváIasztó edény; bJ vizzsákcso
218
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-139. ábra. Mechanikus goztor16 1 ház; 2 torló: 3 zárókupak
6-137. ábra. Sorba kapcsolt zár6- és fojtószelep nagynyomású gozvezeték víztelenítésére
-
Kisnyomású gozfutohálózatok gyakori alkotóeleme a goztor/ó. Feladata megegyezik a vízleválasztók és a kondenzedények feladatával. A kis nyomáskülönbség miatt a két elem összevonható. A goztorlót rendszerint a futotestek kiIépocsonkján helyezik el. Muködési elvük alapján mechanikus és tágulótestes torlókat különböztetünk meg. Mechanikus torIókra a 6-139. ábra, a tágulótestes torIókra a 6-140. ábra mutat példát. A szakaszos üzemu kisnyomású gozhálózatok
6-140. ábra. Tágul6testes torló 1
ház: 2 táaulÓtesl; 3 hollandi:
Kond~nz
-1
zárófedél
3
aj
1
'2
hj 6-138. ábra. Mechanikus muködésu kondenzedény aj szelepes; hj lolattyÚ8
,
* I
6-141. ábra. Légtele~ítö--légbeszív6 1 táaulótcst szeleppel: 2 ház: 3 anya
szelep
219
CSOVEZETÉKEK, SZERELVÉNYEK
t 6-142. ábra. Légtelenítotulipán 1 tágulótest szeleppel: 2 felsorész; 3 csavar; 4 anya
6-144. ábra. Háromjáratú
csap muszerekhez
~
légtelenítését a 6-141. ábra szerinti légteleníto-légbeszívó szeleppel lehet megoldani. Kisebb rendszer vagy egy-egy alapvezeték-rendszer légtelenítésére alkalmas. Csovezetékre közvetlenül ráépítheto. Helyilégtelenítésre (futotestek, csokígyók stb.) az elozovel azonos elven felépülo légtelenítotuIipán (6-142.ábra) alkalmas. Automatikus légtelenítésre a 6-143. ábra szemléltet két lehetoséget. Mindketto A csonkkal csatla-
2
koztatható a felszállókra (a légtelenítendo csovezetékhez), sa B csonkon távozik a levego. A különleges szerelvények családjából a nyomásméro beépítését elosegíto három járatú csapot (6-144. ábra) említjük. Anyaga bronz, a nyomásfokozatnak megfelelo falvastagsággal. A csap segítségével a nyomásméro üzeme ellenorizheto. A vezetékben áramló közeg szennyezoanyagokat is hozhat magával. Ezeket le kell választani, nehogy
7
B
At
b)
a) 6-143. ábra. Légteleníto úszóval
lJ) sarok kivitel; b) egyenes kivitel; 1 ház: 2 felsorész: 3 úszó; 4 tömszelence: 5 szelepülés; 6 kéziszelep; 7 szelep
220
FUTOBERENDEZÉSEK
kárt o~ozzanak. Szenny/ogó látható a 6-145. ábrán. Távvezeték törésekor, elszakadása kor szükséges, hogya forró vÍZ,goz kiáramlÍísa mielobb megszüntetheto legyen. Erre való a gyorszáró. A 6-146. ábrán elektromágnesseI muködtetett szelep látható. A szelep felso részén kívül helyezik el az elektromágnest. Csotörés esetén a mágnes külso beavatkozás következtében emelokart mozgat el. Ez a szeleporsót elmozdítja, és bekövetkézik a zárás. A szelep eredeti helyzetébe csak külön beavatkozással hozható vissza.
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.4.8. Csovezetékek színjelölése Az MSZ 2981 intézkedik a csohálózatok festésekor alkalmazandó szÍnekrol. Eszerint a következok a színjelölések : forróvÍZ-felszálló- (eloremeno) vezeték vörös; visszatéro vezeték kék; melegvíz-felszállóvezeték cinóberpiros; visszatéro vezeték kobaltkék; gozvezeték narancssárga; kondenzvezeték világoszöld; gázvezeték sárga; biztonsági felszállóvezeték vörös, BF jelzéssel; biztonsági leszállóveze· ték kék, BL jelzéssel.
-
-
-1
\3
\3
6-145. ábra. Szennyfogó
6-146. ábra. Gyorszár6 szelep
1 ház; 2 szurobetét; 3 zárófedél
1 felsorész; 2 orsó; 3 ház; 4 szeleptányér ; 5 mágneskapcsoló; 6 átléld
6.5. Villamos hajtású gépek, villamos hajtások Az épületgépészeti berendezések muködtetéséhez használt gépek és hajtásuk megválasztásához ismerni kell a muködtetett berendezés tulajdonságait, a vele szemben támasztott igényeket, valamint az üzemi paraméterek mellett az induláskor, leálláskor lejátszódó folyamatokat. Számolni kell a hibák keletkezéseinek lehetoségeivel. A biztonsági követelményeket egyaránt ki kell elégíteni életyédelmi, technikai, technológiai és gazdaságossági vonatkozásban. A követelmények a hajtott gépre és annak villamos hajtására egyformán vonatkoznak. 6.5.1. Szivattyúk
a szállított közeg térfogatárama,
Folyadékszál/ítás
V, m3/s (m3/h) vagy l/min. Manometrikus
szállító- (emelési) 2·
H
m
2
_Vny-Vszi+Pay-Pszi
2g
eg
+e m,
(6-9)
ahol vay' vszi a folyadék áramlási sebessége a nyom6csonkban, ill. szív6csonkban, m/s; g a nehézségi gyorsulás, m/s2; Pay' P szi a folyadék nyomása a nyomócsonkban, ill. szív6csonkban, Pa; e a folyadék surusége, kg/m3; e a nyom6csonkba, ill. szív6csonkba épített nyomásmérok közötti magasságkülönbség, m; ill. 2
A szivattyúk áramlástani gépek, amelyeket folyadékoknak nyomás elleni szállítására alkalmazunk. A szivattyúk jellemzoi :
magasság:
H
nt
2
Vay-Vszi+Pny-P.zi
2g
ahol ya folyadék fajsúlya,
y
kp/m3;
+e m P
,
nyomás,
(6-10' J
kp/m2;
VILLAMOS HAJTÁSÚ
a többi jelölés értelmezése megegyezik a (6-9) összefüggéséveI. (Az elso tagot sebességmagasságnak, a másodikat nyomásmagasságnak nevezzük, 1. a 2.3. pontot!) Statikus szállitó- (emelési) magasság a szivattyús csorondszer szivó- és nyomó csovezetékének elején és végén elhelyezkedo folyadéktároló edények folyadékszintjei között mérheto Hst geodetikus magasságkülönbség (ha a nyomóvezeték a folyadékszint alatt csatlakozik), ill. az alsó folyadékszint és a nyomóvezeték legmagasabb pontja közötti távolság (ha a nyomóvezeték végpontja a felso tartály folyadékszintje felett helyezkedik el; 6-147. ábra). Szállítómagasság a csovezetékre kapcsolt szivattyú nyomó- és sziv6csonkjában ténylegesen mérheto nyomáskülönbség:
, ,
H=Hst+hszi+hny
m,
221
GÉPEK, VILLAMOS HAJTÁSOK
(6-11)
ahol Hst a statikus szálHtómagasság, m; h:Zi és h~y a szivó- és nyomóvezeték áramlási ellenállásainak veszteségmagassága, m. Elmélet; teljesítmény:
Tengelyen. mért teljesítmény:
P
Pte=-llsziv llsziv a szivattyú
kW,
.<6-14)
hatásfoka: (6-15)
ahol llhi a hidraulikai, mechanikai hatásfok.
llvol
a volumetrikus,
llme
a
6.5.2. Szivattyútípusok 6.5.2.1. Dugattyús
szivattyúk
A folyadékot térfogat-kiszoritással szállitják, a térfogat-kiszoritást alternáló mozgású dugattyú végzi, a folyadék áramlását ,szelepek irányítják. A dugattyú mozgást követoen a folyadékszállitás is ütemesen ingadozik.
6.5.2.2. Fogaskerék-szivattyúk (6-12)
ill. VyH P=~
kW,
(6-13)
ahol Ji" folyadékszállitás térfogatárama, m3js; e a folyadék surusége, kgjm3; H szállitómagasság, m; ya folyadék fajsúlya, kpjm3•
-.-- ~-
I
=_ ~V
-it
I
.f
~jPng Sli! Psl/ Uli V
~
-*,
lH"g
/(,z;, lJ v// ~~r
A kiszoritóelemet az egymásba kapcsolódó fogaskerék fogai képezik. Homlokkerekes fogaskerék-szivattyúban a két egymással kapcsolódó fogaskerék forgatása kor a fogárkokat megtölto folyadék a szívott oldalról a nyomott oldalra áramlik át.
6.5.2.3.
Centrifugális
szivattyúk
Megkülönböztetünk radiális, félaxiális és axiális járókeréktipusokat. Jelleggörbék. A szivattyú jellemzoinek (szállítómagasság, teljesítmény, hatásfok) alakulását állandó fordulatszám esetén a folyadékszállítás függvényében feltünteto görbéket jelleggörbéknek nevezzük (6-148. ábra). Affinitási törvények. Fordulatszám-változás esetén a fordulatszámokkal a folyadékszállitás egyenesen arány os : VI
-
nl
.
(6-16)
Vo- no' a Hemelomagasság
négyzetesen
arányos:
6-147. ábra. Szivattyújellemzoi Yfolyadékszállitás térfogatArama; Yny• Yu! sebeaség a nyomÓ-. ill. szivócsonkban;Pny. P.zt nyomás a nyomó-. ill. szivócsonkban; H•• statikus sdllitómagasság; H.z" Hny szivó-. ill. nyomóoldali statikus szál1ltómagasság
Ho Hl a teljesitményszükséglet arányos:
(6-17)
no = (nl)\ harmadik
hatvány
szerint
222
FUTÖBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
H fte
p
H
l~j~il'--~~----ji
V
6-148. ábra. Centrifugális
6.150. ábra. Nyitott csóvezetékjelleggörbéje
szivattyú jelleggörbéi
v
folyadékszállitás; H szállítómagasság; P elméleti te)jesltmény; Ptc tengelyen mért teljesítmény; '1.z1va szívattyú hatásfoka; n fordulatszám; e folyadéksuruség
h'=h;zl+h~y a szívó- és nyomóvezeték V folyadékszáJlítástól fUllllo veszteségmagassága; H.t a statikusszállítómagasság; H=H,,+h' szállítómagasság
eg
mm,
h'= Llp no 3. (~)
(6-18) ill. Ha a H=f(V)n jelleggörbesereg egyes munkapontjaiban feltüntetjük a hatásfok-értékeket h'= is, Llp és az azonos hatásfokú pontokat folytonos görbévei összekötjük, akkor az ún. kagylódiagramot kapjuk (6-149. ábra). PteO = Ptel
Onfelszívó képesség:
H· f= on
Ylev
Y
H-·
m,
(6-19)
UJ
ahol Ylev a levego fajsúlya; Y a szállított folyadék fajsúlya; Hn; üresjárási emelomagasság, m. A centrifugális szivattyú indulásának feltétele, hogy a jarókerék vizzellegyen töltve. Ez vagy esetenkénti feltöltéssei, vagy ún. önfelszÍvó kamrás járókerékkel érheto el. Csovezeték jelleggörbéje. A csovezeték jelleggörbéje az áramló közeg nyomásveszteségét (veszteségmagasságát) adja meg a folyadékszállítás függvényében. Az áramló közeg Llp nyomásvesztesége a (2-44) összefüggéssei számítható. Ebbol a h' veszteségmagasság :
(6-20)
Y
(6-21)
összefüggéssei adódik, ahol Llp nyomásveszteség, Pa (kp/m2); fl folyadéksuruség, kg/m3; g nehézségi gyorsulás, m/s2; ya folyadék fajsúlya, kp/m3• A csovezeték jelleggörbéjének és a statikus szálIítómagasságnak összegezését a 6-150. ábra tünteti fel. Zárt csorendszerben (keringtetoszivattyúk esetén) Hst=O (6-151. ábra).
H
b)
l}sziy!< '1sz;y mg)' Tjsz;yl < 'Iszi, 1 1Jsz;,.J(
'Iszi,}
'lsÚ4<7Y1yj
~Vszi6t. 'Islir, nl
6-151. ábra. aj Zárt csovezeték jelleggörbéje (szivattyús melegvfz-fútés esetén) H szállítómagasság; V folyadékszállítás
hj
Nyomáseloszlás
a csovezeték
mentén,
meghatározott
V folyadékszállítás esetén 6-149. ábra. Centrifugális szivattyú kagylódiagramja VfolyadékszálUtás; H szállítómagasság; n fordulatszám; 'Iozlv a szivattyú hatásfoka; M a legjobb hatásfokú munkapant
~ a szivott oldal vesztcségmagaasáaa; ~., a nyomott oldal veszteRt. magassága; H száJlítómagasság; 1 kazán; 2 keriDgtet&zivattyú; 3 tqUIái tartály; ., cs6vezeték
223
VILLAMOS HAJTÁSÚ GÉPEK, VILLAMOS HAJTÁSOK LIo,
6.S.3. Szivattyúk szabályozása
Po; 4(10)
Megcsapolásos szabályozáskor a többletfolyadékot a nyomóoldalról alacsonyabb szinten elhelyezett tárolóba vagy szÍvóaknába vezetik vissza. Afojtásos szabályozás egyszeru, de gazdaságtalan üzemmel jár. A fordulatszám-szabályozás aleggazdaságosabb. Szivattyúk sorba kapcsolása abban az esetben szükséges, ha a több lépcsos szivattyú szálHtómagassága a fordulatszámnak a megengedheto és gazdaságos értékre növelésével sem elegendo. Két, sorba kapcsolt szivattyú eredo jelleggörbéje az azonos közegszállitáshoz tartozó szál1ítómagasságok összegezésévei szerkesztheto meg. Örvényszivattyúk párhuzamos kapcsolása a szállított közegmennyiség növeléséhez szük~ges, ha a szükséges szállitás a fordulatszámnak a megengedheto és gazdaságos értékre növelésével semérheto el. Az eredo szivattyú-jelleggörbe az azonos szállitómagassághoz tartozó közegmennyiségek összegezésévelszerkesztheto meg.
6.S.4. Keringtetoszivattyúk, kondenzvízszivattyúk
'kp/m2 4000
3010'
2
3
4 5678910
,
,
6-152.ábra. Calor keringtetoszivattyú körvonalrajza. reteket a 6-62. táblázat tartalmazza
A mé-
, ,.
6-153. ábra. Calor keringtetószivattyú
','
.l, V,I/mm
jelleggörbéi
H típusú hermetikus szivattyú. A szivattyú négy típusának jelleggörbe-tartományát és méreteit a 6-156. ábra, egyéb adatait a 6-65. táblázat tartalmazza. A jelleggörbe az ábrán megadott tartományon belül fokozatmentesen változtatható. A szivattyú függoleges és vízszintes helyzetben is beépítheto. Wi/o keringtetoszivattyú. A szivattyú jelleggörbéi a 6-157. ábrán láthatók. Forróvíz-keringteto szivattyúkat elsodlegesen távfutésekben alkalmaznak. Általában 250 oC vÍzhomérsékletig megfelelok. Az SF típus jelleggörbe-tartományát a 6-158. ábra szemlélteti. A kondenzvízszivattyúkat max. 100°C vÍzhomér-
A keringtetoszivattyúk a közeg cirkulációját tartják fenn a zárt csohálózatban, ezért viszonylag kis emelomagasság jellemzo rájuk. Hazánkban az épületgépészeti gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott keringtetoszivattyúk a Calor, a HC és a H típus, valamint (újabban) az import WHo szivattyú. A keringtetoszivattyúk motorral közvetlenül összeépítve, általában külön alapozás nélkül a csoMotortipus hálózatra szerelhetok. Típus I Calor szivattyú. A szállitott víz max. homérsék660 [4-(3)] 200 583 SO VZPll 210 100 125 190 130 626 160 168 283 326 250 688 250 ISO 360 VZP21 VZP22 lete90 oC lehet. A szivattyú körvonalrajzát a 6-152. I 225) 100 VZPll Calor 130 CalorSO [6--(2)] [4-(1)] Calor 50 [4-(2)] [6--(1)] [6-(1)][6--(1)] 50 1140 ábra, méreteit a 6-62. táblázat, jelleggörbéit a 6-153. I VZP21 ábra, hajtómotorjának adatait a 6-63. táblázat tartalmazza. HC típusú hermetikus szivattyú. A sziwttyú körvonalrajzát a 6-154. ábra, méreteit a 6-64. táblázat, jelleggörbéit a 6-155. ábra tünteti fel.
.
20 30 W506070Y0700'l,mljh
,.
552 595 200 1494,5
I
I
97,51120
"
224
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-63. táblázat. Calor típusú keringtetiíszivattyúk hajtómotorjáDak adatai ord.
Tipus Motortipus
Calor 50
1,02 0,4 1,5 0,2 0,15 0,5 0,12 1,02 0,15 0,5[~1)] 1,0 0,7 2,04 0,32 0,22 0,5 VZPll0,3
VZPll [4-(2)] VZPll VZP21 [4-(3)] [4-(2)] VZP21 [6-(1)] [4-(1)] VZP22 [~1)]
I --o fimm-
'1
Nt. I Nmo INmwj TeJjesitmény·. LE
960 1440 960
0,0710,1 0,7\1,02
Calor 80
I VZP2I!6-(2)] 6-154. ábra. HC tÍpusú keringtetöszivattyú körvonalrajza. A méreteket a 6-64. táblázat tartalmazza
Calor 100 Calor 130
iJp, POi
kpjm2
tengelyen mért teijesitmény; szükséges motorteljesltmény; Nmoné motor névleges teljesitménye.
"OS::
_.- ~-
I
••..• -..1
1'1 I O
, JSOO
1610
• Nte Nmo
•••••.. d'O --f-j J~- -,-, - 1" ...§'S '- f-C - - ...... 'l.I I
, 20,10.1 1810 '1lfJIl/1
-..;;J 77C' . -- .... 1-+--
I
--Y,n
"-
14/0
6-64. táblázat. HC típusú keringtetiíszivattyúk körvonalméretei
tNO
(A jeJölések értelmezését
1010
810
610
Tipus
HC80 HC65 HC 50
a
I
J. a 6- I 54, ábrán)
b370 410 260 390 320 80 50 mm Méretek,65 I NÁ I
410
'4 '5
Jl0~J
6"78910'
'4!J sr; 60 708090ioo'
6-155.
ábra.
HC
tÍpusú
..
, , '}o
'JE) V;m3fh
'200 . 300 40oSÓO ~ f/mm
keringtetöszivattyú
jelleggörbéi
sékletig lehet alkalmazni. Üzemük lehet folytonos is, de általában szakaszosan üzemelnek. Szakaszos üzem esetén az óránkénti kapcsolási szám 4 ... 5 körüllegyen. A szivattyúkhoz hozzáfolyásról kell gondoskodni, a kondenzviz-homérséklettol függo mértékben. Forróvíz-nyomóstartó szivattyúkat olyan esetben alkalmazunk, amikor a forróvÍz-rendszeru hoellátásban a nyomás biztosítására nem áll rendelkezésre sem goz, sem surített levego vagy inert gáz. Ilyen esetben viszonylag kis szálIítású, meredek jelleggörbéju szivattyú alkalmazásával lehet fenntartani a rendszer nyomását.
6.5.5. Tüzeloanyag-szivattyúk Olajtüzelésu futoberendezésekhez használatos szivattyúk, feladatuk az üzemanyagtartályok és a kazántelep között olajszállítás. A nálunk használatos
könnyu, közepes és nehéz futoolajokhoz általában fogaskerék-szivattyúkat alkalmaznak. A szivattyú· katalógus adatai tartalmazzák a szállítható olaj legnagyobb megengedett viszkozitását (általában OE_ ban). Ha az olaj viszkozitása nem megfelelo, mele· gítésérol gondoskodni kell. A használatos kisnyomású fogaskerék-szivattyúk körvonalrajzát a 6-159. ábra, fo adatait és méreteit a 6-66. táblázat tartalmazza.
6.5.6. Légkompresszorok A légkompresszor az épületgépészeti célokra használt légsuríto berendezések alkotórésze. Segédenergiaforrásként, automatika muködtetésére, hid· rofor-tartályok légellátására, nagynyomású rend· szerek nyomástartására használatos. A kompresszorok olajkenésuek, a kenoolaj egy része a szállított levegobe kerül, ezért a kompresz· szor után olajleválasztó edényt kell beépíteni. Az erosen zajos kompresszorok üzemeltetésekor gon· doskodni kell megfelelo akusztikai védelemrol.
VILLAMOS HAITÁSÚ
(M)5. táblázat.
Jp,
Po, kplml 'OIU'
225
GÉPEK, VILLAMOS HAJTÁSOK H típusú keringtetoszivattyúk
muszaki adatai
zooo
Jellemzok
-$90
Szállított ---------üzemi feszültsége,at V Súly, kp Csatlakozás Védettség
--
--
30020
I HV-O I HV-n\ Szivattyútipusok
----
HE-lll
Ift~
1
fOO fO ioo
HI-O
10 1105 50 Áramnem 110 980 324,2 110 5 FHárom 490 P NÁ 33 350 P50 8350 F61331/2" 50 350 50 380 menetes 4,2 Egyfázisú 220 Kondenzátor I ~110 7,5 19:51 490 P33 40 6,5 0,471_1_ remes fázisú dett homérséklete, oC mm kapacitása, F mm és pe~1220 I F F
víz 0,3 megenge-
Statikus nyomás, kPa, A Névleges Üzemi Periódus, feszültség, áramerosség, Hz V Szigetelési osztály
O
---
\
NÁ 40
I,(JO~mS;h J limin
6-156. ábra. H típusú keringtetoszivattyú mánya és méretei
jelleggörbe-tarto-
1450 5I típus NDK gyártmányú 41 416 B-I0 B-25 55,5 490 5B--4 66 B-16 490 1450 490 266 166 TGL 17-747401 80és hajtómotorjaik muszaki adatai 7,5 10 3,08 2-18 2-18 II I 6-66. A-2,5 0,75 VZ 42/4 41/4 0,55 11/4 21/4 31/4 I VZ02/4kisnyomású fogaskerék-szivattyúk A-O,63 I1,5 táblázat. Z-173.1 I H-I77.1 H-178.1 I H-174.1 H-175.1 H-176.1 Tipus
284 165 200 211 1200 790 1200 340 266 90 660 320 133 133 70 419 500 65 164 50 438 691 711 532 295 262 150 CI'" 387 32 500I mm 200 262 419 335 131,5 462,5 141,5 CI/2" 127,5 Méretek·, 660
CA
I \
33
Súly, kp • A jelölések
értelmezését
17 Az. épilletgépéuet
1. a 6-159. ábrán.
kézikönyve
37
53
95
175
200
226 "P'
fo;
FUTOBERENDEZÉSEK
kp/ml
20010:'
,
Ittlf1
18010"18
I I I I J.nl",-,kkJ~/.t>-2.2141
1MIO" ~A
I
I I
12010J !l1JIO' "'M ,tJw.
t,Q/J
,1),
~
I
s;4
•••••••. ,
8'
7010
7:
"
1
Hi
I
"\.
1
~
I \
I
!
N.. I
1
I
'
1\ I
1 \
!/t
\:'
I
'
I
20
I
:tl,yJJ I ill
I
'1
I
789KJ
1
6-159. ábra. Kisnyomású fogaskerék-szivattyú olaj szállítására. A méreteket a 6-66. táblázat tartalmazza
1lj
il,
\!
'<.j
~Ft.m
.>1
\
I
1\
I 4 56
J
~'2
•••••
I \,
1
II!
151O~
~ ~
\
.:t _:.._...~
,
N&'iE-~
A"
I~
X
I
I
20101210
""t,
\
I
I
3010~310"":'
\\11'
\.J . :'P
•••••
-
t"
~
\4~
50101510 iJO/i9-o, ~I; 5010,15010
.
I\I~
-
BOIO
• • ~~
,N,fN
,~~
I
függoen a szinkron fordulatszámnál 3... 8% -kal kisebb. A szinkron fordulatszámot a következo össze. függés határozza meg:
II I
I
1,0 5050KJ8090V,m'jn
JO
'210' JÓO '·1/00500 ~ ' ",ol1J ioJv,tjmin 6-157. ábra. Wilo keringtet6szivattyú jelleggörbéi
'itb
'5'0
'
,
,
'100
t.p I hjH/ vo.m
'Srlod min 500 'IOJ
- 50
40010J
-
40,
100010J~'J.. 30010' j(}
'~'i/, 1'f
'F125
kiID~-
1"
IO(Nrr
+-~g.-r~-
sq/~J~ 10 NO
fo
. '
lÓ ,
40
ANYAGAI
1.8o/l1N.1JJ.
:-:-..... -"
9010910
I,OIO~
-
I
15010'~!6'J
SZERKEZETEI,
sotoiJtJ'tóo
sUa' , . ;000
ifJ(}
307J4{jJ51JiJ'700~mYh
"
sooO/Oóoo
6-158. ábra. SF tipusú forr6viz-keringteto görbe-tartományai
v,!,'mm
szivattyú jelleg-
,60f n=p
(6-
aholf=50 Hz a hálózati frekvencia, p a motor p6luspárjainak száma. Az aszinkron motor két fo része az álló- és a for· górész. Az állórész által létesített forgó mágneses tér és a forgórészben indukáIás következtében kelet· kezett áram kölcsönhatása folytán a forgórész forgásba jön. Az aszinkron motor készül háromfázisú és egyfázisú tekercselésseI. Egyfázisú váltakozó-! áram esetén az állórész csak lükteto mágnesteret létesít, ezért a forgórész megindításához segédfázist alkalmazunk. Egyfázisú aszinkron motorokat kis teljesítményíf gépek - szivattyúk, ventillátorokhajtására használunk. A háromfázisú aszinkron motor a jelenleg ismert legegyszerubb felépítésu villamos motor. Terhe alatt is indítható. Üzemi fordulatszáma szuk tartományon belül változhat. Forgórésze közvetlenül rövidrezárt (kalickás) vagy tekercseIt. 6.5.7.1.
6.5.7. Villamos hajtások
lImin,
Rövidrezárt
motor
A közvetlenül rövidrezárt (kalickás) forgór,' motorok forgórészének tekercselése szigeteletlen zetorudakból és a rudakat a végeken rövidre ' gyurukbol áll. A háromfázisú motor állórésze három tekercsrendszerének hat kivezetését a motor kapocsdeszká· jához kötik (6-160. ábra). Kisebb motorokon azállórész-tekercseket csillagba (Y) vagy háromszögbe (LI) kötik, és a kapocsdeszkán csak három kivezetés van. A háromfázisú motor csillago, ill. háromszög· VI
Épületgépészeti villamos berendezéseket általában 3X380/220 V feszültségu, háromfázisú váltakozóáramú, 50 Hz periódusú hálózat táplálja. A gépészeti berendezések hajtó villamos motorja ként túlnyomórészt háromfázisú, ritkán és esetenként egyfázisú, aszinkron (indukciós) motorokat használnak. Aszinkronnak azért nevezzük ezeket a motorokat, mert üzemi fordulatszámuk a terheléstol
227
VILLAMOS HAJTÁSÚ GÉPEK, VILLAMOS HAJTÁSOK
y ~ ~
'R
hS
hT
R
a)
hS b)
hT
6-160. ábra. Háromfázisú csillago, ill. háromszögkapcsolású motor kapocsdeszkájának csatlakozókapocs-kötésrendje aj csiUag-kötés;
háromszög-kötés
bJ
kapcsolásának elvi vázlatát a 6-161. ábrán láthatjuk.
Indítási módok. Az aszinkron motorok a hajtás jellemzoitol és a hálózati adottságoktól függo teljesítményértékig indíthatók közvetlenül (pl. keringteto-, kondenzvíz-átemelo, szennyvízszivattyúk, ventillátorok, termoventillátorok motorja). Indításkor az aszinkron motor az üzemi áramerosségtöbbszörösét veszi fel, igy a rövidrezárt motor a közvetlen hálózatra kapcsoláskor 3... 7-szeres (a csúszógyurus motor 1,5... 3-szoros) áramerosséggelindul. A motorra nézve csak akkor veszélyes a közvetlen inditás, ha az inditónyomatékhoz viszonyitott nagy terhelés következtében a motor nem indul el, vagy csak lassan gyorsul fel, és ebbol adódóan a tekercseléskáros mértékben felmelegszik. A háromfázisú motor forgásiránya a motorra kapcsolt hálózati vezetékek fázissorrendjétol függ. A forgásirányt meg lehet fordítani, ha a fázissorrendet változtat juk,
azaz ha a motort tápláló három fázisvezeto közül bármelyik két vezetot felcseréljük (6-162. ábra). Ha a rövidrezárt forgórészu motor indításakor fellépo áramlökést a hálózati viszonyok miatt csökkenteni kell, akkor csillag-háromszög (Y/LJ) indítást kell alkalmaznunk. Ezt a kapcsolási rendszert csak olyan aszinkron motoron lehet alkalmazni, amely háromszög- (LJ) kapcsolásban muködik, az állórész mindhárom tekercsének vezetéke (mind a hat tekercsvég) a kapocsdeszkára ki van vezetve, és amelynek tekercsfeszültsége a hálózat vonali feszültségénél nem kisebb. Csak az a motor inditható tehát csillag-háromszög kapcsolással, amelynek adattábláján 660Y/380LJjelzés található. A csillag-háromszög kapcsolással inditott motor a kapcsoláskor kb. 1/3-át veszi fel a közvetlen kapcsolás indítóáramának, ugyanakkor indítónyomatéka is mintegy 1/3-ára csökken. Kézi kapcsoláskor a motor csillag-kapcsoIásban való indító járatásának idotartamát esetenkénti becsléssel kell megállapitani. Az önmuködo csillag-háromszög kapcsolóban a két kapcsolást általában állitható, idokésleltetéssei ellátott érintkezo automatikusan, önmuködoen végzi. 6.5.7.2. Csúszógyiíriís motor
A csúszógyurus motorok csillagba vagy háromszögbe kötött, háromfázisú forgórész-tekercselését csúszógyurukhöz kapcsolják. A forgórész áramának kivezetésére azért van szükség, mert a csúszógyurus aszinkron motor indításakor a forgórész áramkörébe indító ellenállásokat iktatnak be. Indítási mód. Indítás alatt az indító-ellenállásokat
y Y
~T~~
Uvon
Egyik forgoslrony
Husikfo'dbsírdny
U'ek = y3 ; b) háromszög-kapcsolás, U.ok = U""". U•• tekercsfesziiltség; Uvonhálózati vonali feszültség
csillag-kapcsolás,
/fús;k
6)
elve 6-162. ábra.
Uvon aj
EgYIk forgos/rony
~D-r ~iWl
hj 6-161. ábra. Csillag-, ill. háromszög-kapcsolás
.LI
=
Háromfázisú rövidrezárt változtatása
a) csillag-kapcsolás;
forgó.rírong
bj motor
b) háromszög-kapcsolás
forgásirány-
228
FUTOBERENDEZÉSEK
RST
"f
4
3
6-163. ábra. Csúszógyürüs motor indításának kapcsolási vázlata 1 állórész-tekercsek; 2 forgórész-tekercsek; 3 csúszógyúrlik; 4 indítóellenállások
fokozatosan rövidrezárják, majd összekapcsolják a három csúszógyurut. Ilyen módon (üzemben) önmagában rövidrezáródnak a forgórésztekercsek, az indító-ellenállás pedig teljesen kikapcsolódik. Az indítási kapcsolást a 6-163. ábra szemlélteti.
6.5.8. Villamos motorok kiválasztása A villamos motor kiválasztásakor a következokre kell figyelemmel lenni : - a motornak olyan fordulatszám-nyomaték jelleggörbéje legyen, amellyel indításkor és üzem közben a szükséges gyorsulás és fordulatszám elérheto; - szerkezeti kivitele feleljen meg a szükséges hajtásnak és a környezet feltételeinek ; - feleljen meg a rendelkezésre álló táphálózatnak; - teljesítménye (gazdasági okokból) csak szükség esetén legyen nagyobb, mint amit az elozok indokolnak. Hálózati feszültség. A hajtás kiválasztása feszültség szerint a gép teljesítményétol és az alkalmazási hely feszültségviszonyaitói függ. Az épületgépészeti villamos berendezések táplálására általában 380/220 V feszü1tségu, háromfázisú váltakozóáramú, 50 Hz periódusú szekunder hálózat áll rendelkezésre. A meghajtott gép fordulatszáma. A villamos gép fordulatszámát a meghajtandó munkagép (mechanizmus) fordulatszámának megfeleloen kell választani. Ez esetben közvetlen (áttétel nélküli) kapcsolat létesítheto a villamos gép és a munkagép között (veszteségmentes és biztonságos). A p6lusátkapcsolós (több fordulatszámú) gépe-
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
ket általában két, 1 : 2 arányú (500... 3000 közötn) fordulatszámra készítik. Az azonos teljesítményu, de nagyobb fordulatszámú gépek súlya, méretei, ára kisebb, hatásfokuk és teljesítménytényezojük (eos Ip) nagyobb. Védettség. A villamos motorok víz elleni védelem nélküli (nyitott), csepego víz ellen védett, freccsenó víz ellen védett, nyomás nélküli vízsugár ellen védett és vízmentesen zárt kivitelben készülnek. El· helyezésük szempontjából az egyes helyiségek jelle· gét az MSZ 1600a következoképpen határozza meg: - Száraz az a helyiség, amelyberi rendeltetés szerinti használat esetén a levego nedvességtartalrna olyan kicsi, hogy a helyiségben páralecsapódással nem kell számolni (a levego relatív nedvességtartal· ma nem haladja meg a 60%-ot). - Idoszakosan nedves az a helyiség, amelyben a pára - vagy gozképzodés és a lecsapódó nedvesség csak idoszakosan és csak olyan mértékben keletkezik, hogy a párásodást követo pára mentes idoszakban a szelloztetés hatására a helyiség ismét szárazzá· válik. - Nedves, nyirkos, párás, gozös, átázott az a helyiség, amelyben a levego közel telített állapotú, emiatt az állandóan vagy idoszakonként keletkezo goz vagy pára a határolószerkezetekre, valamint a helyiségben levo tárgyakra lecsapódik. - Meleg az a helyiség, amelynek levego-homérséklete huzamosabb ideig meghaladja a +30 °C-ot Építési alak, üzemi (beépítési) helyzet. A villamos motorok építési alakjait fobb szerkezeti részeiknek egymáshoz, valamint más gépekhez viszonyított helyzete, csatlakozása, tengelyeIrendezése, csapágyazása stb. határozza meg. A villamos motorok legelterjedtebb alakja a talpas kialakítás. A talpas gép készülhet jobb, bal és mindkét oldali tengelyvéggel, vízszintes és függoleges talp-, ill. tengelyhelyzetre, hajtásoldali és azzal ellenkezo irányú, jobb és baloldali hengeres, ill. kúpos tengelyvéggel, továbbá függoleges talppal, jobb és baloldali falra, végül mennyezetre szerelheto kivitelben, alsó és felso csat· lakozással. A munkagéphez szervesen illeszkedo, közvetlen tengelykapcsolásra vagy fogaskerékhajtásra alkalmas a peremes motor. Teljesítmény. A teljesítmény kiválasztása kor figyelembe kell venni a motor üzemvitelét, ill. üzemidejét., Allandó az üzem (jelölése Aü), ha a gép tetszolegesen hosszú üzemido után sem melegszik a megengedett homérséklet fölé. Ebben az esetben a gépet a teljes teljesítményre kell méretezni. Rövid ideig tartó az üzem (jelölése Rü), ha a gépet - hideg állapotból kiindulva - névleges teljesítménnyel terhelve, megállapodás szerinti ideig lehet igénybe venni anélkül, hogy melegedése az
VILLAMOS
229
HAJTÁSÚ GÉPEK, VILLAMOS HAJTÁSOK
MSZ 152 eloírásait meghaladná. A szabványos Rü idotartamok 15, 30 és 60 percesek. A kikapcsolás ideje elegendo ahhoz, hogy a motor a környezo homérsékletre huljön (6-164. ábra). A lehulési és a melegedési idoállandók viszonya zárt motorok esetén: ThüIT~I,5; nyitott motorok esetén ThüIT~2. Szakaszos vagy ismételten rövid ideig tartó az üzem(jelölése Szü), ha a bekapcsolt (terhelt) állapot a kikapcsolt (árammentes) állapottal váltakozik. A viszonylagos bekapcsolási idotartam (jelölése Bi) szabványos értékei 15, 25, 40 és 60%. Az állandó üzem szakaszos terhelésseI abban különbözik a szakaszos üzemtol, hogya terhelési szakaszok közötti szünetekben a motor nincs kikapcsolva, hanem üresen jár. Villamos hajtás szempontjából külön figyelmet érdemelnek a levego szállítására használatos ventilIátorok. E gépeknek egyértelmujellemzojük, hogy nyomatékigényük a fordulatszámtói függ. A hajtás és indítás módjának kiválasztásakor ezt figyelembe kellvenni, különösen nagyobb méretu gépek esetén (1.a 18.1.1.9. pontot).
6.5.9. Különleges motorok Kommutátoros váltakozóáramú motorok. Felépítésük hasonló az egyenáramú motorokéhoz, az ilyengépek állórész-pólusai is lemezeltek. A kis teljesítményu motorok rendszerint soros gerjesztésuek,mert csak így lehet elérni, hogya motor fluxusaés armatúraárama fázisban legyen, ami a nyomaték keletkezésének feltétele. A háromfázisú kommutátoros motorok közül az ún. Schrage-motorok a legelterjedtebbek, mivel a fordulatszám-szabályozáshoz semmiféle segédberendezésnem szükséges.
6.5.10. A villamos hajtás forduIatszám-szabályozása A szabályozható villamos hajtások egy részénél a sönt jellegu, a terheléstollényegében független fordulatszám-viszonyok kívánatosak. Ez esetben az üresjárási és a névleges terhelési fordulatszámok csak kevéssé különböznek egymástól, azaz a szabályozott fordulatszámok jelleggörbéi egymással lényegében párhuzamos lefolyásúak. A hajtások másik csoportjában soros jellegu, a terhelés függvényében változó fordulatszám szükséges. Az egyenáramú sorosmotoron kívül hasonló szabályozási jelleggörbéjük van az indukciós gépeknek is. A kalickás indukciós motorok leggyakoribb fordulatszám-szabályozási módja a pólusváltás. Legelterjedtebb az ün. Dahlander-kapcsolás, ahol a motor-állórész tekercselését átkapcsolhatóan, több póluspárszámnak megfeleloen alakítják ki. A csúszógyurus forgórés~u motorok fordulatszáma a szekunder körbe iktatott szabályozó-ellenállással változtatható. A fordulatszám-szabályozás megoldható a szlip folytonos változtatásával érintkezok nélkül is. Az állórész feszültségének változtatása megoldható mágneses erosítokkel vagy áramirányítókkal. Az aszinkron motor állórészének feszültsége három mágneses erosítovel változtatható. Ilyen esetben a motor belso nyomatéka bármely fordulatszámon a motor feszültségének alapharmonikusával négyzetesen csökken. A fordulatszám-szabályozás a forgórészkörbe kapcsolt mágneses erosítokkel is megoldható. Aszinkron motorok fordulatszám-szabályozását a frekvencia változtatásával is meg lehet oldani. Frekvenciaváltókként az áramirányítókat legcélszerubb felhasználni.
t
T
i
1Y.SL-__ ~ 6-164. ábra. Melegedés rövid ideig tartó üzemben az ido függvényében T melegedési idoállandó;
Thu lehfllési idoállandó;
TUI
üzemido;
TUu
üzemszünet
230
FUTOBERENDEZÉSEK
Az egyfázisú aszinkron motorok fordulatszámszabályozása legegyszerubben a segédfázis feszültségének szabályozásával oldható meg.
6.5.11. Motorkapcsoló, motorvédelern Motorkapcsoló az a készülék, amellyel a motor üzemszeruen be- és kikapcsolható. A motorvédo kapcsoló rendeltetése az áramkör üzemszeru be- és kikapcsolásán kívül a motor üzemképességét veszélyezteto túlterhelés terhelés alatti lekapcsolása is. A túlterhelés elleni védelem kiterjed a túlterhelésen túlmenoen a fáziskimaradás (feszültségcsökkenés, ill. feszültségkimaradás) elleni védelemre. A motor zárlatvédelmét - motorvédo kapcsoló alkalmazása esetén - olvadóbiztosító látja el. A motor elott késleltetett, lomha kioldású olvadóbiztosító betétet kell használni, amely a lökésszeru nagyobb túlterheléskor még nem olvad ki. Az olvadóbiztosító helyettesítheto kismegszakítóval, ún. kisautomatával. A kismegszakítóval a hiba elhárítása és kézzel való visszakapcsolás után a motor újra muködoképes. A kapcsolókban alkalmazott szigeteloközeg szerint vannak légkapcsolók és olajkapcsolók. Védettség szerint vannak nyitott és beépítheto kivitelu kapcsolók. A kapcsolók adattáblája tartalmazza a használati feszültséget (V) és az áramerosséget (A). A motorvédo kapcsoló kiválasztása kor az üzemi feltételeket, az üzemi feszültséget és az óránkénti kapcsolási számot együttesen kell vizsgálni. A motor üzemi feltétele szempontjából könnyu üzemunek minosül, ha a bekapcsolási áramerosség 2In (ln az üzemi áramerosség) és a kikapcsolási áramerosség In. Ilyen pl. a csillag-háromszög indítású és a csúszógyurus motorok üzeme. Normálüzemnek minosül, ha a bekapcsolási áramerosség 6In és a kikapcsolási áramerosség In. Ilyen pl. a rövidrezárt forgórészu motOl; üzeme. Nehéz üzemunek minosül, ha a bekapcsolási áramerosség 6In és a kikapcsolási áramerosség 6In. Ilyen pl. az irányváltós motor üzeme. A motorvédo kapcsoló túlterhelés elleni védelme hohatáson alapul. A hokioldót a felszerelés, ill. az üzembe helyezés során a hozzá tartozó védendo motor állandó üzemu áramerosségének megfeleloen még külön is, pontosan be kell álIítani. Ha a hokioldó túlterhelés miatt kiold, a motorvédo csak a hokioldó nyomógombjának kézzel való visszanyomása után kapcsolható be újra. A behúzó mágnestekeres korlátozott módon mint feszültséghiánykapcsoló is muködik.
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.5.12. Érintésvooelem A villamos berendezés üzemszeruen feszültség alatt nem álló, érintheto fémrészei meghibásodás folytán feszültség alá kefÜlhetnek, és így baleset· veszélyessé válhatnak. Erosáramú (lOoo V-nál kisebb feszültségu) villamos berendezés e veszélyek ellen óvó érintésvédelmét az MSZ 172, továbbá az Érintésvédelmi Rendszabály részletes, tételes eloírásai szerint kell kialakítani. Az érintésvédelem módjai és betííjelzései:
- Nul/ázás (NU) a védendo motor vagy készülék testének fémes összekötése az ún. nullázó- (védo-) vezeto útján a nullavezetovel abból a célból, hogy az így nullázott test testzárlata esetén kialakuló zárlati áram muködtesse a túláramvédelmet, ha a vér dett berendezésen veszélyes hibafeszültség jön létre. - Nul/avezetovel egyesífett földelohálózat (NEFH) olyan nullázott rendszer, amelyikben az épület valamennyi házi fémhálózatát összekötik a nullavezetovel. - Védoföldelés (VF) a védendo motor vagy készülék testének földelése abból a célból, hogy a testzárlat esetén kialakuló zárlati áram a túláram· védelmet muködtesse, ha a védett berendezésen ve· szélyes hibafeszültség keletkezik. - Védohálózat (VFH) az érintésvédelem kiegészí· tése azzal, hogya villamos gépek, ill. készülékek testeit és az azokhoz közel levo fémszerkezeteket jól vezeto módon összekötik. Nem önálló védelem. - Feszültség-védokapcsolás (FVK) az, amikor relé ellenorzi független segédf'öldelo útján a védett berendezés feszültségét a földhöz képest, és ha a feszültség a megengedettnél nagyobb, a meghibá· sodott berendezést a hálózatról közvetlenül vagy közvetve lekapcsolja. - Áram-védokapcsolás (ÁVK) az, amikor a relé a védett berendezés hibájából keletkezo és megha· tározott hibaáram esetén a meghibásodott berendezést a hálózatról közvetlenül vagy közvetve Iekapcsolja. - Elszigetelés, ill. kettos szigetelés (KSz) az érintésvédelemnek az a módja, amellyel a villamos berendezés testzárlata miatt feszültség alá kerül· heto részt elszigetelik az embertol, vagy az embert elszigetelik a földtol és a földdel vezeto összeköttetésben levo környezettol. - Elkerítés, burkolás az érintésvédelemnek az a módja, amelynél a villamos berendezés érintésének megakadályozására azt elkerítik, ill. burkolják.
231
VILLAMOS HAJTÁSÚ GÉPEK, VILLAMOS HAJTÁSOK
- Védoe/választás (VE) olyan érintésvédelmi mód, amelyben a védett egyetlen fogyasztó elválasztótranszformátoron keresztül csatlakozik a hálózathoz, és a fogyasztói oldal a földtol szigetelt.
- Törpefeszültség (TF) alkalmazása olyan érintésvédelmi mód, amelyben a kis értéku tápfeszültség nem teszi lehetové a meghibásodott berendezésen veszélyes hibafeszültség létrejöttét.
6.6. Gépelhelyezés, gépalapozás 6.6.1. A gépalapozás célja Valamely helyhez kötött gépet általában nem lehet közvetlenül a talajra vagy épületfödémre helyezni, hanem gépalapot vagy rugalmas alátámasztást kell készíteni számára. Megfelelo méretezés és kialakítás esetén ezzel elérhetjük, hogy a terhelések kelloképpen elosztva és lecsökkentve adódnak át a talajra vagy a födémre, továbbá hogy a berendezés külso dinamikus hatásokkal szemben is kedvezoen viselkedik. A muködo gépek álló részei mozdulatlanoknak tunnek, valójában azonban soha nincsenek nyugalomban, hanem kisebb-nagyobb mértékben mozognak, rezegnek. Ezek a rezgések néha szabad szemmel is megfigyelhetok. Muködo gépek esetén a rezgést a gép mozgó vagy forgó tömegeibol származó kiegyensúlyozatlan tömegerok vagykülso erohatások keltik. Ezek az ún. gerjesztoerok idobeli lefolyásuk szerint lehetnek periodikusan változók vagy pillanatnyilag ható, lökésszeru terhelések. Az állandóan ható, de periodikusan változó erok hatására idoben állandó jellegu rezgés jön létre, míg a lökésszeru terhelések hatására, a mindigjelenlevo súrlódás miatt idoben csillapodó rezgésekalakulnak ki. A rezgések károsak a gépre, mert rongálják a szerkezetét. Károsak továbbá a gép környezetére is, mert a talajban és az épületekben kontinuumrezgéseket keltenek, amelyek nagyobb távolságra is tovaterjedhetnek, és rongálják az épületeket vagy egyéb berendezéseket.
mikus kiegyensúlyozás, ide~oda mozgó tömegek esetén pedig megfelelo, ellentétesen 1l1ozgótömegek alkalmazása, ill. több dugattyú esetén megfelelo elékelés. A kiegyensúlyozást a lehetoséghez képest mindig meg kell valósítani, azonban egy bizonyos határon túl ez igen költséges. A gépek tökéletesen merev rögzítését sohasem tudjuk megvalósítani. A rugalmasan megfogott tömeg mechanikai rezgorendszert alkot. Rezonancia esetében, vagyis akkor, amikor a rendszert ugyanolyan ütemu rezgésre kényszerítjük, mint amilyen ütemben magától is rezegne (a gerjesztés rezgésszáma megegyezik a rendszer saját rezgésszámával), a tömeg kitérései még jelentéktelen gerjeszto hatás esetén is a rendszer töréséig növekedhetnek. Ha viszont a gerjeszto rezgésszám lényegesen különbözik a saját rezgésszámtói, a kitérések még nagyobb gerjeszto hatás esetén is csekélyek lehetnek. Aktív rezgésmentesítésrol beszélünk, ha magának a rezgést kelto gépnek és környezetének a rezgéseit igyekszünk korlátozni. Passzív a rezgésmentesítés, amikor a környezet rezgéseit igyekszünk távol tartani valamely géptol vagy berendezéstol. Lökéscsökkentésro/ van szó, amikor valamely löko hatást kifejto gép rezgéseit, valamint a környezetben keltett lökést és rezgéseket igyekszünk korlátozni (6-165. ábra).
6.6.2. A rezgéscsökkentés módszerei A periodikusan ismétlodo gerjesztoerok legtöbbször kiegyensúlyozatlan tömegerokbol származnak. A rezgések megszüntetésének, ill. csökkentésének egyik leghatásosabb és igen sokszor legegyszerubb módja a gép mozgó és forgó tömegeinek kiegyensúlyozása: tárcsaszeru forgórészek esetén az ismert statikus, hengerszeru forgórészek esetén a dína-
a)
bJ
ej
6-165. ábra. Gépalapozásokkal kapcsolatos rezgéstani feladatok a) aktív rezgésmentesítés; b) passzív rezgésmentesítés; e) lökéscsökkentés; 1 rezgést kelto gép; 2 mérsékelt rezgés; 3 erosen mérsékelt rezgés; 4 a
rezgéstol mentesített készülék; 5 rezso talaj; 6 löko tömeg; 7 megJökött tömeg, mérsékelt lökés és rezgés; 8 erosen rnérsékelt lökés és rezgés
232
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
6.6.3. A gépalapozások fajtái Szerkezeti szempontból a következo gépalapozások ismertek. Tömbalapok. Vasbetonból, betonból, ritkán kobol, esetleg téglából készült, viszonylag nagy tömegu tömbök. A rezgorendszer tömegét az alaptömb és a gép együttes tömege alkotja, a rugózást pedig vagy maga a talaj, vagy rugalmas alátétek teszik lehetové. Ezek az alátétek lehetnek rugalmas anyagok, Ún.anyagrugók (parafa lemez, gumilemez, tölgyfa, fenyofa stb.) vagy rugószerkezetek (henge-
ANYAGAI
hetok. Ilyen megoldások elsosórban akkor jöhetnek szóba, ha a gerjesztoerok viszonylag kicsik a gép, saját tömegéhez képest, és a gépváz önmagában is elég merev. E feltételt kielégíti pl. a legtöbb körforgást végzo gép, ha nincs kifejezetten kiegyensúlY0zatlan tömege (marógépek, fúrógépek, esztergapa' dok, köszörugépek, általában a kisebb szerszámgépek, továbbá venti11átorok, villamos forgógépek stb.). Megfeleloen méretezett rugalmas alátétekkel az aktív és passzív rezgésmentesítést egyszerre is megvalósíthatjuk, ilyenkor tehát nemcsak a gép saját gerjesztoeroi által keltett rezgések lesznek kicsik, hanem az alátétek egyben a környezet rezgé-
70/'/,;//;W J%
aj
b) 6-166. ábra. Tömba!apok a) talajmozgás; b) rugószerkezet-alátét;
res csavarrugó, gumirugó stb.), sot rugó és inga kombinációi is. Ez utóbbi elrendezés vízszintes irányban igen kedvezo, lágy rugózást eredményez (6-166. ábra). Falazott alapok. Talplemezbol és arra épített falakból állanak, amelyek a gép hossztengelyével párhuzamosak. Foleg a keretalapok elterjedése elott voltak használatosak. Cölöpalapok. Cölöpök alkalmazása a talaj teherbirásának növelése vagy a rugózás keményítése végett szokásos. A cölöpöket az alaptest alatt függolegesen verik be, esetleg egy részüket ferdén, ha a vízszintes gerjesztoerok jelentosek (6-167. ábra). Rugalmas gépalátétek. Kisebb gépeket sok esetben nem szükséges a hagyományos módon alapozni, hanem rugalmas gépalátétek közbeiktatásával, külön alaptömb nélkül, közvetlenül a padlóra helyez-
e) rugó és inga kombináció
seitol is mentesítik a gépet. A rugalmas gépalátétek jelentos zajcsökkentést is eredményeznek. A rugalmas gépalátéteket foleg tömeggyártással álIítják elo. A kereskedelmi forgalomban kapható sokféle alátét a legkülönbözobb rezgésmentesítési feladatok megoldását teszi lehetové. Sok feladat megoldható azonban egyedileg gyártott alátétekkel is. Az alátétek rugóinak anyaga foként gumi vagy acél, de alkalmazunk más anyagokat is. A különle-
6-168. ábra. Öntöttvas házú acéIrugós gépalátét 1 géptaIp; 2 acélrugók; 3 hüvelyes betoncsavar; 4 néhány milliméter mozo 6-167. ábra. Cö!öpa!apok
gási lehetoség; 5 nagyobb kilengést meggátló betét
GÉPELHELYEZÉS,GÉPALAPOZÁS
233
6-172. ábra. Rezgéscsökkento gépalátét nyomásra és nyirásra terhelt lemezes rugókkal 6-169. ábra. Motor felerosítése gumilemezbol rugókkal
készült gumi-
J motor; 2 gumirug6k; 3 rés
.... ..... ',:"
(} ....
&> ~
.::. .
:."
..•
..
'
~:;:~. :---
..•.
6-173. ábra. Gumirugós rezgéscsökkento részére
6-170. ábra. Rugalmas
gépalátámasztáshoz gumirugók
6-171. ábra. Gumirugós rezgéscsökkento
használható
gépalátét
alátét kisebb gépek
ges kialakításokat és anyagokat a megfelelo rugózási jellemzok, a legkedvezobb belso csillapítás és különféle szerkezeti elonyök elérése végett alkalmazzuk (egyszeru szerelhetoség, a gép könnyu vízszintbe áUíthatósága stb.). Néhány rugalmas gépalátét szerkezeti megoldását a 6-168... 6-173. ábrák mutatják. A rugalmas gépalátétek alkalmazása a rezgéstani elonyökön túlmenoen igen sok más elonnyel is jár: az alátéteket a legtöbb esetben nem szükséges a padlóhoz erosíteni, az üzemelo gépek anélkül is helyükön maradnak. A rugalmas alátétekre való alapozás számítástechnikailag is biztosabban kezelheto, mint a talajrugózás. Esetleges nem kielégíto eredményesetén pedig az alapozás jellemzoinek a megváltoztatása is könnyebben megvalósítható az alátétek áthelyezésévei vagy kicserélésével. Emellett a rugalmas alátétekre való alapozás legtöbbször még önmagában is olcsóbb, mint a hagyományos alapozás.
234
FUTOBERENDEZÉSEK
6.6.4. Méretezés
1
Az alapozás méretezéséhez ismerni kell az gerjesztofrekvenciát, ami a forgógép fordulatszámával azonos. Áttételes hajtás esetén a legkisebb fordulatszám a mértékadó. A gépalap saját frekvenciáját aZ fo~
~/<>!!. , (}o
l/min
(6-23)
összefüggéssellehet meghatározni, ahol (}oaz alap statikus terhelés alatti elmozdulása, cm. Gépalapok kiválasztásakor arra kell vigyázni: hogy az alapozás saját frekvenciája ne legyen közel a gerjesztés frekvenciájához (a rezonancia elkerülésére). A gyakorlatban jó megoldás, ha az gerjesztési frekvencia és az 10 saját frekvencia arányát 1110=3 ... 5 között választjuk. A rezgés amplitúdója szempontjából ideális lenne az 1110= O érték, ami végtelen nagy saját frekvenciának, tehát teljesen merev megfogásnak (zérus amplitúdónak) felelne meg. Kedvezo lenne azonban az 1110= O-hoz közel eso, gyakorlatilag már megvalósítható tartomány is, tehát gerjesztés szempontjából föléhangolt, nagy saját rezgésszámú, kemény rugózású rendszer. A föléhangolt (fo> 1)alapok bármily kedvezok is a rezgés amplitúdó ja szempontjából, a környezetet terhelo dinamikus erok szempontjából kedvezotlenek. Kis fordulatszámú gépek esetén (300... 500/ min) mégis többnyire csak föléhangolt alapozást készíthetünk, mert az aláhangolás (fo
1
6.6.5. Acél- és gumirugók Az acélrugók számos fajtája közül a gépalapozásokhoz általában a kör keresztmetszetu hengeres csavarrugókat használjuk (1. a 6-168. ábrát).
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
A rugó terhelés alatti kihajlásának elkerülése végett a rugó terhelt állapotban mért hosszának és középátmérojének aránya 2-nél kisebb legyen. A gumirugók fémlemez közé vulkanizált vagy helyezett, tömör vagy üreges gumitömbök. Vulkanizáláskor , a fémfelület megfelelo elokésZÍtése esetén, a fém és a gumi között szilárd kötés hozható létre. A fémlemezekhez gyakran csavarok vagy csavaranyák vannak erosítve, ezek segítségével kapcsolható a rugó más alkatrészekhez. A legfontosabb i gumirugó-alaptípusok az egyszeru lemezes rugó 61; a kúpos vagy hengeres hüvelyes rugó. Gépalapozá· sokhoz legtöbbször különleges kialakítású gumirugókat, ún. rezgéscsökkento gépalátéteket alkalo mazunk, amelyek igen sokféle változatban és nagy· ságban kereskedelmi áruként szerezhetok be (1. a 6-169... 6-173. ábrákat). Az ilyen rugók terhelhetoségét és rugalmassági jellemzoit a gyártó cégek katalógusai tartalmazzák. A gumirugók anyagaként foleg természetes, ki· sebb mértékben mesterséges kaucsukból készült, kiváló minoségu gumiféleségeket használnak fel. Az elobbiek kis belso csi11apításukkal és kedvem. lassú folyási tulajdonságukkal, az utóbbiak olaj- és benzinállóságukkal tunnek ki. A lassú folyás a gumi egyik leghátrányosabb tulajdonsága, a statikus tcr· helésnek alávetett gumitömb deformációja a terhelés fellépése után tovább növekszik, kezdetben gyor· san, késobb egyre lassabban. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy a gumirugókra helyezett s vízszintbe állított gép egy ido múlva elveszti vÍzszintes helyzetét. A deformációnövekedés néhány nap alatt nagy· ságrendileg 5... 10%-ot, néhány év alatt pedig 1O... 20%-ot érhet el. Néhány nap után tehát a deformáció növekedése gyakorlatilag megszunik. A gumi külso hatásokra jóval érzékenyebb, mint az acél. Ho, fény, oxigén, ózon különösen ártalmas a gumira. A méretezési összefüggésekben a rugalmas deformálhatóság jellemzésére a G*nyíró rugalmassági modulust használjuk, ez azonban csak körülményesen mérheto, ezért helyette a gyakorlatban az egy· szeriibben mérheto Shore-keménység használata terjedt el. Gumirugókhoz általában 40... 70 OSb keménységu gumit használnak. A gumi nyíró-igénybevételre sokkal lágyabb, mint nyomó-igénybevételre, ezért a gumirugókat foleg nyírásra lenne célszeru igénybe venni. A tiszta nyíró-igénybevétel azonban hátrányos, mert a fém-gumi kötés pereménél járulékos húzófeszült· ségek ébredhetnek, amelyek a gumi leválását okozhatják. Ezért legelonyösebb az együttes nyíró- és nyomó-igénybevétel, ezzel ugyanis a húzófeszüIt· ségeket kiküszöböljük. Ilyen igénybevétel érheto eJ
GÉPELHELYEZÉS,
a 6-172. ábra szerinti ferde elrendezésu rugókkal. Ügyelni kell·arra, hogy a gumi a terhelés alatt szabadon deformálódhassék. A rugós gépalátétekkel nemcsak a mechanikai rezgések kialakulását korlátozhatjuk, hanem jelentos zajcsökkentést is érhetünk el. A rezgéscsökkento gépalátéteknek igen nagy elonye, hogy mindjárt a hang keletkezésének közelében szigetelnek, igy muködésük igen hatásos. A gép és a gépet tartó szerkezet között a fémes érintkezést, sot annak még a lehetoségét is ki kell küszöbölni. Ilyen szempontból
235
GÉPALAPOZÁS
nem szerencsés például a 6-169. ábrán látható, egyébként igen egyszeruen készitheto rugó, mert ennél elcsúszása esetén a csaVar és a tartókonzol között könnyen létrejöhet fémes érintkezés. Gépek csatlakozásai vezetékhálózatokhoz ugyancsak okozói lehetnek a géprezgés tovaterjedésének. Ventillátorok szivó- és nyomócsonkjához minden esetben lágy anyagból készült rezgéscsillapitót kell tenni. Hasonló rugalmas csatlakozás a szivattyú szivó- és nyomócsonkján nagymértékben csökkenti a gép hangjának tovaterjedését.
6.7. Mérések és méromuszerek A mérés az a tevékenység, amellyel valamely fizikai jellemzo méroszámát mértékegységévei közvetett vagy közvetlen úton összehasonlitjuk. A mértékegység a fizikai jellemzo értékének meghatározásakor egységül választott mennyiség. A mérés legáltalánosabb célja információszerzés valamely anyag vagy berendezés meghatározott jellemzoirol.
6.7.1. Mérési módszerek A mérési módszer az az elv, amely szerint a mérést végezzük. Az épületgépészetben használatos mérési módok, mérési eljárások a mérésre felhasznált fizikai jelenségek alapján két csoportra oszthatók: kitéréses módszerekre és kiegyenlito módszerekre.
6.7.1.1. Kitéréses mérési módszer
A kitéréses mérés lényege az, hogy a mérendo jellemzo hatására a muszerben a mért értékkel valamilyen módon összefüggo ero ébred, ez az ero a muszemek valamilyen részét elmozditja, az elmozdulás következtében a muszerben ellenero ébred, és az elmozdulás akkora, hogy hatására az ellenero az eredeti hajtóerot éppen kiegyensúlyozza. Ily módon a muszer elmozduló részének kitérése a mért értékkelösszefügg. A kitéréses módszer azzal jellemezheto, hogy a méromuszer a mindenkori egyensúlyi állapotba teljesen önmuködoen áll be, úgyhogy a mérési érték azonnal és minden külso beavatkozás nélkül leolvasható vagy feljegyzése önmuködo irószerkezetre bizható.
6.7.1.2.
Kiegyenlíto vagy kompenzációs mérési módszer
A mérés az ezen az elven alapuló muszerek esetében két muveletbol áll. Az elso,muvelet a mérendo jellemzo hatásának létrehozása, aminek következtéoen a muszer mutatója kitér a terheletlen állapotnak megfelelo O állásból. A második muvelet, az egyensúlyi állapot létrehozása külso beavatkozással - a muszer mutatójának Oállásba hozása -, majd a szükségessé vált külso visszatérito ero nagyságának meghatározása, leolvasása.
6.7.2. A méromuszerek fajtái A méromuszereket felhasználásuk célja szerint is csoportosithatjuk. Így vannak helyszínen jelzo, távmutató, iró (regisztráló) és számláló muszerek. A helyszínen jelzo méromuszerek a mérés helyén adják a mérendo jellemzoket. A távmutató méromuszerek abban különböznek az elóbbiektol, hogy az adó és jelzo szétválasztva máshol helyezkedik el. tró méromuszerek. Ha adott folyamat mérendo jellemzojének nemcsak pillanatnyi értékei szükségesek, ill. a szemmel végzett idoközönkénti leolvasások és kézi feljegyzések az igényeket nem elégítik ki, akkor a muszer jelzorendszere helyébe vagy azt kiegészitve olyan készüléket kell beépiteni, amely lehetové teszi a mért érték folyamatos feljegyzését. A futés- és szeIlozéstechnikában az irómuszerek használata eléggé elterjedt. Számláló méromuszerek. A regisztráló muszerek által rajzolt diagramokból integrálás útján egy bizonyos idotartamra vonatkozó mennyiség meghatá-
236
FUTOBERENDEZÉSEK
rozható. Ez a módszer azonban igen hosszadalmas, ezért a méromuszereket olyan készülékekkel egészítik ki, amelyek az integrálást mechanikusan végzik el, és az eredményt mutatják vagy regisztrálják. A futés- és légtechnikában gyakran találkozunk a számláló méromuszerekkel. Ilyenek a folyadék- és goz- (gáz-) mennyiség-mérok, homennyiség-mérok stb.
6.7.3. A mérorendszer és a méromuszer hibája A mérorendszer hibája. A hibaforrások ezen fajtáját a mérorendszer összeállításakor létrejövo méreteltérések okozzák. A mérorendszer hibája használatba vétel elott hitelesítésseI kiküszöbölheto. A méromuszer hibája. A mérokészülékek saját hibája abból ered, hogy a mérés során a külso kitérítoero és a belso ellenero egyensúlya felbomlik, s így a muszeren belül kiegyenlítodési folyamat jön létre. Ennek következtében súrlódás áll elo, ami a kiegyenlítodés ellen dolgozik. Leolvasási hiba. A leolvasási hiba a méromuszer adottságaitóI, valamint a leolvasást végzo személy szubjektív tulajdonságaitóI függ. A leolvasási hibát több tényezo befolyásolja. Ezek a szem optikai tulajdonságai, a megvilágítás, az árnyékhatás, a fényvisszaverodés, s nem utolsó sorban a muszeren kiképzett skála osztása. A környezet befolyásán azokat a hatásokat értjük, amelyek a mérés során a készülék környezetébol származnak, s ennek következtében mérésenként és mérési rendszerenként különbözok. Mérés alkalmával igyekezni kell, hogy a környezet zav~ró hatása minél kisebb legyen. Ha e hatás teljes mértékben nem küszöbölheto ki, meg kell határozni ennek mértékét. Sajnos sok esetben ezt csak becsülni lehet. Gyakran éppen a környezethatás figyelmen kívül hagyása okozza az azonos területen dolgozó kutatók munkáiban, eredményeiben mutatkozó nagy különbségeket. Ez indokolja azt, hogy minden egyes mérési adat közlésekor a mérés körülményeinek és a méroberendezés elvének, valamint kialakításának ismertetése is szükséges. A felsorolt hibákkal kapcsolatban kérdés lehet a hibák nagysága és meghatározásuk módja. Mivel a hibák bármilyen értékuek lehetnek, s a mérés megismétlésével - azonos feltételek esetén is - ismét csak a hiba elofordulásának választékát növeljük, ezért a kérdés csak valószínuségszámítással közelítheto meg.
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.7.4. Méromuszerek és mérések az épületgépészetben Az épületgépészeti berendezéseket méromuszerekkel kell felszerelni. Az egyszerubb muszereket célszeru a gépészeti berendezésekbe rögzítetten beépíteni. A drágább, igényesebb, kényesebb muszerek részére megfelelo csatlakozást kell létrehozni. Az épületgépészeti berendezéseket úgy kell kialakítani, hogy a berendezések teljes üzemmenetét, de a berendezés ben felhasznált egyes gépeket is ellenorizni, mérni lehessen. Abban az esetben, ha a muszereket közvetlenül a berendezésre szereljük fel, helyi ellenorzést lehet végezni. Ha a méromuszernek csak az érzékelo részét szereljük fel a berendezésre, és a leolvasó, ill. a regisztráló részt pl. másik helyiségben, távjelzést, távellenorzést végezhetünk. 6.7.4.1. Homérsékletmérés A homérsékletmérés alapja bármely olyan fizikai jellemzo változásának mérése lehet, amely a homérséklet változásának egyértelmu függvénye. Ilyen pl. a testek ho okozta térfogatváltozása, hoelemek elektromotoros ereje stb. Hazai gyakorlatban a Celsius-homérsékletskála használatos, míg a termodinamikai számításokban és az SI mértékrendszerben az abszolút vagy Kelvin· homérsékletskála. Folyadékok botágulásán alapuló homérok. A leg. gyakoribb homérok a folyadék (mérofolyadék) homérséklet-változás okozta térfogatváltozásán alapulnak. A folyadékhoméro általában egy nagyobb folyadéktérbol és hozzá csatlakozó, kis keresztmetszetu kapillárisból áll. A kapilláris mögött he-
--
1
J
'3
6-174. ábra. Sugárzás ellen védett homéro 1 homéro; 2 befogóhüvely ; 3 sugárzást árnyékoló hüvely
MÉRÉSEK
ÉS MÉROMUSZEREK
lyezkedik el az opálüvegbol készitett homérsékletskála. A kapillárist, valamint a homérsékletskáIát együttesen a külso burkoló üvegcso védi. Mérof~lyadékként leggyakrabban a higanyt használják, - 30... + 350 oC homérséklet-tartományban. Nagy gondot kell forditani arra, hogy a homéroknél a környezethatást megfelelo módon kiküszöböljük. Szlloztetoberendezésekben igen gyakran helyeznek el homérot léghevíto környezetében. A méromuszert sugárzás útján éro ho a mérést meghamisít ja. Ha futotest közelében kell valamely okból homérot elhelyezni, akkor azt védeni kell a sugárzás ellen. Erre a célra sugárzást visszavero védoernyo vagy hüvely használható (6-174. ábra). Folyadékok esetében a sugárzás hatása nem érvényesül, csak a hovezetést kell figyelembe venni. A homéro beépítéséhez a helyes irányelv, hogy a beépítés körülményei miatt elvezetett homennyiség lehetoleg kis értéku legyen. A mérokészüléket mindig szembe kell fordítani az áramlással. A homéró'k beépítési módjaira a 6-175. és 6-176. ábra ad útmutatást. A hoelvezetés megakadályozása végett ajánlatos a csovezeték jó hoszigetelése a mérohely mindkét oldalától számított 200 mm távolságban. Gáznemu közegben a merülocsövek külso felületének bordázása a hoátadást javítja. Az épületgépészeti célokra alkalmazható ipari kivitelu homérok alakja egyenes vagy könyökben
llimszeleflce
6-175. ábra. Hoelem beszerelése csovezetékbe
6-176. ábra. Homéro merülocso ferdén beépítve
237
/1
6-177. ábra. Spirál alakú bimetall homéro folyadékok vagy gáznemu anyagok homérsékletének méréséhez 1 mu~tó; 2 bimetaIl
hajlított vagy védoszerelvénnyel ellátott. A szerelvényformákat szabvány rögzíti. Szilárd testek térfogatváltozásán alapuló homérok. Szilárd testek ho okozta tágulása is felhasználható a homérséklet mérésére. A táguló test lehet rúd alakú vagy két különbözo hotágulási tényezoju fémbol összehengerelt szalag (bimetall), amely hohatásra elhajlik. A táguló test elmozdulását áttételen keresztül mutató jelzi. Épületgépészeti célokra használatos a spirál alakú bimetall érzékelo, amelyet közvetlen mutatós homéró'ként alkalmaznak folyadékok vagy gáznemu anyagok homérsékletének mérésére (6-177. ábra). Villamos mennyiségek mérésén alapuló homéroK. A termoelemek (hoelemek) két különbözo anyagú, két végükön összeforrasztott fémhuzalból készülnek (6-178. ábra). Ha a két forrasztási hely homérséklete különbözo, a zárt áramkörben elektromotoros ero (termofeszültség) keletkezik. A fellépo termofeszültség nagysága függ a két forrasztási hely homérsékletének különbségétol és a termoelemet alkotó anyagok jellemzoitol. A termoelemek elonye, hogy velük a felületek homérséklete egy pontban mérheto, továbbá hogy kis hotehetetlenségük miatt a homérséklet-ingadozásokat pontosan és gyorsan követik. A hoelemeket, különösen a nemesfémekbol készitett hoelempárokat védocsóben kell elhelyezni. Védocsoben elhelyezett hoelemet szemléltet a 6-179. ábra. A védocso a hoelem könnyu beépítését is lehetové teszi. Villamos ellenállás-homérok. A homérséklet mérésére felhasználható a testek azon tulajdonsága is, hogy lehuléskor , ill. felmelegedéskor villamos vezetoképességük változik. Fémek villamos vezetoképessége a homérséklet emelkedésévei csökken,
238
FUTOBERENDEZÉSEK,SZERKEZETIANYAGAI 2
2
1
b)
a) 6-178. ábra. Termoelem
aj h6elem csatlakoztatása a mtiszerhez; bJ a h6elem felépitéseoJhidegpont; 2 melegpont; II homérséklet a mtiszcr körny~tébcn; lz álland6, ismert homérséklctií tér; 13mérendo homérséklet
mig a folyadékoké és a fémes anyagoké (félvezetoké) növekszik. Alkalmasan választott anyag ellenállásváltozásának mérésével a homérséklet-változás is mérheto. Ezen az elven alapulnak a villamos ellenállás-homérok. A méroellenállásokat a vizsgálandó feladatnak megfelelo testre csévélik, s rendszerint védotokba helyezik. A platina ellenálláshuzalt gyakran üvegbe is öntik. Védocso kialakítását a 6-180. ábra szemlélteti. Az ellenáUások mérésére mérohid használatos (6-181. ábra). Három ismert ellenállás segítségével a keresett ellenállás meghatározható. A mérohidban elhelyezett galvanométer lehetové teszi a nagy pontosságú mérést. A méroellenállásnak kettos ellenáUásként való kivitelével további érezheto érzékenységnövekedés érheto el (6-182. ábra). Homérséklet-különbségek mérése. A villamos ellenállásmérés lehetoséget nyújt homérséklet-különb· ségek közvetlen mérésére (6-183. ábra). Igen egyszeru kapcsoláshoz jutunk kéttekercses galvanométereknek differenciál- vagy hányados(kereszttekercses) kapcsolásban való alkalmazásával (6-184. ábra). A négy hidellenállás közül ketto a galvanométer két mérotekercse, mig a másik két ellenállást a ti és tz homérséklet-érzékelo alkotja. A méroellenállás és a méromuszer egymástól na-
2
2 6-179. ábra. Termoelem elhelye~ J védöcso; 2 termoelem; 3. 4 méromtiszcr;
védocsoben
L beépítési
hossz
1 6-181. ábra. Homérsékletmérés
mérohíddal
rt. rz, r3 ismert eIlcnáIlás; g galvanométer; J összchasonlít6 eIlenálJás; 2 mér6ellenállás
7
,'l 3 6-180. ábra. Ellenállás-höméro J védocso; 2 mérocUenállás;
3
elhelyezése védocsoben
méromtiszcr; 4 áramforrás; hossz
L
bcépltési
6-182. ábra. Kettos ellenállások hídkapcsolása J kettos mérocUcná1lás
MÉRÉSEK
6-183. ábra. Homérséklet-különbség homérovel
239
ÉS MÉROMUSZEREK
mérése ellenállás-
/10 /2 homérséklel-érzékelö
6-185. ábra. Háromvezetékes homérsékletmérés hídkapcsolású ellenállás-homérovel, vezetékellenállás-kompenzáIássaI R" R2 állandó értékú ellenállás; R" változtatható ellenállás; ri illeszloellenállás; r vezeték-ellenállás; R, mér6el1enálJás
s
6-186. ábra. Össz-sugárzásméro
a)
dilfCtCDciálkapcsolás;b) hányados- (kereszttekercses) kapcsolás; höm6rsék1el-érzékelö
/10
elvi felépítése
1 sugárzó tárgy felúlete; 2 tárgylencse; 3 szúkítönyilás; 4 szúrko üveglemez; 5 hoelem-oszlop; 6 muszer; 7 vörös SZÚfÖ; 8 szemlencse; 9 rekesz
6-184. ábra. Homérséklet-különbség mérése ellenálláshomérovel, kéttekercses galvanométerrel a)
7
t2
gyobb távolságra is lehet, az ellenállás-homéro tehát távhomérésre is felhasználható. A homéro és a méromuszer közötti vezeték ellenállásának kompenzálására kiegyenlíto ellenállásokat alkalmaznnk (6-185. ábra). Sugárzáson alapuló homérsékletmérés. A pirométerek magas homérsékletek mérésére használatosak. A test homérsékletére a sugárzással leadott ho mérésébol lehet következtetni. A 6-186. ábrán összsugárzást méro muszer elvi felépitése látható. Az épületgépészeti gyakorlatban a részsugárzást méro optikai pirométerek használatosak. E mliszerek esetén a megfigyelést az emberi szem végzi oly módon, hogy a sugárzás fényességét izzólámpa ismert homérsékletu izzószá!ainak fényességével hasonlitja össze. Mérés közben a muszert úgy szabályozzuk, hogy a szemhez érkezo sugárzás fényességével azonos legyen a lámpa izzószálainak fényessége. A lámpa izzószálának feszültsége jellemzo a sugárzó felület homérsékletére (6-187. ábra).
6-187. ábra. Izzószálas pirométer
Egyéb homérsékletmérok. Nedves homérséklet mérésére általában nedvesitett felületu, higany töltésu homérot használunk. A homéro higanytömbjét nagyon vékony textiliával vonjuk be, amely a homéro alatt elhelyezett viztartályba nyúlik. A textilia folyamatosan nedvesen tartja a h5mér5t. két higanyos h5mérobol áll A pszichrométer (6-188. ábra). Egyik a száraz, másik a nedves h5-
240
FUTOBERENDEZÉSEK
20
2
70
7
O
-70 -20,
6-188. ábra. Pszichrométer 1 száraz homéro; 2 nedves homéro; 3 gézpólya; 4 víztartály
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
A harmatpont-homérove/ jól mérhetok a nedves levego állapotjelzoi (6-189. ábra). A gyorsan párolgó folyadék a homéro terén átáramló levegot lehuti. A harmatpont elérésekor a fényesre csiszolt felületen a levegobol megindul a nedvességlecsapódás. A harmatpont a homéron leolvasható. Rezultáns homérsékletméro muszer. Szelloztetett vagy klímaberendezéssel ellátott helyiségekben a benntartózkodók közérzetének ellenorzésére használatos muszer. A Missenard-féle gömbhoméro kívül-belül fekete, a sugárzást teljesen elnyelo gömbbol és ebben elhelyezett homérobol áll. A homéro jó közelítéssel felveszi az abszolút fekete testnek tekintheto gömb homérsékletét, amelyet a levegohomérséklet mellett a környezo határolófelilletek homérséklete is befolyásol. A Kata-homéro a Kata-szám (1.a 4.5.2. pontot és a 4-8. ábrát) mérésére alkalmas speciális homéro, amelyen általában a + 35 oC és + 38 oC érték van megjelölve. A mérés abból áll, hogy megmérjük azt az idot, amely alatt a mérendo térben elhelyezett felmelegített Kata-homéro mérófolyadékszintje az említett két homérsékletosztás között lehulés következtében áthalad. Ennek az idonek és a muszerállandónak ismeretében meghatározható a Kata-szám [1.a (4-12) összefüggést].
3
6.7.4.2. A levego abszolút nedvességtartalmának mérése
2
7
A levego abszolút nedvességtartalmának mérésére több lehetoség van. A gyakorlatban a levego két állapot jelzojének birtokában számítással határozzuk meg a levego-vízgoz keverék nedvességtartal· mát. A levego száraz és nedves homérsékletének ismeretében az x abszolút nedvességtartalom szá· mítható:
x= xnr-
+ rtn) ,
0,24(tsz 0,43(tsztn)
6-189. ábra. Harmatpont-homéro elvi elrendezése 1 gyorsan párolgó folyadék (éter); 2 fényesre csiszolt felület; 3 homéro; 4 a mért levegot szállitó légpumpa
méro. A száraz és nedves homérséklet definiálja a nedves levego összes légállapot-jellemzoit adott légnyomáson, s így a pszichrométer légállapot mérésére is alkalmas. A levegonek a nedves homéro higanygömbjének környezetében cp= loo%-ra kell telítodnie. pz a tapasztalatok szerint akkor valósul meg, ha a levego áramlási sebessége 1,2 ••• 1,5 mis körüli értéku.
(6-24)
ahol tsz a levego száraz homérséklete, oC; tn a levego nedves homérséklete, oC; r a vízgoz párolgáshoje O oC homérsékleten, kcal/kg; Xn a tn homérsék· lethez tartozó telítési vízgoztartalom, kgfkg (értéke goztáblázatból kereshetó'). A kifejezés kisebb elhanyagolás okat tartalmaz, s csak 0 ••• 100 oC között érvényes. 6.7.4.3. A levego relatív nedvességtartalmának mérése
A levego relatív nedvességtartalmának közvetett méréséhez használható a pszichrométer (1. a 6.7.4.1. pontot). A száraz és nedves homérséklet megmérése
MÉRÉSEK
kelojét, ahol rendezett áramlási körülmények vannak. Éppen ezért a mérési helyek elott és után a 6-191. aj és bJ ábrán látható távolságokbán vagy áramlásrendezo elemeket kell elhelyezni, vagy pedig megfelelo egyenes szakaszt kell a mérohelyek elott és után beiktatni. Az alkalmazott nyomásméro berendezések két csoportra oszthatók: közvetlen nyomásmérokre és rugalmas alakváltozáson alapuló nyomásmérokre. Közvetlen nyomásmérok. A közvetlen nyomás~ mérok általánosan elterjedt változata a közlekedoedények elvén alapuló folyadékoszlopos vagy U csöves nyomásméro (6-192. ábra).
!rO
tnl
DC
241
ÉS MÉROMUSZEREK
35 30 25 20 15 10
5 ~~I O~+--!
20 30 4-0 50 60 70 80 90 700 'f, ~~ 6-190. ábra. Pszichrométer-nomogram
t,. a
levego száraz homérséklete; ta a levego nedves homérséklete; relatlv nedvesség
rp
után a 6-190. ábrán látható nomogramból a relatív nedvesség értéke-leolvasható. A relatív nedvességet közvetlenül méri a hajszálas higrométer. Muködése az emberi hajszál (esetleg selyem stb.) azon tulajdonságán alapul, hogy a levego relatív nedvességtartalmának változásával hosszúságát megváltoztatja. A hajszálas higrométer a levego relatív nedvességének mérésére 0... 50 oC homérséklet-tartományban és 20... 100% relativ nedvesség-tartományban használható. A iítium-kloridos nedvességmérok a higroszkopikus sók azon tulajdonságát használják fel, hogy a környezo levegobol a nedvességet elvonják. ({J
a)
~SD
J 6-191. ábra. Mérohelyek
6.7.4.4. Nyomásmérés Az épületgépészeti gyakorlatban folyadékok, gozök és gázok nyomásának mérésére van szükség. A nyomás mint állapothatározó befolyásolja a folyadék, gáz vagy goz számos fizikai jellemzojét (fajsúlyát, fajtérfogatát, homérsékletét, viszkozitását stb.). Aszerint, hogy a nyomás a környezeti légnyomásnál nagyobb vagy kisebb, túlnyomásnak vagy vákuurnnak nevezzük. A teljes vákuumtói számított nyomás az abszolút nyomás. A nyomás értékének meghatározásakor mindig meg kell jegyezni,hogy az abszolút nyomás, túlnyomás vagy vákuum. Áramló gázok, gozök és folyadékok esetén a csofalmentén mérheto ún. statikus nyomás mellett az áramlás irányában dinamikus nyomás (1. a 2.3. pontot) mérheto. Az áramló levego nyomásának mérésecsak abban az esetben pontos, ha olyan légcsatornaszakaszba helyezzük el a berendezés érzéI8Az6pQ~
kkitÖDlVe
3D
b)
kialakítása
légcsatornában
aj egyenirányltó nélkül; bJ egyenirányltóva1; 1 ventiUátor; 2 torlaszt6cso; 3 egyenirányltó; P•• statikus nyomás; pr, össz-nyomás
pr
J.Q
O
10 -20' -.
.-
'-3IJ
6-191. ábra. U csöves nyomásméro A mért Pl és P2 ny0m4sok különbségét a h nyomómagasság jellemzi; ,a mér6foJyadék fajsúlya
242
FUTOBERENDEZÉSEK
A/ordított U csöves nyomásméroben a mérofolyadék a mérendo közeg felett helyezkedik el, így tehát kisebb fajsúlyúnak kell lennie (6-193. ábra). Mérofolyadékként használható gáznemu anyag, pl. levego is. Ilyen elrendezéssel célszeruen mérheto áramló folyadék mennyiségét meghatározó nyomásdifferencia, a méroszukület nyomáselvételi pontjain. Nyomáskülönbség üzemi mérésére gyakran használják a billenogyurus mér/eget. Kialakításának elve a 6-194. ábrán látható. Rugalmas alakváltozáson alapuló nyomásmérok. Ebbe a típusba tartoznak a csorugós, a membrán os és a szelencés nyomásmérok. Közülük legismertebb a cso rugós nyomásméro (6-195. ábra). A membrános, ill. szelencés nyomásméro ben a gáz- vagy folyadéknyomás membránra, ill. rugalmas falú szelencére hat, és ezek elmozdulását viszik át a mutatóra. Nyomásméro muszerek beépítésekor ügyelni kell arra, hogy a muszerektol a magas homérsékletu hohordozókat távol tartsuk. Ez legegyszerubben vizzár közbeiktatásával oldható meg (6-196. ábra).
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-195. ábra. Csorugös nyomásméro
-- 'Ib
t~l 6-193. ábra. Fordított
'tp, U csöves nyomásméro
A mért Pl és p, nyomások különbségét a h nyomómagasság jellemzi; Y. a mérofolyadék fajsúlya; Yb a mért folyadék fajsúlya
6-196. ábra. Nyomásmérok
elé beépített vízzsákcsövek
6.7.4.5. Térfogatáram-mérés
6-194. ábra. Billenogyúrus nyomáskülönbség-mér6
A térfogatáram-méro muszerek egyik csoportjaa térfogatáramot méri, másik csoportja az áramló közeg sebességét, amibol a térfogatáram számítható. Térfogatáram-métÖ muszerek. A háztartási gáz· fogyasztásméro egyik legelterjedtebb típusa, a szá· raz gázméro, lényegében membrános köbözo (6-197. ábra). A forgódugattyús gázméro nagy gáztérfogatáram kb. 1%-os pontosságú mérésére alkalmas. A mérOD áthaladó közeg térfogatárama a körülfordulások számával arányos. Az épületgépészetben a csovezetékekben ára hideg és meleg víz térfogatáramának mérésére I
MÉRÉSEK
243
ÉS MÉROMUSZEREK
szabadsugárturbina-elv alapján muködo szárnykerekes méro ket használják (6-198. ábra). A rotaméter függoleges állású, kúp alakú üvegcsövében úszó test mozog. Az úszó test helyzete arányos a közeg térfogatáramával (6-199. ábra). Közegáramlás sebességét méro muszerek. Légsebességmérok. Mechanikus légsebességmérl5 muszer az anemométer. Igen elterjedt a légtechnikában, mert kezelése egyszeru, mérési pontossága az üzemi követelményeknek megfelel, és használatához nem szükséges különösebb szakértelem. A lapátkerekes anemométert kisebb légsebességek mérésére (0,5... 10 mis) használjuk (6-200. ábra). Számlálómuve a fordulatszámot mutatja. A mérés idotartamának ismeretében ebbol a légsebesség számítható. Az anemométerekkel meghatározott - és pl. stopperórával mért - idl5tartam alatt egyenletesen végigpásztázzuk az áramlási keresztmetszetet, igy a muszer a keresztmetszet menti átlagsebességet méri.
I I
W i
i I t
*
6-197. ábra. Háztartási gázf'ogyasztásméro(membrános köbözo)
6-200. ábra. Lapátkerekes anemométer
6-198. ábra. Szárnykerekes térfogatáram-méro
A mérést 3.. A-szer célszeru megismételni és a mért értékek átla gát számitásba venni. Nagyobb légsebesség mérésére azonos elven muködo kanalas anemométert használunk. Kis légsebesség (0,1...5 mis) mérésére használatos muszer a hodrótos anemométer. Mérl5feje villamosan futött izzószál, amelynek hl5mérséklete az áramlás sebességétol függ. Elonye kis méretu érzékell5eleme és kis tehetetlensége. Hátránya eros érzékenysége a szilárd levegl5szennyezodésekre. Csak tiszta levego mérésére alkalmas. Nyomáskülönbség mérésén alapuló sebességméro miíszerek. Méroperem, méroszáj. A méroperem vagy méroszáj használatával a csoben uralkodó átlagsebesség meghatározását egyetlen nyomásesésmérésre vezetjük vissza. A mérés lényege, hogy az áramló közeget leszukített nyiIáson vezetjük át. Mérjük a
IS'
FUTÓBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.7.4.6. Vízszintmérés
O,3d 7
2
Nyitott tartályok vízszint jének mérésére drót· kötélen függo, ellensúllyal ellátott úszót haszná· lunk. A berendezés távmérésre is alkalmassá teheto, ha a kötél vagy terelotárcsa villamos csúszóellen· állást mozgat, amelynek közvetlenül a vízszintre hitelesített értéke távolból mérheto. 6.7.4.7. Áramló közegek hoáramának mérése (homennyiségmérés )
6-201. ábra. Prandtl-cso 1 orrfurat:
nyíláson (méroperemen, méroszájon) létrejövQ nyomásesést (nyomáskülönbséget), amibol az áramlási sebesség számítható (1. a 2.4.3. pontot). Igen fontos a szukítonyílás helyes beépítése. A szukítonyílás elott és után a csovezeték hosszabb szakasza egyenes, állandó átméroju és zavarmentes legyen, ezen a hosszon belül sem szerelvény, sem más zavaró elem nem lehet. Ehhez a mérési hely elott legalább 10 ... 20, utána 5 csoátméronyi egyenes szakasz szükséges. Teljesen azonos elven muködik a Ven turi-cso. A Prandtl-cso a szellozéstechnika egyik legelterjedtebb méromuszere, a statikus, a dinamikus és az össznyomás mérésével alkalmas sebesség-, valamint térfogatáram meghatározására. A Prandtl-cso mérofeje két mérocsövet tartalmaz (6-201. ábra). Az egyik a mérofej homlokfuratával, a másik a mérofej palástjával áll összeköttetésben. A torlópont kivezetése az össznyomást, a palástfuraté a statikus nyomást, a két kivezetésen mért nyomáskülönbség a dinamikus nyomást jelzi. Az utóbbi ismeretében az áramlási sebesség a (2-6), ill. (2-7) kifejezéssel számítható. A közeg sebessége a csatorna-keresztmetszet egyes pont jaiban nem azonos, ezért a sebességet a keresztmetszet több pontjában kell mérni. A csokeresztmetszet felosztásáról s a mérendo helyek számáról, elhelyezésérol az MSZ 1609 rendelkezik. A Prandtl-csovel való mérés során ügyelni kell arra, hogy a derékszögben elfordított csovég a légárammal párhuzamos legyen. Amennyiben poros vagy gozös légáramot kell mérni, ajánlatos olyan Prandtl-cso használata, amelynek orrában vízgyujto tér van. Kis méretu berendezésekben az össz- és statikus nyomás külön csövön át is kivezetheto.
Áramlo goz esetén a térfogatáram, a nyomás és a homérséklet mérése alapján meghatározható a hoáram. Amennyiben a gozfogyasztó készü1ékbol a kon· denzvíz hiány nélkül összegyujtheto, akkor a kon· denzvízmennyiség mérése egyszerubb és célszerubb. A goznyomás és homérséklet mérése ebben az eset· ben is szükséges. Meleg víz és forró víz esetén a futo közeg térfogatárama és homérséklet-különbsége meghatározza a fogyasztott (leadott) hoáramot. A korszeru méromuszerek a mért értékek alapján közvetlenül a hoáramot, ill. ennek integrált érté két, a fogyasztás idoszakára eso homennyiséget mutatják vagy regisztrálják .. Ismertek tisztán mechanikus, elektro mechanikus és kizárólag elektromos felépítésu mérok. 6.7.4.8. Füstgázelemzés Célja a füstgáz összetételének, elsosorban COl' továbbá CO-, 02-' H2-tartalmának meghatározása. , Idoszakos ellenorzo mérések céljára legelterjedtebb a kémiai elven muködo Orsat-készülék. Az elektromos elven muködo készülékek közül leginkább a füstgáz és valamelyetalongáz hovezeto képességét villamos úton összehasonIító muszert használjuk. Ilyen méromuszer elvi felépítését a 6-202. ábra szemlélteti.
~ BV
a) 6-202. ábra. Füstgázelemzo
~
BV
b) muszer elvi kialakítása
a) két gázkamrával ; b) négy gázkamrával ; 1 méroellenállás ; 2 összehaso•• lító ellenállás; 3, 4 ellenállás; 5 terhelo-ellenállás; 6 rövidrezárható galvanométer
245
MÉRÉSEK ÉS MÉROMUSZEREK
Helyszíni tüzeléstechnikai vizsgálatokhoz jó szolgálatot tesz a Drager-típusú kézi füstgázelemz6. Olaj- és széntüzelésu berendezések esetén a füstgáz koromtartalmát is célszeru meghatározni. A koromtartalom meghatározására a Bacharach-készülék alkalmas. A gázminta által elszÍnez6dött szur6papír színét elfogadott számozású szÍnskálával kell összehasonlítani. A színskálához rendelt szám jellemz6 a koromtartalom mértékére.
6.7.5. Készülékek muszerezése 6.7.5.1. Hotecbnikai készülékek A léghevítoket a Mleadás ellen6rzése végett muszerezik. A légoldali Mteljesítmény ellen6rzésére a léghevít6 el6tt és után a légcsatornában h6mérot kell elhelyezni. A léghevíto utáni homérot olyan távolságra helyezzük, ahol a keresztüláramlott levego keveredése következtében már a levego átlaghomérséklete mérheto. Melegvíz-, ill. forróvíz-futés esetén a futoközeg belép6- és kilépo-homérséklete a léghevíto csatlakozócsövébe épített homérovel ellenorizhet6. Az átáramIó vízmennyiség mérésére legcélszerú'bb a mérokönyök. Hocserélo készülék futött közegének belépési és kilépési oldalára helyezett homér6vel és az átáramló folyadékmennyiség mérésével a készülék holeadása egyértelmuen meghatározható.
6.7.5.2. Szivattyúk Ha az épületgépészeti berendezésekben a futovízkeringteto szivattyúk nyomó- és szívócsonkja közé differenciálmanométert építünk be, a szivattyú és a csohálózat üzeméról megfelelo tájékoztatást kapunk. Egyszeru manométerek a csohálózat adott pontjain a nyomás ellen6rzésére alkalmasak. 6.7.5.3. Kazánok Kisnyomású gozkazánok nyomásának ellenorzésére magán a kazánegységen vagy a kazán gozelosztóján kisnyomású manométert kell elhelyezni. A kondenzvíz-csatlakozásnál a visszatéro víz homérsékletét ellenorzo homéro beépítése szükséges.
Melegvíz-üzemu kazántelepen a kazánba belépo és a kazánból kilépo csonkokba épített homér6vel megállapítható a futési holépcso. Vízméro beépítéséveI mód van a kazán hoteljesítményének ellen6rzésére is. A futési rendszer víztartalmából a kazánra ható hidrosztatikus nyomást manométerrel kell ellenorizni. A kazán huzatát is ellen6rizni kell. A kis kazántelepek füstcsatorna-csatlakozásaihoz ferdecsöves manométert célszeru beépíteni, vagy legalábbis csatlakozóhüvelyt kell a füstcsatorna kéménycsatlakozásához építeni. Ugyanitt füstgáz-homérot is célszeru elhelyezni. G6zkazánok esetén a kondenzvízgyujto tartályt vízszintmutatóval kell felszerelni. A vízszintmutató lehet egyben úszókapcsoló is, amely a kazánok utántöltését önmuködoen megoldja. Nagyobb kazántelepek esetén célszeru a kazánok vízszintjének önmuköd6 szabályozása. Ezt vízszintrol muködtetett kapcsolóval lehet megoldani. 6.7.5.4. Hoközpontok Nagynyomású gozszolgáltatás esetén az érkezo goz nyomását manométer méri. Nagynyomású túlhevített goz szolgáltatása esetén h6mérot is be kell építeni. üzemi nyomáscsökkent6 esetében a kisnyomású oldalon is szükséges a homéro, ill. manométer. A manométer a nyomást és a nyomásredukáló szelep üzemét is ellenorzi. A kondenzátemelo szivattyú és a kondenzvízhálózat üzemét szintén manométer ellenorzi. Forróvlz-futés esetén homéro és manométer jelzi az érkezo forró víz homérsékletét és nyomását, ugyanígy manométer és h6mér6 jelzi a berendezésbol távozó lehult futovíz homérsékletét és nyomását is. A futovíz mennyiségét a visszatéro vezetékbe épített térfogatáram-mérovellehet ellenorizni. Mér6perem is alkalmazható, ha a hálózat nyomásesése ezt lehetové teszi. Házi hotermelés esetén az egyes készülékek muszere a hoközpont muszerezésének az alapja. A hoközpontnak mindazokat a muszereket tartalmaznia kell, amelyek a h6központ egyes készülékeinek ellenorzéséhez szükségesek. A fogyasztói oldalon mindazok a muszerek szükségesek, amelyek a berendezéshez csatlakozó egyéb készülékek, ill. hálózatok üzeIl1ét ellenorzik. Igényesebb esetben az ~llenorzött paramétereket regisztráló, ill. az energiafogyasztást mutató, esetleg regisztráló muszereket is alkalmazunk.
246
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.8. Futoberendezések automatikaelemei 6.8.1. Osztályozás
6.8.2. Segédenergia nélküli (közvetlen muködésu) szabályozók
Az automatikus szabályozóberendezések feladata valamely fizikai mennyiség, a szabályozott jellemzo - pl. homérséklet, nyomás stb. - állandó vagy elore meghatározott értéken tartása, külso zavaró hatások ellenére. A szabályozás folyamata a szabályozott szakaszból és a szabáJyozóból álló zárt körben megy végbe. Helyiségfutés esetében pl. a szabályozó a homérséklet-érzékelobol, a parancsolt és tényleges homérsékletet összehasonlító egységbol, esetleg erosítobol és a futoközeg térfogatáramát szabályozó szelep hajtómuvébol áll. A szabályozott szakasz: a szabályozószelep, a holeadó és csovezetéke, valamint a futött helyiség. A szabályozók különbözo szempontok szerint osztályozhatók. A szabályozott jellemzo szerint van homérséklet-, nedvesség-, nyomás-, térfogatáram-, szintszabályozó stb. A szabályozó muködéséhez szükséges energia szerint megkülönböztetünk segédenergia nélküli (közvetlen muködésu), valamint villamos energiával, surített levegovel (pneumatikus), ill. villamos energiával és surített levegovel (elektropneumatikus) üzemelo (közvetett muködésu) szabályozókat. Szabályozási mód szerint nem folytonos muködésu (kétpont, többpont) és folytonos muködésu szabályozók használatosak. Utóbbiak lehetnek arányos (P), integráló (1), arányos-integráló (PI), ill. arányos-integráló-differenciáló (PID) jelleguek. Minden szabályozó a következo szerkezeti elemeket tartalmazza: érzékelo, összehasonlító szerv, beavatkozószerv. Az érzékelo a szabályozott jellemzot méri; az összehasonlító szerv összehasonlítja a szabályozott jellemzo parancsolt és tényleges értékét, és az eltérés nagyságától függoen beavatkozási jelet ad, a beavatkozószerv pedig módosítja a szabályozott jellemzot befolyásoló anyag- vagy energiaáramot. Az alkalmazás célja szerint megkülönböztetünk valamely folyamat fenntartásához szükséges szabályozókat, ill. biztonsági szabályozókat. Az elobbiek feladata a folyamat fenntartása meghatározott parancsolt érték mellett, emberi (kézi) beavatkozás nélkül, az utóbbiak szerepe az üzembiztonság feltételeinek automatikus fenntartása.
A muködésükhöz külön külso energiaelIátást nem igénylo, ún. segédenergia nélküli szabályozók a muködteto energiát a szabályozott szakaszból kapják. Használatosak kétállású és folytonos muködésu szabályozók.
6.8.2.1. Kétállású szabályozók Kétállású szabályozó pl. a gázberendezésekben használatos bojtárszelep, a membrános vfzhiánybiztosító stb.
6.8.2.2. Folytonos muködésu szabályozók A gyakorlatban sok esetben elofordul, hogy egyes berendezési tárgyak és készülékek szabályozásával kapcsolatban nem támasztunk nagy igényeket, és az igényes szabályozás nagyobb beruházási költsége nem indokolt. Ebben az esetben jól használhatók a segédenergia nélküli, folytonos muködésu szabályozók, ha azokat hozzá lehet illeszteni a készülékhez, ill. a szabályozott szakaszhoz. Homérséklet-szabályozók. Az érzékelo homérsék· let-változás hatására erosen táguló folyadékkal feltöltött kapilláris. A folyadék térfogat-növekedése muködteti a beavatkozószervet, rendszerint szelepet. A 6-203. ábrán keveroszelep látható.
3 ---
4
-1
6-203. ábra. Keveroszelep 1 hidcgviz;
2 melegviz;
3 kevert viz; 4 homérséklet-érzékelo; értéket beáJlltó szerkezet;
5 parancsolt 6 szc1cptányér
2
FUTöBERENDEZÉSEK
6
! J
~204.
ábra.
Együlésu
szelepes nyomásszabályozó terheléssei
súly-
1 bönnemhrán: 2 súlyterhelés: 3 tömltömembrán: 4 szelepszerkezet: 5 nyomásérzékel6 furat; 6IneBÖz6nyUás; Pl bemenönyomás; p, kimenonyomás
247
AUTOMATIKAELEMEI
Nyomásszabályozók. Megkülönböztetünk átmáraló- és beáramlószelepes szabályozókat. Az elobbiek a szabályozó elott, az utóbbiak a szabályozó után tartják a nyomást állandó értéken. Az átáramlószelepek a muködteto nyomásimpulzust a szelep elotti térbol veszik. Súlyterhelésu, P jellegu nyomásszabályozó elvi felépítését a 6-204. ábra szemlélteti. A szabályozót igen szuk arányossági tartomány jellemzi. Erosen változó igénybevétel esetén a lengések elkerülése végett csak PID szabályozóvallehet célt érni. Ilyen nyomásszabályozó elvi kialakítását szemlélteti a 6-205. ábra. Nyomáscsökkentok. A nyomáscsökkentok feladata az érkezo nagynyomású közeg nyomásának meghatározott értékre csökkentése és a csökkentett nyomás állandó értéken tartása. A hazai gyakorlatban alkalmazott goznyomáscsökkentok láthatók a 6-206. és 6-207. ábrán. Mennyiségszabályozók. Feladatuk az átáramló közegmennyiség állandó értéken tartása, függetlenül a közegnyomás változásaitól. Gázmennyiség-szabályozó elvét mutatja a 6-208. ábra. A membránt nem a gáznyomás, hanem a szukületen létrejövo nyomáskülönbség muködteti. Mennyiségkorlátozó. Olyan mennyiségszabályozó, amely az átáramló közegmennyiség megengedett
6-205. ábra. PID jellegu nyomásszabályozO 2 Venturi-cs6: 3 fojtóS2abályozó; 4 öSS2ekötö vezeték; 5 differendálótag; Pl bemenönyomás; p, kimenönyomás
1 nyomásszabályozó:
6-'1m. ábra. Gömyomáscsökkentö
6-206. ábra. Gomyomáscsökkentö
(Mamut tipus)
(lSG típus)
6-208. ábra. Gázmennyiség-szabályozo
248
FUTÖBERENDEZÉS'.EK
6
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
tében az elmozdulás megfelelo pillanatkapcsoló közbeiktatásával villamos áramkör nyitására vagy zárására használható fel. Folyamatos szabályozóberendezésekben az elmozdulást valamilyen vilIamos jelIemzo -leggyakrabban elIenállás, esetleg indukció vagy kapacitás - változtatására használják fel.
6-209. ábra. Kazánvízszint-szabályozó 1 úszó; 2 kondenzvíz-tápszelep; 3 csatlakozás a kazán gozteréhez; 4 csatlakozás a kazán vízteréhez ; 5 érkezo kondenzvíz csatlakozása; 6 kondenzviz-csatlakozás a kazánhoz
6-210. ábra. Tartály folyadékszint-szabályozója, közvetlenül múködtetve
úszóval
"
m
I
_'" m V oC oc 0, '"C Erzeke!' ~C ~~-Df:~ Oc .* ' A ke'szu/ek Blme/all ----=~-=--~! 'C merlefiiiiiiffi. loz/ato I 1és neve I t ~~ -'t ~ ,~EI/eno/los-homero -~ maximumát" _",~E: nem ,'-.Ue/lemzó engedi túlIépni. Nyomásdifferen,~ :t: ~ Pa I rud DJ/tifoclos I7ÓlJ7dró -~ ~ Goz/enz/os ciát érzékel. = -~ ~ 'll ~ Folyadékszint-szabályozók. Gozkazán vízszintszabályozóját szemlélteti a 6-209. ábra. Az úszó~ golyó alul a kazánvízszinthez, felül a kazan gozteréhez csatlakozó házban foglal helyet, és kar áttételIel mozgatja a tápszelepet. A kazánvízszint sülIyedésekor az úszó nyitja a kondenzvíz-tápszelepet. Tartályok úszóval közvetlenül muköqtetett folyadékszint-szabályozója látható a 6-210. ábrán. 1/
I
,~
.•...
.•... .•...
.•...
~TI" ,
6.8.3. Segédenergiával muködo (közvetett muködésu) szabályozók 6.8.6.1. Érzékelok Az érzékeloszervek a szabályozott jelIemzo piIlanatnyi értékét mérik, de sok esetben az összehasonlító vagy különbségképzo szervvel, esetleg még jelátalakító szervvel is összeépítve készülnek. A 6-211. a), b), c) ábra az épületgépészeti szabályozóberendezésekben található néhány érzékeloszerv szerkezeti kialakítását szemlélteti. Elektromechanikusan muködo szabályozókhoz mindazok az érzékeloszervek alkalmazhatók, amelyek a mért jelIemzot és annak változását elmozdulássá alakítják áto A szabályozószerkezetekben ez az elmozdulás hasznosítható akár kétálIású, akár folyamatos müködtetésre. Kétállású. szabályozók ese-
aj 6-211. ábra. Érzékeloszervek fajtái, bemeno és kimeno jelük
v ~,
FUTOBERENDEZÉSEK "'t:J •.. "> <::: Erze 1 .. " t:> Erre] , .. ,',lemro , neve ~elf jelj A kesru/ek vaz/afo es -ti lemzó
-1:>
'"
m rad rod ' I t:> Slkmembran c·1::: t:>~ lfellie~ A . keszulek ~ I I . voz/%I Paes neve "'" ~~ Csd'membrtÍn
~rn
~
I
~
t:::-<::>
-e:,
'" ~-~
Q
.
,
I
Hlganyuszos
'(nerteieJ!Jjege VlO' no'jel Paic m &me /(lil7t:Pa Pa
ii
1.
~8,"nion"ó ~ógY';rú
rad
Pa
~
249
AUTOMATIKAELEMEI
1,
n!Jomosmen
Pa I m "
I
Harangt/Pusu
,.
n!Jomasmero
hj
-------..----_-----
---------~~ -----.-------- n7--.•-- --------------'--- ~----------------~------
1. I - -••- - --=-..----~ -=---.....•. Pa m m 8eme Kime 'fjt:J eglJs~ nokl ni}el IlIerIC lrzell> Fó/!/adekszmt-merleg Ova/kerekes fo/qodekkobozo ~~'".~~ szondQ ;::; Vszó l/mll BuborÚold ~~ lemzo ~.'"vaz/a/a ~ .~ ds keltj'!f r.reJ A keszlJlek ,keltjcl .. , vado/a I es f /Jere A kdsrü/ék ~ -\)neve .•.... ,~ 1 m.3/s .•... .~~
~
1:::
'mro
-~
t:J
-~. 1:::
I~
.•..
".,
-"'" .
~
"
Pa
1:::
~ ,~.
I In
~ ~ .~
.....
-~ . ., :::;,
"~~
fa I m
~
.....
.~
~~_~erem
--Pa
----~~
Im
m3j.slm e)
m
250
FUTOBERENDEZÉSEK
r----I
SZERKEZETEI,
2
ANYAGAI 2
r---I I
I
I I I II II
I I I J
,
I Il-
L r-
I
3
I
I I I I I I I I t I I I I I I I IL
3 4
_ b)
aj 6-212. ábra. Elektromechanikus
szabályozó felépítése differenciáJrelével
a) nyugalmi helyzet: b) muködés: 1 érzékelo: 2 ellenállás; 3 differenciálrelé; 4 szervomotor; 5 visszavezetés; 6 transzformátor
D
a)
d)
D
b)
D
e)
6-213. ábra. Differenciáirelék
D
kapcsoIási lehetoségei elektromechanikus
szabályozókban
a) hídkapcsolás; b) hldka)'CSOlásaz érzékelo és a viJszavczeto ellenállás sorba kapcsolásával; e) di1fercnciál-hldkapcsolás; kapcsolás. a di1fcrcnciálrc1éa méroátIóban; e) CBYCnáramúhfdkapcsolás saját esYcnirányitóval; É érzékelo; M szervomotor; Rio Rz• R3 cI\cnálIás; D di1fcrenciáIrelé
d) cayenáramú hid·
FUTOBERENDEZÉSEK
AUTOMATIKAELEMEI
A közvetlenül villamos kimeno jelet adó érzékeloket és méroátalakítókat (pl. ellenállás-homérot, ho~lemet stb.) legtöbb esetben elektronikus szabályo~ókhoz csatlakoztatják.
251
csolását mutatja. Az alkalmazott termikus visszavezetés az integráló szabályozót arányos jelleguvé teszi. Elektropneumatikus állásos szabályozó kapcsolása látható a (í-215. ábrán. A pneumatikus szabályozóberendezéseket boveb6.8.3.2. Szabályozók ben a 26. fejezet tárgyalja. A 6-212. ábrán elektromechanikus arányos szaA 6-216. ábra úszós mennyiségméro villamos jel)ályozó kialakítása látható. A merev visszavezetés- átalakítójának kapcsolását szemlélteti. ,el kiegészített integráló szabályozó arányos jellegElektromechanikus homérséklet-érzékelo elvi fel~elüzemel. Az elektromechanikus szabályozókban építése látható a 6-217. ábrán. A középso ábrán két, l differenciálrelét különbözo módon lehet alkalegy idoben egymástól függetlenül dolgozó csúszónazni. Ezt szemlélteti a 6-213. ábra. ellenállást láthatunk. Ilyen érzékelovel kettos felA 6-214. ábra hazai gyártású, Thermomatic ellevezésu elektronikus homérséklet-szabályozó kap- adatot lehet ellátni. Egymást követoen muködo beavatkozószervek részére az egymás után kapcsolt potenciométeres megoldás célszeru. Az épületgépészeti gyakorlatban nagyon sok esetben használják az ejtokengyeles homérsékletszabályozót. A szabályozó érzékeloszerve ellenállás-homéro vagy hoelem. Ellenállás-homéro esetén ,hídkapcsolást alkalmazunk (6-218. ábra). A híd egyenfeszültségu kimeno jele, amely a 6-7 ponton jelenik meg, a híd egyensúlya esetén zérus értéku. A kimeno jelet a 8 ejtokengyeles Deprez-méromuves, középállásos galvanométerre vezetjük. Lengo tekercsévei a 9 és 10 forrasztási pontú hoelem van sorba kapcsolva. E forrasztási pontok a 11, ill. 12 kis méretu villamos futotestek~214. ábra. Thermomatic elektronikus homérséklet-§zabályozó egyszerusített kapcsolási rajza kel melegíthetok. Ha a futotestek egyike sincs be-
L
8
--
6-215. ábra. Elektropneumatikus
1 erosíto
fokozat; 2 kapcsoló; 3. 4 fojtás; kí-be
állásos szabályozó
mágnesszelep; 5 mérohíd; 6 visszavezetés; 7 beavatkozöszerv; 8 táplevego
FUTÖBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
b
kapcsolva, a 9 és 10 pont homérséklete egyaránt azonos a környezeti homérséklettel, a termoelem termofeszültséget nem ad, egyszeru vezetékként vi· selkedik. A mutató helyzetét ejtokengyeles szerkezet "tapogatja le". Ha az 1 eIlenállás-homéro által mért érték megegyezik a parancsolttal, a hid kimenofeszültsége zérus, a 8 galvanométer tekercse feszültségmentes, a galvanométer-szerkezettel összeépített higanykapcsolók nem kapcsolnak. Ha a homérséklet mért értéke eltér a parancsolttói, a hid egyensúlya fel· borul, s a galvanométer a homérséklet-eltérés elojelének megfeleloen jobbra vflgy balra kitér, a megfelelo higanykapcsol6k lebillennek. A higanykapcsol6 a beavatkoz6szerv motorját olyan értelemben kapcsolja be, hogy az egyensúlyi állapot ismét helyreálljon. A motor bekapcsolásával egyidejuleg a termoelem egyik sarkának melegítését is bekapcsoljuk, úgyhogy a keletkezo termofeszültség a galvanométer feszültségét csökkentse. Ily módon a
a g
f
6-216. ábra. Úszós mennyiségméro
villamos jelátalakítóval
a kimenet; b váltakozóáramú csatlakozás; c érzékelo; d lágyvas rudacska; e bemenet; j bifiláris hidellenállás; g induktivitás; h méröhid
r------., I +-----l
I
r
I I I I I
1
I
1
I I I I
Iti
I
-r--o rD:
----O :I
1
:
-L_-Q \ 01 -+--_J I
OJ: 1
I
L-D O--J
O-.J
S
I I I I I I
1
1
11111111111
r---·------
í··------ ---j' :-1rt--------j I :I
I I I I I
6-217. ábra.
ANYAGAI
,
;---t- ------~
I
I I I ,
I I I I
I
J
:
I
I
I 1
I I I I
I I I I I
I I
-{---O r-O I I
:
1
I
:
I
I
1 I
I
1
:
1
-}-D: OJ I: -r----.J
: I I
L--o O---J
Elektromechanikus homérséklet-érzékelo felépítése
elví
termikus visszavezetés az egyensúlyt helyreállítani törekszik. Az egyensúly helyreállításakor a higanykapcsolók lekapcsolnak. ee
6.8.4. Beavatkoz6szervek
7
6.8.4.1. Kétállású beavatkozók
6-218. ábra.
EIIenáIlás-homéro kapcsolása szabályozóhoz
ejtokengyeles
1 elIenáJlás..höméro; 2. 3. 4 ellenállás; 5 potenciométer; 6. 7 hid kimeno jele; 8 méromlíszer; 9. 10 h6elem; ll. 12 villamos tUt6test
A kétállású beavatkozószervek jellegzetes csoportját alkotják az elektromágnessei muködtetett szervek. Leggyakrabban szelepek muködtetésére alkal· mazzuk oket. Rendszerint a szelep kinyitását, azaza szeleptányér felemelését végzi az elektromágnes,
FUTOBERENDEZÉSEK
AUTOMATIKAELEMEI
253 z
elemyedéskor rugó zárja aszelepet. Fordított muködtetéssel is készülnek. Ezeket attól függoen alkalmazzuk, hogya muködteto feszültség kimaradásakor a szelep nyitott vagy zárt helyzete kívánatosabb. Csappantyúk muködtetésére is használható. A 6-219. ábra tehermentesítetlen mágnesszelep vázlatát szemlélteti. Mágnesszelepek tehermentesített kialakítással is készülnek különbözo nyomáskiegyenlíto megoldásokkal. 6.8.4.2. Folytonos muködésu szabályozók beavatkozószervei
Jellemzojük, hogy a beavatkozószervnek két határ között bármilyen közbenso állást el kell foglalnia.
6-220. ábra. Tágulóedényes szervomotor
A villamos muködtetésu folyamatos beavatkozószervek egyik jellegzetes csoportjába tartoznak a tágulóedényes szervomotorral mozgatott elemek. Elvi vázlatuk a 6-220. ábrán látható. A másik, legelterjedtebb csoportját a villamos motorral mozgatott elemek alkotják. A hajtó villamos motor nagy fordulatszámát kisebb teljesítményu fogaskerék-hajtómuvel, esetleg csigahajtással csökkentik. Abeavatkozószerv végállását elérve a motor kikapcsol. Ezért a beavatkoz'ószervekben mechanikusan muködtetett végálláskapcsolókat kell elhelyezni, amelyek bármelyik végállás elérésekor kikapcsolják a motort. A hajtómuvek többnyire olyan kiképzésuek, hogy a villamos áram kimaradása, esetleges üzemzavar stb. esetén a beavatkozószerveket kézzel is lehet muködtetni.
6-219. ábra. Tehermentesítetlen
mágnesszelep
1 tágu16test;
2 V'iIlamos fiítés
A használatos beavatkozószerveket legtöbbször egyfázisú, kondenzátoros segéd-fázistekercses, rövidrezárt forgórészu motorok hajtják meg. Ritkábban abeavatkozószervek hajtására ún. serleges forgórészu motorokat használnak. 6.8.4.3. Szabályozószelepek
kiválasztása
A szabályozóberendezések megtervezéséhez elengedhetetlen a szabályozószelep helyes kiválasztása, mert ettol függ a szabályozási kör megfelelo muködése. Szabályozóberendezések tervezésekor a szelepet mint beavatkozószervet lineáris elemnek tekintjük, a szabályozási kör többi tagjával együtt. A szabályozószelepek csak abban az esetben elégítik ki a követelményeket, ha a készülékhez vagy a szabályozott szakaszhoz illeszkednek, más szóval a szabályozási tartományon belül lineáris vagy közel lineáris elemként kezelhetok. A szabályozószelepek az általánosan használt elzárószelepektol elsosorban a szelepelzáró test formájában különböznek. A szelepek jellemzoit a jelleggörbék Iíatározzák meg. A nyitási jelleggörbe a szabályozószelep záróelemének emelkedése függvényében adja meg a szabad átáramlási keresztmetszetet. A nyitási jelleggörbe alakja a szelep záróelemeinek szerkezeti kialakításától, geometriai méreteitol függ. Az átfolyási jelleggörbe a szelep záróelemének emelkedése és a szelepen átáramló közegmennyiség közötti függvénykapcsolatot fejezi ki. A gyakorlatban a lineáris, a kvadtatilgJs,~nloszázalékos (exponenciáIis) és a teI1esítménv-lineáris szeleoek teU",tltek el. Lineáris átfolyási jelleggörbe esetén minden szelepánásban azonos szelepemelkedéshez azonos átáramló közegmennyiség-válto-
254
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI 6-67. táblázat.
SI·mértékrendszerben állaodó Szelep-
I
Nyomásesés Folyadék
Gáz
Goz
Gáz korrekció) (hOmérséklet.-'-
=-~
Telített goz
1
5.16.103
= 0,311 Llp in VV2
=0,438mtel JIP2L.JP•
0,88mtel
2Vn
5·16·103
kv
átfolyási érték (.dp=9,81 N/cm' és ,,=9,81 . 10' N/m'), m'/s;
jt
térfogatáram,
ito m
térfogatáram oormálállapotbao (760 torr; O oC), Nm'fs; goztömegáram, kg/s;
PI
m3fs;
mtel goztömegáram telített állapotban, kg/s; P, abszolút oyomás a belépésoél, Nfcm'; p, abszolút oyomás a kilépésoél, N/cm'; " a közeg fajsúlya, Nfm'; .dp nyomásesés a szelepen, N/cm'; "0 fajsúIy normálállapotban (760 torr, O DC), N/m'; v, fajlagos goztérfogat p, nyomáson, m'/kg; T abszolút homérséklet, K.
zás tartozik. Ko vadratikus jelleggörbéju szelepek eseA szelepek saját átfolyási jelleggörbéi tén minden szelepállásban azonos szelepemelkedés-o az esetben használhatók, ha a rendszer hez az átáramló közeg azonos hatványú változása nak dönto része a szelepellenállás. A tartozik. Egyenloszázalékos jelleggörbéju szelepek- álláshoz viszonyítva azonban általában nél az átáramló közegmennyiség változása azonos százalékú.
A-- teliesítmény-ielleggörbe a holeadó készülék hoteljesítményét adja meg a szelepemelkedés függvényében. A teljesítmény-lineáris szelepeket az jellemzi, hogy minden szelepállásban azonos szelepemelkedéshez a szabályozott szakasz (hofogyasztó) hoteljesítményének azonos változása tartozik. A szelepek méretezéséhez (kiválasztásához) a szelepellenállás ismerete szükséges. Ezt tartalmazza a kv szelepállandó, amely az átfolyó vízmennyiséget adja meg m3jh-ban, 1 at nyomásesés és különbözo szelepállások esetén. A teljesen nyitott (szelepemelkedés 100%) szelep szelepállandóját kvs-seljelöljük. A lineáris, ill. egyenloszázalékos szabályozószelep saját átfolyási jelleggörbéjét a 6-221. ábra szemlélteti. A 6-67. táblázat a kv szelepállandó meghatározására alkalmas összefüggéseket tartalmazza, különbözo közegek esetére.
%
ky
kyS
'
•
csak abban ellenállásá· szelepellena csorend·
80 60 40 20
o
20
1.0
60
Sle/epeme/kedés,
80
700
%
6-221. ábra. Lineáris és egyenlószázalékos szabályozószelep saját átfolyási jelleggörbéje (0% szelepemelkedés zárt szelepállást, 100% szelepemelkedés teljesen nyitott állást jelent) kv szelepállandó közbenso helyzetben; kv. szelepállandó teljesen nyitott helyzetben
~
FUTOBERENDEZÉSEK
255
AUTOMATlKAELEMEI
lzelepál1ancl6k meghatározása Technikai mért6krcndszerben·
"'tel
=V
LJp
Gáz (homérsékletkorrekció)
Gáz
Folyadék
= 514Pl 31,6 LJp 2niteJ == 31,6 514 P;P2LJp = 2VnYynT 22,4YP2LJp
Goz
Telitcttgoz
22,4PI
m~ m~
Vn~ Vn~
2VnYY;;-
kv Ji'
Vn ,;, ';'tel Pl
p, " L1p
"n v, . T
átfolyási érték (L1p=1 kp/cm' 65 1'=1 kp/dm'), ro'/h; térfogatáram, m'/h; normálállapotú gáz térfollatárama (760 torr, O oC), Nm'/h; göztömegiram, kp/h; telitetta6z-tömegáram, kp/h; abszolút DYomása bel6pésnél, ata; abszolút nyomás a kilépésn61, ata; a közeg fajsúlya, kp/dm'; DYomásesésa szeJepen, at; aázfajsúJy normáJállapotban (760 torr, O oC), kp/Nm'; fajlaaoa iröztérfogat p. nyomáson, m'/kg; abszolút hom6rséklet, K.
• Me~gyzé$:
.'"> .~'l.:l ....•
A szerzok az összefügésekben szereplo konstansok dimenzióját nem közölték [4], [6], [12].
100
~~ 20 _t5, S 4060
.
100
--.::.
80
20
o
10
20 Ja 40 so 60
Szelepeme/kt:des;
70 80 90 100
700
O
o/.
Sze/epeme/kedés,
a)
b)
6-222. ábra. Átfolyásijelleggörbék aj linealris szelep;
különbözo bJ
LJpszelLJpö
esy,enlöszázalékos sze1ep
arányok esetében
%
256
FuTOBERENDEZÉSEK 6-68. táblázat.
SzabáIyozószelep-jeUeggörbék
A szabályozás fajtája
Szint
--
SZERKEZETEI, kiválasztása
ANYAGAI különféle szabályozásokhoz A szelep jelleggörbéje
Zavaró jellemzo
A folyadékáram
változása
Lineáris
II
I Egyenloszázalékos
Nyomás
Nyomásesés a szabályozószelepen
Nyomás
A folyadékáram változása
Lineáris
Homérséklet
a folyadékáram b folyadékáram
Lineáris, egyenlószázalékos
a
--
Folyadékáram
A folyadékáram változása
A termék minósége
Arány
-
Nyomásesés a szabályozószelepen Xa változása menetrendi szabályozásban
I Egyenlöszázalékos, lineáris
Egyenlószázalékos,
lineáris
Egyenlószázalékos,
lineáris
Xa változása menetrendi szabályozásban
--
A folyadék változása Xa változása menetrendi szabá-
lyozásban
X. X" X. a mért jellemzok; Xkl kimeneti jellemzo; X. vezeto jellemzo.
FUTOBERENDEZÉSEK
szer és a fogyasztó is számottevo ellenállást képvisel. Mivel a rendszer ellenállása a szelepellenállás és a csovezeték, valamint a fogyasztó ellenállásának összege, a LJPsze szelepellenállás a rendszer LJpö öszszes ellenállásának csak bizonyos hányadát teszi ki. Ezért a rendszer átfolyási jelleggörbéje (a rendszerben áramló közegmennyiség a szelepemelkedés függvényében) eltér a szabályozószelep saját átfolyási jelleggörbéjétol. Az eltérés annál jelentosebb, minél kisebb hányadot tesz ki a szelepellenállás a rendszer ellenállásából, azaz minél kisebb a LJPszJLJpö viszonyszám [6-222. aj és bJ ábra]. Látható, hogy kis LJPsze/LJpö nyomásarányok esetén az átfolyó mennyiség és a szelepemelkedés között távolról sincs linearitás. A linearitástól való eltérést a hotechnikai készülékek (hocserélok, holeadók) szabályozásakor létrejövo, a hotechnikai folyamatból adódó hatás további kedvezotlen irányba befolyásolja (6-223. ábra). Az egyenloszázalékos
257
AUTOMATIKAELEMEI
70 20 3D W SD 60 70 80 gO 700
Szelepernelkedds,
%
6-224. ábra. Teljesítmény-lineáris kétjáratú szelep jelleggörbéi (aszimmetrikw szelepzárótesttel)
...
vi> Vz a két ágban áramló közegmennyiség (térfogatáram); Q a készülék
hoteljesitménye
o
20
~O
Sze/epeme/kedés, 6-223. ábra.
50
100
%
Lineáris saját átfolyási jelleggörbével holeadó készülék jelleggörbéje
üzemelo
szeleppel meg lehet közelíteni a teljes emeikedési tartományban a közel lineáris jelleget [1.a 6-222. b J ábrát]. A kétjáratú szelepek esetében a szeleppel szemben az egyes áramlási ágak kedvezo jelleggörbéjén kívül még azt a követelményt is támaszt juk, hogy bármely szelepállás esetén a szelepen átáramIott összes folyadékmennyiség közel állandó legyen. A legjobb eredményt teljesítmény-lineáris szeleppel, aszimmetrikus szelepzárótesttel lehet elérni (6-224. ábra). Ennél kedvezotlenebb a kvadratikus és az egyenloszázalékos jelleggörbéju kétjáratú szelep. Különféle szabályozásokhoz felhasználható szelep-jelleggörbék kiválasztásához a 6-68. táblázat nyújt támpontot. A légfuto-rendszerek csappantyúi a szelepekhez hasonlóan szintén jellemezhetok jelleggörbékkel, csupán a szelepemelkedés helyett a szögelfordulást vesszük figyelembe.
6.9. Korrózióvédelem 6.9.1. Korróziós folyamat A korrózió valamely anyag felületérol a környezet hatására kiinduló kémiai vagy fizikai-kémiai (elektrokémiai) folyamat, amelynek során az anyag tönkremegy. Az épületgépészeti gyakorlatban a fémtárgyak lassú oxidációja, pusztulása a legnagyobb korróziós veszély. A gázok (pl. O2 vagy H2S) közvetlen hatására be19Az épületgépészet kézikönyve
következo (kémiai) korrózió nem jelentos. Általában bizonyos ido elteltével a folyamat megáll. A nagymértékben romboló korróziós folyamatokat az esetek túlnyomó többségében elektrokémiai okok hozzák létre. Ezek a folyamatok lehetnek galvanikusak és elektrolízissei kapcsolatosak. A galvanikus természetu korrózió esetén helyi galvánelemek alakulnak ki. A technikai fémek és ötvözetek nedvességgel érintkezo felületén a fém-
xidáló-
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-69. táblázat. Korróziós elemek keletkezésének lebetoségei Okok
--he-------_o_geknagyobb csökkentik a részek korróziót sabb az elridegedés anód koncentrációjú korróziója (pl. rézlyekkel érintkezo korrodálódik) zel érintkezo vas igen katódok gyorsan A szódás
Katód
--
Anód
Különbözo fémekrészek érintkezése Réz kel érintkezo részek részek ros táros részek Az anódnál nemesebb fém szek szek oldattal részekkel érintkezo érintkezo fémfémPolírowtt Erosebben feszített részek deformált bekövetkezo és Hocserélo szerrel érintkezo berendezéseken részek és hutokatódnál kevésbé nemes kitett nak kitett felület polírozott vasfeJület lassabban Saválló acélok kristályközi korróKóbocáramok okozta korrózió a ságkorróziója ziós aKazánokban vas jelenségek. korrózióját. Jól záró szegecs' rétekorróziója savakban. Erosebb Pl. hatású NaG sók esetében. vannak az Ha passziváló Nem polírowtt felület deformálódott, fejek Alapfém létre, amelyekre friss sav jut. berendezéseken, kazánokon észOldatok tán oxigénnel létrejövo különbözo vagy korrózió oxidál6szellozése folyVédoréteggel be nem vont centrációjú centrációjú Aktív ionú, sókkal sókkal kisebb hatáhakonAhol Ahol afelület pozitív nincs áramkilépés elektromosJobban tartalmú Kevéssé felmelegedett részek. felmelegedett anódok réreA Minél ség vasban Nemesfém arészek két nagyobb fém levo között, szennyezések grafit, aSzegecs, annál szilícium gyorstb. korrózió azokon apotenciálkülönbhelyeken jön génKisebb vagy koncentrációjú oxidálószeroxivason Védoréteg Nagyobb levo koncentrációjú reve (oxid) gyorsítja lyekkel Aktív Kristályszemcse-határok Fémkristályok ionú, érintkezo nagyobb részek konintenziv sugárzástalajban kilép a fémbol kisebb feszültségu heNagyobb KisebbpH~~kuhclyekpH-ér~ku heK2Cr207, fordított aoldatban, helyzet. Intenzívebb sugárzásnak pl.
A külso elektromos mezo I gyorsítja a vas korrózióját
Megjegyzés
korrodálódik ziója. Kazánokban lelheto jelenségek
bekÖvetkezo
259
KORRÓZIÓVÉDELEM
ben levo különbözo fázisoknak (szennyezések, zárványok, ötvözetek szilárd oldatai, eutektikumok stb.) megfeleloen különböz{S potenciálú helyek alakulnak ki. Ezek a kis galvánelemek pólusai. A helyi galvánelem muködésekor a negatív sarok (az anód) oldódik, a pozitív sarkon (a katódon) többnyire hidrogén fejlodik. A katód környezetében a fejlodo hidrogén polarizációt okoz, ez csökkenti a helyi galvánelem kapocsfeszültségét, ezzel lassítja a korróziót. A fémet nedvesíto folyadékban levo oxigén azonban a hidrogénnek vízzé oxidálása révén depolarizálja a katódos helyeket. A depolarizáció viszont gyorsítja az anódos hely oldódását, a korróziót. Gyakorlati szempontból figyelemre méltó, hogy az oxigéndepolarizáció hatására nem a hidrogénoxidáció helyén, hanem ettol eltéro helyeken fokozódik a fém oldódása. Helyi elemek kialakulását segíti elo, ha ugyanazon fémet nedvesíto folyadékban az oldott oxigén koncentrációja változik a folyadékrészecskék szellozött-, sége közötti különbség következtében. A folyamatban az oxigén tölti be az elektród szerepét. Tekintettel arra, hogy az oxigénelektród potenciálja az oxigéngáz nyomásának növekedéséveI pozitívabbá válik, a kialakuló koncentrációs elemnek a kisebb oxigénkoncentrációjú hely környezetében lesz a negatív sarka. A fém ezeknek a helyeknek környezetében korrodálódik. A fémfelület megmunkálási vagy hokezelési körülményei következtében is kialakulhat korróziót eredményezo potenciálkülönbség. Az elektrolízis jelenségével összefüggo folyamatban a korróziót okozó áram külso eredetu. Rosszul szigetelt villamos vezetékek, villamosvasutak sínei adják az áramforrás egyik sarkát. A talajban, falakban, fémtárgyakon keresztül záródik az áramkör a minimális ohmos ellenállás vonala mentén. Az áramkör fémtárgyakon keresztül is záródhat. Azokon a helyeken, ahol a kialakuló kóboráramok nedvesített (nedvességgel érintkezo) helyeken a fémfelületbol' kilépnek, a fémfelület anódként viselkedik, következésképpen a fém oldatba megy, korrodálódik. A korróziós elemek keletkezésének lehetoségeit a 6-69. táblázat foglalja össze. A szereloiparban felhasználásra kerülo fémeket elsosorban az atmoszféra, valamint a víz, vízgoz, talaj és néhány esetben az építoanyagok okozta korrózió szempontjából célszeru vizsgálni. Az atmoszferikus korrózió egyik legfobb eloidézoje a levego nedvességtartalma (ill. a csapadék). Fontos szerepük van a különbözo égéstermékeknek (kén-hidrogén, kén-dioxid stb.). A korrózió mértékét a szilárd részecskék is fokozhatják a nedvességfelvétel és a gázok abszorbeálása révén.
6.9.2. Korróziós jelenségek központi fiitoberendezésekben A kazánok vízzel érintkezo felületein - a víz minoségéi'ol függoen -lerakódások keletkezhetnek. A kazánko a hidrogén-karbonátoknak a forraláskor végbemeno hidrolízise eredményeképpen keletkezo szabályos só. A lerakódás mechanikus úton is eltávoIítható, azonban ez általában nem elég hatékony, mert egyrészt a fémfelület megsérülhet, másrészt a nem tisztítható hajlatokban megmaradó réteg megváltoztatja a szerkezet hovezetési ellenállását. Ez kazánrobbanást, kedvezóbb esetben teljesítménycsökkenést okozhat. A kazánkoképzodés megelozésére hatékony eljárás a tápvíz elokészítése, a hohordozó közeg folyamatos gáztalanítása és lágyítása. Erre a célra nátrium-karbonát (szóda) vagy trinátriumfoszfát (trisó) adagolása a megfelelo.
6.9.3. Néhány fontosabb fém korróziója, a védekezés lehetéiségei A futéstechnikában felhasználásra kerülo anyagok korróziós tulajdonságai és a védekezés egyes módozatai a következok. A vas korróziója. A vas felületén víz és oxigén jelenlétében rozsda keletkezik, amely a további korróziót nem akadályozza. A felületre tapadt szilárd részecskék (por, hamu stb.) a korróziós folyamatot jelentosen gyorsíthatják. 6O%-nál nagyobb relatív nedvességu levegoben a vas korróziója gyorsul, 80% felett ez még intenzívebb. A finom felületi megmunkálás növeli a korrózióállóságot. Rézötvözés esetén a vas korrózióállósága javul. A lúgos kémhatású építoanyagok a vas korróziója szempontjából kedvezok. A réz korróziója. A réz az atmoszferikus korróziónak viszonylag jól ellenáll a bázisos réz-szulfátból (réz-karbonátból) álló védoréteg miatt (patina). Vassal, alumíniummal, horgannyal érintkezve, ezek korrózióját jelentosen növeli. Az alumínium korróziója. Az alumínium felületén vékony oxidréteg képzodik (elmattul), amely a további korróziótóI megóvja. Ez az oxidréteg végleges vastagságát csak hosszú ido alatt éri el, ezalatt a korróziós folyamat továbbmegy. Ha az alumínium olyan közeggel érintkezik, amelyben a védo oxidréteget oldani képes vegyi anyag vagy szilárd szenynyezés van, a védoréteg megsérül, korróziós folyamat indul. Lúgos kémhatású mésszel, cementtel érintkezo alumínium igen erosen korrodálódhat.
260
FUTOBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-70. táblázat. A korrózió elleni védelemre Celhasználható Cestékbevonatok Rétegvastagság,
ban is
Várható
élettartam I Savvat szük· szemben némi védo 3.. hatás hó észlelelokészités 24még ....4év 351védelmére év Szabadban levo szerkezetek Igen gondos Reaktorok, üstök, tárolók, szerkezetek sugaFüstgázzal, védelmére; Kenve 4,130... savsavval szórva és szennyezett lúgálló 6 véd levegon érzékeny Foleg közeg hatásának kitett felüUltraibolya Sav, lúg hatása ellen 1/2 3200 ..... réteg, .43savas réteg, 150 150 savval szennyezett atmoszférá1...2 2felületMegjegyzés Felhasználási hely
I
rakra
I/ 2 ... 3 réteg
Megjegyzés: Ezen festékek alá alapozóként felhasználható festékek: Wash-primer, könnyufém alapozó, minium, lenalkidos bauxitvörös.
6-71. táblázat. Inhibitorok Celhasználási lehetosége! a korrózió elleni védelemben Inhibitor
Nátrium-smikát
Védett fém
Adagolt inhibitor
Fe
200 350 150 200 250 500 250 500
Al
Pb Sn
Alkalmazási terulet
Megjegyzések
Ipari vízvezetékek, ivóvíz-vezetékek, futoberendezések, mosodai berendezések védelmé-
Melegvizes rendszerekben szilárd nátrium-szilikát, hidegvizes rendszerekben oldat hasmálata ajánlatos
mennyisége,
mgll
re Nátrium-nitrit
Fe
Nátrium- vagy kálium-kromát
Al
300
Fe 400 ... 800
zn
Foszfátok, polifoszfátok
Fe
Oktadecil-amin
Fe
Urotropin
Fe
Paszhibit
Fe
Kalcium-klorid
Fe
25 ... 200
Gozkazánok lúgos elripegedé~nek megelozésére. Vashordóban tárolt turoltó víz által okozott korrózió megakadályozására
Mérgezo tulajdonságára kell lenni
Hidraulikus prések, hidraulikus emelok, nagynyomású csövek és kompresszorberendezések, vízhutéses motorok, hutokészülékek védelmére
Nátrium-nitrittel együttesen is felhasználható. Ez is erosen mérgezo
Kazánvíz okozta korrózió ellení védelemre, hutovizekhez adagolva; ivóvíz okozta korrózió csökkentésére
A legjobban bevált foszfát inhibitor a hexametafoszfát
1...2 klt goz I Goz-távfutés 250 ... 300 I Kémiai revementesítés 10... 15% Hel-ben Hasmálati szerint
utasítás
1...5%
I Revementesítés Vanádium okozta korrózió megelozésére olajtüzelés esetén
Emulgeátorral ni
tekintettel
kezeive kell adagol-
97%-os védo hatás Budapesti Kénsavgyár gyártmánya A fém korrózióját és a tuzálló bélések tönkremenetelét gátolja
261
KORRÓZIÓVÉDELEM
A horgany (cink) korrózitfja. A horganyt a futéstechnikában leginkább bevonatként használják. A tuzi horganybevonat korrózióállósága kedvezobb, mint a galvanikus eljárással felvitt bevonaté. A széndioxid és kén-dioxid jelentos korróziót okoz. A korrózió elleni védekezés lehetoségei. A gyakor-
latban használt védekezési eljárások a következok: ötvözés ,. kémiai felületvédelem •.fémbevonatolás ,.festékbevonatok (6-70. táblázat); zsíro~ olajok felhasználása •. katódos védelem•. szerves és szervetlen inhibitorok (6-71. táblázat).
6.10. HOSzigetelés A futo- és a víz-levego hohordozó közegü légkondicionáló berendezések VÍzelosztó hálózatának hovesztesége (honyeresége) a legtöbb esetben növeli a berendezések üzemköltségét. Ez az energiaveszteség, ill. üzemköltség hoszigeteléssei csökkentheto. Tekintettel arra, hogy a hoszigetelés ugyanakkor beruházási többletköltséggel jár, meghatározható az optimális szigetelési vastagság. A szigetelés vastagságát azért választjuk független változónak, mert ezzel egyenesen arányos a szigetelés létesítésének (ill. a beruházás évi leírási) költsége, fordítva arányos az energiaveszteség, ill. az üzemköltség. Az optimális szigetelési vastagság a két költségösszetevo összeggörbéjének minimuma. Általában az összeggörbe viszonylag lapos a minimum-hely környezetében, ezért további muszaki-gazdasági megfontolások adnak tájékoztatást a megfelelo döntéshez. Az optimum esetenként végrehajtott elemzéssel határozható meg, mert függ a környezeti homérsékletviszonyoktóI, energiaköltségektol, az üzemvitel módjától, a választott szigetelés (anyag, technológia, élettartam) által meghatározott költségviszonyoktól.
ben csökkenti a szerkezet (cso, készülék stb.) energiaveszteségét. A szigetelés hatékonysága: q-qszig 1J=
4.
,
(6-25)
ill. (6-26)
ahol q a szigeteletlen szerkezet (cso, tartály stb.) energiavesztesége, W/m2 (kcaljh m2); q szig a szigetelt szerkezet (cso, tartály stb.) energiavesztesége, W/m2 (kcaljhm2). A szigetelés hatékonysága különbözo csoméretek, a hovezetési tényezovel jellemzett szigeteloanyagok, valamint a homérséklet-különbség figyelembevételével a 6-72. táblázatban található. Az épületgépészeti gyakorlatban a peremes csokötéseket, szerelvényeket (szelep, tolózár stb.) nem szigetelik. A 6-73. táblázat tartalmazza az említett szabad felületeken létrejövo energiaveszteséggel arányos egyenértéku, átlagos szigetelésu csohosszakat.
6.10.1. Energiaveszteség A futés- és klimatechnikában az energiaveszteséget két formula alapján lehet számítani. A formulák a védett felület (cso, tartály stb.) alakjától, görbültségétol függoen választhatók. Síkfelület esetén a számításhoz az (1-164), henger alakú felület esetén az (1-170) összefüggés használható.
A futéstechnikában gyakran használják a szigeteléshatásfoka fogalmat. A hatásfok kifejezés félrevezeto. Helyesebb hatékonyságról beszélni. A szigetelésannálhatékonyabb, minél nagyobb mérték-
6-73. táblázat. Csoszerelvéoyek egyenértéldi szigetelt dl6bossza helyiségben Megnevezés
EgyenértékA szigIctelt cs6hossz
100°C
Szigeteletlen karimapár Szigetelt karmantyús karimapár Szigeteletlen szelep Szigetelt (1/4 felület szigeteletlen) szelep Csofelfüggesztés
I
400°C
2... 31m m 15 ... 91m m 2...9 m 112... 26 m 2,5 ... 3 m .10"/0
s...7,sm 10"/0
FÚTÓBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6-72. táblázat. A szigetelés batékooysága,
'lJ
Homérséklet-különbség,
I
0,04 anyag tényezoje O,046S I 046S I hovezetési 0,09 '1 I 0,139/
0,09
I 0,139
so 120 100 ISO I 0,08 0,08II I 10,04 I0,12 0,12 0,12 ~ 0,04 I 0,08
I O,046S I W/mK 0,09 I 0,139
I
.dI, oC
0,12
I O,046S I 0,09
kcal/mhDC I 0,139
Csoméret
3/8. "I/zn
30 20 40
80 77 82
64 51 59 I 46 67 54
-3;4.~yn_--r2()' 77 61-~ 30 82 66 53 5/4H•••
40
83
51,5rom--lzo"78~ 30 40
82 85
67 63 70
I
,1
---'79 ~ 83 85
58
69 72
55 82 50 79 58 I 84
68 64 51 71 I 56 59
52 80 ~70 57 84 61
85
73
-53
58 62
83 80 65 85 I 69 72
57 52 60
--so -~ 84 86
---s4
71 74
5~ 63
-6"349 79 ~71 5j-80 ~~ 54~ 80 -66"" 54"n n ~ ~ 68 56 83 W 84 71 61 84 72 61 72
W
~
72
61
I
~
~
86
74
64
86
75
65
86
I
75
~
@
~
~
~
64
~
"
~
~
"
~
~
n
W
~
"
~
~
N
m
~
N
m
~
80
TI
M
m
~
-8-1~ ~ TI
55 M
~
N
~
87 89
76 79
68 71
65 71
43 61
" 80 ~
~ 72 ~
- 57,5..,70m~-lzo"78~15-130 40
76,5... 100,5mm
M
69
82 79 84
50 -W
-SO 84 ~72 -56 ~ 80 84 66 72 57 M
n ~ ~ n ~ ~ n " ~ 88 78 69 89 79 70 89 79 71 72 --90 --81 --- 72 --90 ----81 73 -- --- --- ---89 ---80 ---
20 30
79 84
~ W 40
~ ~ ~
I
I
80 85
67 73
57 64
81 85
67 73
58 65
81 85
67 73
~ 90
N ~
72 N
~ 90
80 ~
72 ~
~ 90
N ~
nl"
. 6.10.2. Hoszigetelo anyagok, eljárások A f(itéstechnikában igen sokfajta szigeteloanyagot, szigetelési eljárást alkalmaznak. A lehetoségek köre állandóan bovül a muanyagok rohamos terjedésével. Az utóbbiak használatakor különös figyelmet kell fordítani a szigetelésen belüli homérsékletviszonyokra, tekintettel a szokványos muanyag szigeteloanyagok homérséklet-érzékenységére és a hohatás következtében esetleg jelentosen megváltozó állagra (öregedés). Néhány - hagyományosnak tekintheto - hoszigetelo anyag hotechnikai adatát a 6-74. táblázat tartalmazza. A szigetelési eljárások között a következok terjedtek el ax épületgépészeti gyakorlatban. Képlékenyanyagkeverék, általában kovaföld alap-
~
~
n
~
n
"
I
56 M TI ~
~
anyagú, szálas- és kötoanyagot tartalmazó habar· esok. A porszeru alapanyagot vizzel péppé keverve hordják fel a esore. A pép száradásakor a szigetelés megkeményedik. A szigetelés külso felületét textil· kötelékezéssel és festéssel védik. A kovaföld szigetelés a szervetlen anyagok csoportjába tartozik és kb. 250... 300 oC felületi homérsékletig (a védett felület homérséklete) használható. Hátránya, hogy az egyszer felhasznált anyag javításkor újból nem használható. Csohéj és csoidom a legkülönfélébb alakokban készül, és általában kötoanyaggal rögzítik a védett felületre. Elonye, hogy a szigetelés hatékonysága állandó (nem függ a helyszíni munkától), és az elemek javítás után újra felhasználhatók. Hátránya, hogy az idomok törékenyek, és a szerelvények egy. szeru eszközökkel nem szigetelhetok. Szálas- és ömlesztett anyagos szigetelés. A szálas· anyagú szigetelések lehetnek kötél-, tömlo- és fonal-
263
HOSZIGETELÉS
--
----
---
6-74. táblázat. Szigetel_yagok h6vezetési tényezoje· (fátyol-) kiviteluek. Anyaguk általában üvegszál, ----'--... azbeszt. 0,062 0,085 0,130 0,134 0,150 0,200 0,077 0,038 0,043 0,044 0,047 0,045 0,113 0,170 0,180 0,211 0,096 0,110 0,87 °C-ig HovezJDtési tényezo. kcal/mh oc maz-ható, ség, homérséklete, 120 145335300 --10,050 ... 100 250 186 ... 450 380 700 0,053 0,029 0,031 0,037 kép0,055 0,093 0,072 0,099 0,092 0,033 0,055 0,042 0,040 0,066 0,028 0,036 0,070 0,039 0,085 0,052 0,075 0,124 0,122 0,064 0,068 0,063 0,078 közepes oCAlkal0,056 Anyag képléAluminium 20 Stir6- 300 kg/m' Különleges Kovaföld, égeT Parafako, orokgázpernye 100 2I 00 I Af6-szigctcloanyaa 60 45 Salakgyapot tö-(üvegKötélszigetelés esetén (általában azbesztMI kéI Üvegfonal més tett 800 600 200 180 700 500 220 (por) kovaföld habarcs (superterm) lia,lékeny gyurött keny Égetett kovaföld Üveggyapot (üvegvatta) idom (termalit) selyem) szül) aszigetelo anyagot egymáshoz szorított meneParafa, expandálttekkel tekercselik. Nagyobb rétegvastagság-igényesetén több rétegben felhordva alkalmazzák. Az egyes rétegeket - szükség esetén - horganyzott dróttal rögzítik. Külso héjként - foképpen idojárástól védett helyen - textilkötelékezést, gipszhabarcsot használnak és mázolják. Tömloszigetelés során ko- vagy salakgyapotot töltenek textiltömlobe. A szigetelési technológia a kötél szigetelésévei megegyezo. Fonal- (fátyol-) szigetelést általában üvegszálból készítenek. Alkalmazásakor üvegfátyolt tekercselnek a védett felületre több rétegben. Rendszerint 4 cm-enként rögzítik a rétegeket horganyzott dróttal. A keményhéjalás alatt suru lyukú hálóval fokozzák a szigetelés állékonyságát. Nedvesség elleni szigetelésként borlemez burkolattal látják el. A szálasanyagok csoportjába tartoznak a salako, ko-, üveggyapotból készített matrac, tuzött paplan szigetelések. Ezeket meghatározott méretre elore gyártják, a helyszínen szabhatók. A matracokat kötésben helyezik fel a védett felületre és dróttal rögzítik. Nagy síkfelületeken a védett felületre hegesztett acéltüskékkel teszik állékonnyá a szigetelést. A külso héjalás lehet textilkötelékezés és dextrines kenés vagy - mechanikus védelem esetén -' fémhéjazat. Matrac és paplan hoszigetelo lemezek esetén a tömörödés (táskásodás) veszélye áll fenn. Az ömlesztett szigetelés esetében a védett felületet a szigetelés vastagságának megfelelo távolságban köpennyel veszik körül. A védett felület és a köpeny közötti térbe por alakú, szemcsés, rostos, szálas anyagot töltenek. Hátránya, hogy a megfelelo tömési suruség a helyszini munka minoségétol jelentosen függ, s fennáll a táskásodás veszélye. \ A fóliaszigetelés alapanyaga 7... 15 11m vastag 500 alumínium fólia. A fóliát vagy a védett felülettel koncentrikus rétegben, távolságtartók felhasználá• I kcal/mhOC=I,163 W/mK. sával hordják fel, vagy gyúrt állapotban helyezik el. A külso felületet eros lemezburkolattal védik. Az ALFOL szigetelésnek kedvez;o hotechnikai tuA szórási eljárás során leginkább azbeszt alaplajdonságai vannak, különösen mechanikus rezgé- anyagot használnak fel. Kötoanyaggal (emu1zióval) seknek áll ellen (közlekedési eszközök), és igen ked- rögzítik. Hézagmentes szigetelést ad, tetszoleges vezo a szigetelés felületegységre eso súlya. A hoszi- alakú felületre felhordható. Legismertebb technológetelés elkészítése nagy szakértelmet kíván. gia a Limpet-eljárás.
-- ---
000 •• •o., 0' o
000 •• 000 •• o•• o.00 ••••0oo000 0.00. o •o.· 0.0 00.
264
FUTÖBERENDEZÉSEK
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
6.11. IRODALOM
A 6.1. ponthoz: [1] Menyhdrt-Homonnayné: Központi futés. Mérnöki Továbbképzo Intézet, 4291. Budapest, Tankönyvkiadó, 1%4. [2] Melryhdrt-Homonnayné: Tömbkazánházak és hocserélo-berendezések. Mérnöki Továbbképzo Intézet, G87. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [3] Macskásy és szerzotársai: Központi futés 1. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [4] KOMFORT kazáncsalád ismertetoje. Budapesti Vegyipari Gépgyár. [5] MULTITEMP-HYDROTHERM kazáncsalád ismertetoje. [6] Magyar Épitoipari Katalógus. 6/1-6/2. kötet. Budapest, Építoipari Tájékoztatási Központ, 1970. [7] ÉTI kazánok ismertetoje. [8] ERKA kazánok ismertetoje. [9] Bassa G.: Olajtüzelésu ipari kazánok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. [10] Pribék P.: Olajtüzelés tervezése, kivitelezése, karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvki"adó, 1972. [11] Ölbrennertypen. Katalógus és kezelési utasítások. Nordborg, Danemark, Danfoss, 1966. [12] Heizöle. Shell Katalógus, 1964. [13] Hausen: Ölfeuerungen. Berlin-Heidelberg-NewYork, Springer Verlag, 1970. [14] Raznjevic. K.: Hotechnikai táblázatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [15] Popa, B. és szerzotársai: Ipari égok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1968. [16] Homonnay Gy.-né: Villamos futésu hotárolós kazánok. Épületgépészet. XX, 2. 41. (1971). [17] Hotárolós rendszeru villamosfutés és használati melegvízellátás. Tanulmány. BME.!. Épületgépészeti Tanszék, 1970. (Villamos Berendezés és Készülék Muvek megbízása.) [18] VDI Handbuch: Heizungstechnik. Düsseldorf, VDI Fachgruppe Heizung und Lüftung. (1964-tol folyamatosan.) A 6.2. ponthoz: [1] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. ll. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [2] Fekete-Merryhdrt: A légtechnika elméleti alapjai. 2. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [3] Hocserélok, tartályok. FUTÖBER gyártmánykatalógus. [4] Macskásy és szerzotársai: Központi futés. r. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [5] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch fül' Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [6] Rietschel-Raiss: Heiz- und Klirnatechnik. 15. neubearb.
Aufl. Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1970. [7] McAdams, W. H.: Heat transmission. New YorkToronto-London, McGraw-HiII, 1953.
A 6.3. ponthoz: [1] Arnold K.:. Épületgépész méretezési táblázatok. Buda· pest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [2] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. II. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1%3. [3] Hajdú lapradiátor. Hajdúsági Iparmuvek gyártmány· katalógus. [4] Hocserélok, tartályok. FUTÖBER gyártmánykatalógus. [5] Kalorikus berendezések. FUTÖBER gyártmánykatalógus. [6] Macskásy és szerzotársai: Központi futés. 1. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [7] Radiátorok és egyéb holeadók. Tervezési Segédlet, G-56. Budapest, Tervezésfejlesztési és Típustervero Intézet, 1972. [8] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [9] Rietschl-Raiss: Heiz- und Klimatechnik. 15. neubearb. Aufl. Bd. II. Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1970. A 6.4. ponthoz: [I] ten Bosch. M.: Gépelemek. Budapest, Muszaki Könyv· kiadó, 1957. [2] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. 1-11. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [3] Hirsch E.: Hoeromuvek csovezetékei, Budapest, Mu' szaki Könyvkiadó, 1959. [4] Homonnay Gy.-né: Távfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1965. [5] Kamenyev. P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszurdarsztvenoe Tzdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1959. [6] Macskásy-Merryhárt-Homonnayné: Központi futés. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1964. [7] Macskásy Á. és szerzotsai : Központi futés. 1. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [8] Marek-Juhász-Teller: Acélcso katalógus. Budapest, Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó, 1970. [9] Merryhdrt J.:. Melegvizfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1965. [10] Ory R.: Vegyipari csovezetékek. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [11] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézi. . könyve. 6. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963.
IRODALOM
12] Raiss. W.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1964. 13]Recknage/-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München, R. Oldenbourg, 1974/75. 14]Schwaigerer. S.: Rohrleitungen, Theorie und Praxis. Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1967. 15] Taub L.: Csovezetéki szabványok. Budapest, Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó, 1968. 16] Vörös1.: Gépelemek. 1. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. 17] Muszaki Eloírás futoberendezések méretezésére (ME 867). Budapest, Építésügyí Tájékoztatási Központ, 1967. 18] Szabvány jegyzék. Budapest, Magyar Szabványügyi Hivatal, 1974. 4 6.5. ponthoz: [1]
Rácz-Csörgits-Halász-Hunyár-Lázár-Schmidt:
Villamos hajtások. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. Villamos haj[2] Bederke-Ptassek-Rothenbac/t-Vaske: tásak és vezérlések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1973. [3] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [4] Bal/ai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. Futés- és légtechnika. Budapest, [5] Rietsche/-Raiss: Muszaki Könyvkiadó, 1964. [6]Petrov. L. P.: Villamos motorok önmuködo vezérlése. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1955. Irányítástechnika. Budapest, [7] Csordás-Jánoky-Orbán: Muszaki Könyvkiadó, 1961. Villamos [8] A/api-Asztalos-Bogdán--Höcher-Szita: forgógépek. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1960. [9]Gottschalk. H.: A villamos vezérléstechnika építoelemei. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [10] Fábry J.: Villamos berendezések biztonságtechnikája. Budapest, Táncsics Kíadó, 1968. [ll] MSZ 172 Érintésvédelmi Szabályzat [12] MSZ 1600 Biztonsági Szabályzat Erosáramú Villamos Berendezések Létesítésére 1000 V-ig. [13] Építoípari katalógus. Budapest, ÉTK, 1970.
A 6.6. pontJlOz: [1] Makku/t M.: Gépágyazások rezgéstani méretezése. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1974. [2] Makku/t M.: Gumirugók. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [3] Muttnyánszky Á.: A muszaki lengéstan elemei. Muegyetemi jegyzet. Budapest, 1946. [4]Muttnyánszky Á.: Kínematika és kinetíka. Budapest, Tankönyvkiadó, 1957. [5]Pattantyús Á. G.: Gépészeti lengéstan. Budapest, Akadémiai Kiadó, 1952.
265
[6]Major S.: Gép- és turbinaalapok
számítása és tervezése. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1956. [7]Rausch. E.: Maschienen Fundamente und andere dynamisch beanspruchte Baukonstruktion. Düsseldorf, VDIVerlag GmbH, 1959. Maschienen Funda[8] Sorge. E.: Schwingungstechnische mentierung. Berlin, Verlag Technik, 1952. [9]Gruber J. és szerzotársai: Ventillátorok. 3. jav. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1974.
A 6.7. ponthoz: [1] Fekete-Menyhárt: A légtechnika elméleti alapjai. 2. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [2] He/m L.: Ipari folyamatok muszerezése. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. méromuszerei és [3] Fa/tin. H.: A hoertergiagazdálkodás mérési eljárásai. Budapest, Nehézipari Könyvkiadó, 1953. kézikönyv. Budapest, [4] Egyedi L.: Épületgépészeti Muszaki Könyvkiadó, 1963. [5]Dümme/-Mü//er: Messen !Jnd Regein in der Heizungs-, Lüftungs- und Sanitartechnik. Berlin, VEB Verlag für Bauwesen,1968. [6] Reinders. H.: Die Heizölfeuerung. Düsseldorf, VOIVerlag, 1960. [7] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 7. kötet. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [8] Ballai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [9] Automatika elemek katalógusa. Muszer és irodagépértékesíto Vállalat kiadványa, 1967. Futés~ és légtechnika. Budapest, [10] Rietsche/-Raiss: Muszaki Könyvkiadó, 1964. [ll] Mohanov. V. 1.: Áramló mennyiségek mérése. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [12] Borgwardt. A.: A gázelemzés méréstechnikája. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [13] Ze/enka L.: Nem villamos mennyiségek villamos méromuszerei. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1959. Budapest, Muszaki [14] Szentmártony T.: Zajtalanítás. Könyvkiadó, 1963. [15] Drager-füstgázelemzo ismerteto. [16]Recknage/-~prenger: Taschenbuch für Heizung, Lüftung und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974.
A 6.8. ponthoz: [1] Oppe/t. W.: Ipari szabályozási folyamatok kézikönyve. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1.969. [2] Szotszkov. B. Sz.: Irányítástechnikai jeladók és relék. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. [3] Csák/-Bars: Automatika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1972.
266
FUTOBERENDEZÉSEK
[4] Recknage/-Sprenger: Taschenbuch für Heizung, Lüftung und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [5]Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [6]Dümmel-Müller: Messen und RegeIn in der Heizungs-, Lüftungs- und Sanitiirtechnik. Berlin, VEB Verlag fúr Bauwesen, 1968. [7] Csáki F.: Szabályozások dinamikája. Budapest, Akadémiai Kiadó, 1966. [8] Wolsey. W. H.: Die elektrische Heizungs- und KIiIRaregelung. Düsseldorf, VOI-Verlag, 1967. [9]Ballai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [10]Laber, W.: Gas, Wasser, Abwasser. Braunschweig, Schlesser Verlag, 1956. [11]Szilágyi L.: Gázipari kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1966. [12]Helm-Sallai-Sédy: Szemelvények a szabályozástechnikából. (Kézirat.) Budapest, Iparterv, 1966. [13]Dányi- Telkes: Szabályozó berendezések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. [14]Csordás-Jánoky-Orbán: Irányftástechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [15] Tervezési tájékoztató szabályozó szelepek kiválasztása. Összeállította: Sallai Gy. Budapest, Építéstudományi Intézet, 1966. [16]Samal E.: A gyakorlati szabályozás technika alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. [17] Samson gyártmányismert~tó. [18]Frede, W. E.: A szabályozás technika épftoelemei. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1966. [19] Automatika elemek katalógusa. Budapest, Muszer- és lrodagépértékesíto Vállalat, 1967. [20] Építóipari Katalógus.
SZERKEZETEI,
ANYAGAI
[21] Danfoss gyártmánykatalógus. [22]Tuszynski: Vegyipari muveletek önmuködo szabályozása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. Futés- és légtechnika. Budapest, [23] Rietschel-Raiss: Muszaki Könyvkiadó, 1964. [24] Billmann gyártmánykatalógus. [25] Geraszimov-Dudnyikov-Csisztjakov: Kazánberendezé. sek önmuködo szabályozása. Budapest, Nehézipari Könyvkiadó, 1952. [26]Menyhárt J.: Klímaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967.
A 6.9. ponthoz: [1]Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézi· könyve. 2. köt. Ill. fejezet: Lipovetz I.: Általános és fizikai kémia. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,
1961.
[2]Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. 1. köt. IV. fejezet: Bdcskay Gy.: Korrózió. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [3] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 2. köt. Ill. fejezet: Fekete L.: Elektrokémia. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [4]Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 2. köt. Ill. fejezet: Lipovetz I.: Szervetlen kémia. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961.
A 6.10. ponthoz: [1]Macskásy és szerzotársai: Tankönyvkiadó,
Központi
futés 1. Budapest,
1971.
[2] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung, Lüf. tung, Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974.
, 7. Egyedi futések Szel2O: HOMONNAY GYÖRGYNÉ DR.
Lektor: Bodnár Ferenc
Egyedi a futés akkor, ha a futendo helyiségbe szállított kémiai vagy villamos energiát magában a helyiségben alakítjuk át hoenergiává. Hoenergia formájában hoszállítás tehát nincs. Napjainkban a központi futés, sot sok helyen csak a távfutés felel meg korunk levegotisztasági-urbanizációs-higiéniai-civilizációs követelményeinek, azonban az egyedi futés is megtartja létjogosultságát egyszerusége, kis beruházási és fenntartási költsége miatt. Áthidaló megoldásként és kiegészíto futésként minden körülmények között alkalmazható. Az egyedi futések tárgyalására több osztályozási módszer kínálkozik : - az alkalmazott energiahordozó szerint;
l
- az üzemmód szerint (folyamatos vagy tárolós futés); - a holeadás módja szerint (döntoen konvekciós vagy döntoen sugárzó futés). Az alkalmazott energiahordozó a legdöntobb, hiszen az egyedi futés definíciójából következik, hogy a helyiségbe kémiai vagy villamos energiát szállítunk, és ezt a futoberendezésben alakítjuk át hoenergiává. A berendezés lényege tehát az energiahordozó helyi átalakítása. A kémiai energiát hordozhatja szilárd, folyékony és gáznemu tüzeloanyag. Tárgyalásuk alapjául tehát ezt a felosztást választjuk, és minden egyes alkalommal kitérünk az üzemmódra és a holeadás módjára.
7.1. Szilárd tüzeloanyaggal muködo kályhák 7.1.1. Kandallók
Mindezen kívánalmaknak kályhák tesznek eleget.
leginkább a cserép-
A kandalló egyike a legrégibb futoberendezések nek.A holeadás módja döntoen sugárzó, a berendezés hatásfoka mindössze 20... 30%. Teljesítménye 3,5...4,7 kW/m2 (3000... 4000 kcaljhm2) a kandallónyílás felületére vonatkoztatva. Magyarországon több középkori vár kandalló ja maradt fenn, közülük a legszebb Siklóson és Sárospatakon (7-1. ábra).
7.1.2. Kályhák A kályhákkal szemben támasztott követelmények a következok: - egyszeru kezelhetoség; - egészségügyi követelmények: tiszta üzem, egyenletes helyiség-homérséklet, nem túl magas felületi homérséklet; - jó hatásfokú, lehetoleg szabályozható tüzelés.
7-1. ábra. Kandalló
mozódott ho huzamos ideig futi a helyiséget. Holeadás, W 800m2 7-2. Cserépkályha ban,EGYEDI az ajtót FUTÉSEK Iekályhától kell zárni.abban A kályha fe tér ábra. el,falaiban hogy ebben külön ham I Ma~SÚfo Csempcméret 19x21 cm=0,0399 m2 tájékoztat. tág határok között és sok fokozatban lehet változtajagek cserépkályhák tatni. alkotja ezen begyújtása van, Fatüzeléses futése keresztül A rostélya a beépített hasáb elotérbol, után cserépkályha. áramlik méretezésérol nincs. egyes az cserépkályhák ajtót folyosóról A be oldalait, tüzeloanyag az nyitva Rendszerint égéshez a 7-1. a futheto egy, kell futofelületet és szükséges ill. berakása hagyni, 7-2. csak kályhákkal több táblázat egyajhelyilevemert és igen go. ha is séget megoldható hasáb Miután is füthetnek alakú, a fa(7-5. és leégett (7-4. attól ábra). ábra). és függoen, csak A csempeméretekrol Reprezentatív hogyvan hány a helyisékályhácsempe és a Széntüzelésu cserépkályha. Aparázs fatüzelésu 268hm2
atú kályi és holeadása ányos k
felület, m2 Fúto-
6002230 1760 1120 Holeadás, kcaljh 4260 4010 4590 144 3760 3230 5000 4450 4090 3060 3830 3570 4110 112 2490 3130 3320 3560 96 2540 2900 91 3680 84 2460 1680 2240 2810 1920 1440 60 2340 2680 2000 2300 2300 4510 3880 84 2140 2560 2010 2460 2980 1840 1500 1720 1290 54 2080 1560 1340 1150 1790 1540 48 40 1280 1490 960 4880 3660 5680 3790 4340 3260 5050 3450 5340 4300 135 3560 3340 4750 2870 120 128 120 3120 4150 112 3530 2740 2900 2350 3640 104 2180 3380 4280 2610 1960 2110 3270 1680 2680 3120 80 96 63 72 2860 1510 77 1340 56 153 136 98 3860 98 70 88 Elfoglalt alapterület, 2,79 0,27 2,24 5,75 5,39 5,11 4,47 3,35 2,39 3,51 2,87 2,51 3,19 3,83 1,53 3,07 0,181 2,16 1,92 1,60 6,11 0,57 1,89 5,43 0,665 = 0,631 1,68 0,95 0,95 X =0,428 =0,452 0,542 1,89 0,855xO,57=0,4851,68 4,80 0,406 0,433 1,47 0,76 x0,475 =0,361 3,91 3,68 1,68 0,217 0,475XO,38=0,181 1,26 1,47 0,144 0,38xO,38=0,144 1,65 0,855 =0,406 4,15 0,76XO,57=0,433 0,76 X0,475 0,38 0,289 1,68 0,76XO,475 0,76XO,38=0,289 0,51 xO,38=0,217 1,26 0,316 0,51 =0,27 11,47 ,47 1,26 =0,631 1,47 0,665XO,475=0,3161,47 szama, hm2
I "'"Wim' I '~Wlm'kcal
I
kcal-I
SZILÁRD TÜZELOANYAGGAL
MUKODO
269
KÁLYHÁK
~rostély van. Üzem közben a töltoajtó zárva van, ~a hamuajtón keresztül jut a levego az égés helyé-
"
II
I L 1
I
Koksztüzelésu cserépkályha (Thermokoksz). A rentüzelésutol abban különbözik, hogy nagyobb ~revan a tüzeloanyag befogadására, és ennek a térek a felso végén (kb. a kályha közepén) van a töltojtó. A tüzelotér alján található a hamuajtóval egyeépített tuzszító ajtó. A cserépkályhákat falvastagság szerint is osztá{ozhatjuk. Eszerint nehéz, középnehéz és könnyu serépkályhák vannak. Hordozbatócserépkályha. A 7-6. ábra hordozató, szállítható cserépkályhát szemléltet. Általában kis és közepes teljesítményu kályhák készülnek lyen kivitelben. Legtöbbször folytonégok. Az ajtók, zabályozó- és tüzeloszerkezetek, rostélyok gyakoratilag ugyanolyanok, mint a vaskályhákban.
Csempeméret 2t
-::W/m'
Futo1 \ 930Wim'
800I
kcal
r--
"
"
,
;
"
,
I
,
I
, , ,
I ' '
O
Termá/it hÖszigeteres 7-4. ábra. Két helyiséget futo cserépkályha
7-2. táblázat. Cserépkályhák méretei és holeadása felület, m' Futo-Elfoglalt m 600I alapterület, Holeadás, kcal/h 40 Magasság, 2820 80 5160 2820 70 2100 60 4190 2540 72 2220 2420 1410 1610 1210 1910 63 2710 2260 1900 3860 3100 5070 3440 4590 5240 3950 144 112 98 3760 3230 4500 3940 6000 3390 5450 6360 6370 5480 128 5400 6160 4630 7170 120 2460 2120 3280 4220 3660 4880 3630 5620 3140 2180 5810 3380 4500 2240 1690 1930 1450 1810 48 2960 2630 1960 2330 3940 3620 1690 1630 84 56 54 3200 4250 3660 2750 91 4130 2540 3550 2660 84 2960 112 4750 4780 4510 4080 4110 3870 136 98 153 120 104 4830 4360 77 II 0,945 2900 96 3380 3110 96 0,265 2540 6760 0,386 0,331 4,08 4,94 0,496 3,02 7,71 6,05 3,63 2,02 ,42xO,42=0,176 2180 4,84 0,176 2,82 4,59 4,44 7,26 =0,529 1,92 5,64 6,80 1,92 3,53 5,24 11,92 ,92 2,42 3,18 1,20 0,63 XO,42=0,265 3,88 2,72 1,44 1,44 0,63XO,525=0,331 0,85xO,42=0,353 121,92 ,68 4,23 1m' ,68 0,525 =0,496 1,68 1,05XO,735 1,05xO,525=0,551 6,85 6,45 0,84 0,63 =0,770 0,529 1,68 ,16 1,05xO,735=0,771 0,945 1,68 =0,595 1,05XO,525=0,551 1,05 0,660 1,92 0,42 = 0,353 1,44 szarna, Holeadás, W 0,525 0,221 0,84 0,441 1,68 0,735 0,388 I XX 2,16 2820 hml hm2 1870II kcal
__
"
x24 cm =0,0504m'
270
1
EGYEDI FUTÉSEK B~
1
r
: ... :
r
VI
8
V
r:
,;
..
~ glMfTSZET
A~
t
.
36 ~IVMfTSZET
\
.3
r
IV II!
//1METSZET
~
bJ
aj
ej
7-3. ábra. Széntuzelésu, 3 füstjáratos cserépkályha
metszetei
1 hamutér; 2 tuztér; 3 elso füstjárat, felégo; 4 beégo; 5 második
füstjárat. bukó; 6 átégö; 7 harmadik füstjárat, emelkedo; 8 cserép; 9 samott-tégla; 1... VI metszetek aj A metszet; bJ B metszet; ej vízszintes metszetek
A kályhák fajlagos futoteljesítménye : vasbetét nélküli kályha (falvastagsága >65 mm) 2300 W/m2 (2000 kcalfm2h); vasbetét nélküli kályha (falvastagsága <65 mm) 2900 W/m2 (2500 kcalfm2h); //'/'//
aj
vasbetétes kályha 4600 W/m2 (4000 kcalfm2h). A folytonégo kályhák névleges teljesítményük 50%-ával túlterhelhetok. Teljesítményminimum a névleges teljesítmény 25%-a. A hatásfok átlagos teljesítmény esetén mintegy 70%. Kémények. A cserépkályhák huzatigénye 15... 40 Pa (1,5.. .4,0 kp/m2). A minimális kéménykeresztmetszet: 14X 14 cm, 2 kályha, együttes névleges teljesítmény legfeljebb 17 500 W (15 000 kcalfh); 14x20 cm, 4 kályha, együttes névleges teljesítmény 11 500... 29000 W (10 000 ... 25000 kcaljh); 20X20 cm, 5... 8 kályha, együttes névleges teljesítmény 23 000... 46 000 W (20 000... 40 000 kcaljh).
b)
e) 7-5. ábra. Folyosóról futhetó cserépkályha aj elölnézet; bJ oldalnézet; ej felülnézet (falmetszetben)
7-6. ábra. Hordozható
cserépkályha
SZILÁRD TuZELÖANY
AGGAL MUKÖDO
7.1.2.2. VaskáIyhák Acéllemez vagy öntöttvas köpenyu, belülrol sa[lottal bélelt kályhák. Nincs hotároló képességük. ;yorsan felfuthetok, felfutés után hamar meleget ,dnak, de ugyanolyan gyorsan ki is hulnek. Felületi lomérsékletük rendszerint 100 °G-nál magasabb, trni azzal a hátránnyal jár, hogy a levegoben levo )ort megpörkölik. Megkülönböztetünk egy- és kétaknás kályhákat. \.zegyaknás kályha felso égésu. A füstgáz a kályhálan levo egész tüzeloanyag-rétegen áthalad, mielott I kéménybe jut. A kályha lehet kör alakú vagy négyzögletes. A 7·7. ábrán egyaknás négyszögletes vas~ályhátláthatunk. Egy ajtót épitenek a tüzeloanyag letöltésére, egy másikat lent a tisztitáshoz, a salako, n. hamukivételhez. A kéménycsatlakozás elé a 'üstcsonkba csappantyút illesztenek be, amivel a ~émény huzatát lehet szabályozni. A vaskályhák mzatszükséglete 10... 30 Pa (1...3 kp/m2), ami áltaában 4 ... 5 m magas kéménnyel érheto el. A kétaknás kályha alsó égésu, itt a levego, ill. füstgáznem halad át a kályhában levo egész tüzelomyag-mennyiségen. Az egyik aknában a tüzelomyag van, a másikon keresztül távoznak a füstgázok. A kályhában levo tüzeloanyag-mennyiségnek csak az alsó, k~zvetlenül a rostélyon levo rétege izzik.Az izzás, ill. az égéstermékek keletkezésének helyéreis kell levegot juttatni. Ez a töltoajtó nyilásánvagy a kályha oldalán keresztül lehetséges. Kétaknáskályha metszete látható a 7-8. ábrán. A 7-9., 7·10. és 7-11. ábrán néhány jelenleg forgalomban levokályha és jellemzoi láthatók.
Különleges tipusú vaskályha a folytonégo ún. amerikai kályha, amelyet öntöttvasból készitenek, samottfalazás nélkül. Fajlagos névleges teljesitménye mintegy 3500 W/m2 (3000 kcaljm2h), hatásfoka 80%.
7-8. ábra. Kétaknás négyszögletes vaskályha 1 tuztér; 2 rostély: 3 hamutálca; 4 tüzelöanyag-töltö ajtó: 5 salak-hamu ajtó: 6 Cilstgáz- (huzat-) szabályozó csappantyú: 7 füstcsonk, 8 tüzeloanyag-akna: 9 második akna, távozó füstgázok
•
I I
I
271
KÁL YHÁK
11 '6
I I
1,
I I
12 7-9. ábra. Super Kalor vaskályha
J állás
!
_,uj. + . , !
7-7. ábra. Egyaknás négyszögletes vaskályha 1tilztér:2 rostély: 3 hamutálca: -4 tüzeloanyag-töltö ajtó: 5 salak-hamu ajtó; 6 füstláz- (huzat-) szabályozó csappantyú; 7 füstcsonk
Mii.szal
44
46
Mapaság. mm Szélesség, mm Mélység, mm Füstcs6-középmapaság, mm FütMelOlet, m" Holeadás, W kcal/h Füthet6 helyiségtérCogat, m' Súly, kP Füstca6nyúlváoy átméroje, mm
91S
915 344 279
30S
234 730 I 46S0
730 1,25
S800
4000 60... 100 80
sooo 60 .•• 120
10S
118
85
EGYEDI FUTÉSEK
272
7.1.2.3. Vaskályba mesterséges légárammal
7-10. ábra. Record 300 vaskályha Muszaki adatok Magasság. mm Szélesség, mm Mélység,mm Futofelület, m' Holeadá., W kcal/h Futheto helyiségtérfogat, m' Súly, kp Füstcsonyúlvány átméroje, mm
1030 620 510 2,75 8150 7000 300 272 132
A vaskályhák különleges típusa az "Exp heating" kályha. Ez kívül bordázott felületu v, kályha, acéllemez köpennyel ellátva. A kályha és köpeny között képzodött zárt téren a kályha hátsó alsó részén elhelyezett csavarventilIátor levegi nyom keresztül. A bordákkal megnövelt felület II hetové teszi, hogy a levego kelloképpen felmele. jék. A meleg levego a kályha tetején elhelyezett, el fordítható kifúvónyíláson va~y légcsatornán keresz· tül jut a futendo helyiségbe. Altalában nagy termek-! ben (üzletek eladótere, kávéházak, ipari csarnokok stb.) alkalmazzák. Ideiglenes futésre, készülo épü· letek szárítására, továbbá a mezogazdaságban hasz· nálják a tuzlégkalorifert (7-12. ábra), amelynek bordázott öntöttvas kályháját épített burkolatban állít· ják fel. Ma már inkább olajtüzelésu változata hasz· nálatos.
Futött
helyisig levegoje
7-11. ábra. Karancs 150 vaskályha Muszaki adatok Magasság, mm Szélesség, mm Mélység,mm Fúslcso-középmagasság, mm Futöfelület, m' Holeadás, W kcaJ/h Futött helyiségtérfogat, m' Súly. kp Fústcsonyúlvány átméroje, mm
822 548 459 683 1,5 7000 6000 90 ••• 120 130 118
800 ---1I! t"s.f17-12. ábra. Z-típusú túzlégkalorifer
SZILÁRD
TUZELÖANY AGGAL MUKÖDÖ
7.1.2.4. Kálybák méretezése, kiválasztása A hoveszteség~számitás során a p6tlékolás igen :nyeges. Kályhafutés esetén ugyanis a futés általá,an szakaszos, nagy a felfutési p6tlék, és számitani ell a futetlen szomszédos helyiségek hatására is. stacionárius állapot nem áll be, ezért szabatos loveszteség-számitás nem is végezheto. A kályhá:at katal6gusadatok alapján választjuk ki. Amenylyiben ilyen nem állna rendelkezésre, tájékoztat6 1.
adatul lével a
tká
273
KÁL YHÁK
kályhafelület-homérséklet figyelembevéte-
összefüggéssei számolhatunk, ahol Q a kályhával p6t1and6 hoveszteség; A a kályha felülete, m2; ex hoátadási tényezo a kályha felületén W/m2K (kcalfm2 hOC) (1.az 1.2.3. és 1.3.10. pontokat); tbel a futendo helyiség homérséklete, oC.
7.2. Olajkályhák Az olajtüzelés az ut6bbi években nagymértékben ~lterjedt. Lényegesen tisztább, kényelmesebb, egyizerubb, mint a szilárd tüzeloanyaggal val6 futés. ~ kályhák olajellátása szerint megkülönböztetünk :artályos, valamint központi ellátású olajkályháka t.
Szelloztetendo, szárítand6 félkész épületekben alkalmazzák. Teljesitménye mintegy 35 000 W (30000 kcaljh). Ugyancsak az épitoipar átmeneti futési problémáinak megoldására, mezogazdasági létesitmények, raktárak, csarnokok futésére alkalmas az olajtüzelésu ipari holégfúvó (7-20. ábra, 7-3. táblázat).
7.2.1. TartáIyos olajkáIyhák Néhány hazai tartályos olaj kályha kiviteli formáját és adatait a 7-13... 7-18. ábrán láthatjuk. Egyszerumegoldást szemléltet a 7-19. ábra, ahol az olajtartály egyidejuleg olajégo is. A füstgázok a futendo térbe jutnak. Egy részüket az égokre visszavezetik.
7.2.2. Központi olajellátás Az épületben levo valamennyi olajkályhának egy közös tartálya van, amelyet elhelyezhetnek a andbe süllyesztve pincében, fóldszinten vagy a padláson.
7-14. ábra. Mekalor 2500 típusú olaj kályha
7-13. ábra. Minikalor típusú olajkályha Muszaki
Muszaki
adatok
Höleadás, W kcallh Olajfogyasztás, max. I/h Hatásfok, % Ffithetö helyiségtérfogat, Huzatigény , Pa
2900 2500
m'
kp/m'
20 Az épületgépészet
0,33 84 30 •••40 8 .•• 14 0,8 ••. 1,4
kézikönyve
adatok
W kcal/h Olajfogyasztás, max. I/h Hatásfok, % Fiítheto he1yiségtérfogat, Huzatigény, Pa
2900 2500
Holeadás,
kp/m'
m'
0,3 85 30 •••40 8 .•• 15 0,8 •••1,5
274
EGYEDI FUTÉSEK
7-15. ábra. Mekalor 622fB tipusú olaj kályha Mi1szaki adatok Holeadás,
W kcal/h OlajfollYasztás, max. Ilh Hatásfol<, % Fútheto heJyiségtérfogat, m' Huzatigény, Pa
kp/Dl'
7000 6000 0,84 80 75 ..• 120 15 ... 20 1,5 •.. 2
7-16. ábra. Mekalor 73 tlpusú olaj kályha Holeadás,
tp/m'
7500-2
tipusú olajkályha
7550 6500 0,93
82 m'
Holeadás,
W kcal/h OlajfollYasztás, max. Hatásfok,%
8700 7500
Ilh
Fútheto helyiségtérfogat, Huzatigény, Pa
m'
kp/m'
1,04 83 100 140 15 20 1,5 ..• 2
7-18. ábra. Mekalor 1022 tiPllSú olajkályha
Mi1szaki adaJok W kcal/h OIajfOllYa8Ztás, max. IIh Hatásfok, % Ftitheto helyiségtérfogat, Huzatilény, pa
7-17. ábra. Mekalor Mi1szaki adatok
80 •••130 4 •••20
0,4 •••2
Müszaki adatok Holeadás, W kcal/h OlajfollYuztás, max.llh Hatásfok, % Ftitheto holyiségtérfogat, Huzatilény, Pa
tp/Dll
11 600 10000 1,4 80 m'
120..."0 15 •••20
1,5••.2
275
OLAJKÁLYHÁK
-955 aj ábra. Egyszeru olajkályha füstgázelvezetés nélkül
r-19.
bJ
7-20. ábra.
Ipari olajkályha
7-3. táblázat. OTR-71 leJlemzok
410 290 70000 15000 17500 2581000 70000 15000 Maximális 5500 86,9 250 50 Iholeadás, I 40 ...W 50 IPa mása, dése, oC m6oye,kW homérsékleten, mS/h t6o,%
O/ajká/yha
Minimális holeadás, W Súly, kp homérséklet-emelkekp/ml Levego Szá1litott légmennyiség, kcal/h 60 Füstgáz-homérséklet, Ventillátor Kilépo légáram névleges statikus oC teljesitnyo-oCesekcal/h Hatásfok max. holeadás Feszültség, V
Nyomósszabó/I/ozó
központi olajellátása
7.3. Gázkályhák A gáztüzelésu egyedi futóberendezéseket a 30.6.5. pont tárgyalja.
20'
mesterséges
légárammal
(höJégfúvó, OTR-71 tipus) aj nézet; bJ méretek
~ olaj szivattyúzással vagy gravitációsan jut az )lajkályhákhoz (7-21. ábra). Minden kályha el5tt )1ajnyomás~szabályozó szükséges. Az olajvezetékek ) vagy 8 mm átméroju rézcsövek.
7-21. ábra. Olajkályhák
1. -650
típusú ipari hiilégfúv6 adatai
I
OTR-71/A Tipus OTR-7J/B
290 17500 II 540 87 ...81000 50400 3X380/220 I 0,75 I
1,
I
3X380/220 1,5
276
EGYEDI FUTÉSEK
7.4. Villamos fíítésu kályhák A villamos futésseI a fogyasztó korszeru, higiénikus hoellátást kap. Elonyei: - nem szennyezi a levegot; - elmarad a tüzeloanyag és az égési maradék szállitása ; - nincs szükség tüzeloanyag-tároló helyre; - nincs szükség égéstermék-elvezetésre ; - a fogyasztott futoenergia mérheto; - a futoteljesítmény jól szabályozható. Korunkban, az urbanizáció és környezetvédelem fejlodésével a felsorolt tényezok sürgetoen szükségessé váltak.
7.4.1. Hotárolós villamos fiítésií kályhák A hotárolós villamos kályhák szerkezeti felépítésük szerint különfélék. A hotároló cserépkályha (7-22. ábra) csak a burkolaton, felületen keresztül közli a hot a környezettel. Ez a típus tulajdonképpen cserépkályha, viszonylag gyenge hoszigetelésseI. A kályha felületén adja le a tárolt hot, lassan és megközdítoen egyenletesen. Légcsatornás tárolókályha természetes konvekcióval. A hoátadás részben a kályha felületén, részben a hotároló magba beépített légcsatornán keresztül megy végbe. A légcsatornában keletkezett kéményhatással a hoátadás fokozható. A légcsatornát kézi
vagy önmuködo szabályozóval nyitják és zárják (7-23. ábra). Ventillátoros tárolókályha. A ho túlnyomórészt a légcsatornán keresztül, a beépített ventilIátorral létrehozott kényszeráramlás hatására adódik át, és csak igen kis mértékben a külso felületen (7-24. ábra). A háromféle kályha jellegzetességeit a 74. táblázat foglalja össze. Hazánkban e könyv, kéziratának készítésekor egyféle hotárolós villamos kályhát gyártanak kis darabszámban. A kályhát a Villamos Berendezés és Készülék Muvek állitja elo. Programjába vette korszeru villamos hotároló helyiségfuto készülékek kifejlesztését és gyártását is. A kis sorozatban gyártott, KH-22/A jelu kályha hotároló magja magnezit idomtéglákból áll. Kifejlesztésekorfontos szempont volt, hogy a kályhát készre szerelve egyegységben lehessen szállitani. Ehhez nagy teherbírású vasszerkezet kellett. Az akkor rendelkezésre álló hoszigetelo anyag és vasszerkezet miatt a kályha meglehetosen terjedelmes. Az eddigi értelmezésben egyedi tároló& megoldásnak számít a villamos padlójutés és a villamos fa/futés is. Itt magának az épületnek a hotároló képességét használjuk ki, külön tárol6közeg beépítésére nincs szükség. A padló- és fa1futés azzal a nagy elonnyel jár (különösen igényes építtetok számára), hogy a futotest láthatatlan. Ezenkívül igen kellemes közérzetet ad, úgyhogy szélesebb köru elterjedésével számolhatunk. A padlófutés költségeit olyan mértékben kell csökkenteni, hogy az a többi futési móddal versenyképes legyen.
7-23. ábra. Hotárolós 7-22. ábra. Hotárolós
villamos fútésu cserépkályha
villamos fútésu kályha természetes légáramlással
VILLAMOS
277
FUTÉSU KÁL YHÁK
7-4. táblázat. Hotárolós villamos futésu kálybák összehasonlítása Cserépkályha (7-22. ábra)
-
-
>
á1 .~ ., 0: E :g 'e:~5cn ,..10:
Természetes
Kényszeráramlású kályha (7-24. ábra)
légáramlású kályha (7-23. ábra)
A hot oC-os. kizárólag a le. felületen kefokozására termosztát által vematikus. A holeadás termoszresztül AAIfelhalmozott felület 60 ... 80 épített légcsatornán (csappanEgész nap használt lakószobák resztül tyú nyitásával). adja le. Pótlólag A légcirkuláció levegot Aadja holeadás közepes nem, apontosan konvektív jól szigetelt. Hot csak addig adho- sen ott, ahol a hoigény lehet áramoltatni kályhába A hot nagyrészt A sugárzó aaazonban felületen holeadás kenagysága az éjjel felület holeadása csekély, mivel leadás akíván kályhán keresztül fújt levego segítségével. A kályhafelfútés félig vagy teljesen autole, táttal amíg abeventillátor szabályozható muködik A felfútés félig vagy teljesen autoMinden helyiség, egész Aenergiától felfutés félig vagy teljesen autofügg. holeadás Majdnem kizárólag konvektív I amely matikus. A holeadás nem Általábanjelentosen míndenütt, napos folyásolható nem és befolyásolható egyenletes fútést messzemenoen befolyásolható ingadozhat Iutólag
de különö-
sugárzók családja. Ezek a futotestek hordozható ki-
7·24. ábra. Hotárolós
villamos futésu kályha kényszeráramlással
7.4.2. Közvetlen villamos fütótestek
vitelben emyovel, falra, mennyezetre szerelheto formában készülnek. A közvetlen egyedi futések közül a sugárzó tapétafutés érdemel említést. A tapétafutés egyik típusa a szigeteloszálakból (pl. azbeszt) szott szövet, amelyben ellenálláshuzal van. A másik típus nyomtatott áramkörös lapokból áll, amelyekre szigetelo fóliát ragasztanak. Mindkettovel kapcsolatban meg kell oldani az érintésvédelmet. A második változat javíthatÓbb, egyszerubb. A tapétafutés nagy elonye, hogy bekapcsolásakor rövid ido alatt felmelegszik, a szobában tartózkodó személy néhány másodperc múlva érzékeli a sugárzást. Konvekciós futotestek. A villamos futésu konvekciós berendezések többféle kivitelben készülnek. A sugárzó futésekhez képest csökkentett felületi teljesítménnyel muködnek, természetes vagy mesterséges konvekcióval.
A természetes konvekcióval muködó berendezésekben a futoszálak kerámia töltoanyagban helyezkedI""•.•..•..,1
Sugárzó futotestek. A villamos futésu egyedi sugárzó futoberendezéseket általánosságban hosugárzónak nevezzük. Ezek közül legelterjedtebbek a következok: Ellenálláshuzal-futótest, parabolikus tükörfelületben (1,0-4,0 kW teljesítménnyel) (7-25. ábra). Foleg kisebb helyiségek (fürdoszoba, W. C.) futésére alkalmazzák. A hosugárzók másik formája a különféle infra-
7-25. ábra. Villamos hosugárzó 1 parabolikus reftektor; 2 flitötest
278
EGYEDI FUTÉSEK
nek el. Külso holeadó felületük vas-, egyéb fémvagy porcelán burkolatú. Ilyen célra radiátor is felhasználható vízzel vagy olaijal töltve. (Az alsó közcsavar helyére rögzítik az alsó részbe benyúló fiitopatront, amely két- vagy háromfokozatú.) Ilyen jellegu fiitéseket alkalmaznak pl. templomok padjaiban. Mesterséges konvekcióval muködó berendezés a villamos fiitésu termoventillátor (7-26. ábra). Általában keresztáramú ventillátorral és négyzet alakú, bordázott csöves futotesttel készítik. Magyarországon 1,0 és 2,0 kW teljesítménnyel kapható. Peltier-elemek. Külön említést érdemel korunk egyik legkorszerubb és legeloremutatóbb hoellátási módja, a hoszivattyús elven muködo Peltier-elemek felhasználása. Ezekkel ugyanis elvileg a téli futést
7-26. ábra. Villamos futotest kényszeráramlással ventillátor)
(termo-
és a nyári hutést együttesen lehetne megoldani. Különösen jármuvek, hajók, büfékocsik kondícionálására és futésére alkalmas, de az USA-ban számos irodaház futését is ezzel oldották meg. A Peltierelemek hazai gyártásával a Villamosipari Kutató Intézet Félvezeto Laboratóriuma foglalkozik. Villamos futés mint kiegészíto futés. A villamos futések különleges alkalmazási területe a kiegészíto futés. Éghajlatunk sajátosságai miatt az ún. méretezési külso homérséklet igen ritkán fordul elo, és a manapság egyre nagyobb méretekben épülo távfutéseket (1. a ll. fejezetet) nem célszeru ilyen ritkán eloforduló csúcsteljesítményre méretezni. A futési idénynek legalább a felében kihasználható teljesítményre kellene méretezni a távfutést, és a csúcshoigényt egyedi villamos futéssei lehetne fedezni. Ez azzal a további rendkívüli elonnyel járna, hogya lakók egyéni igényeik szerint és saját költségükre befuthetnek, amikor még vagy már a távfutés nem muködik, vagy ráfuthetnek, ha a távfutés nem ad számukra megfelelo belso homérsékletet. További elony, hogy ily módon nem szükséges a távfutést a leghátrányosabb helyzetben levo és esetleg legigényesebb lakó szükséglete szerint üzemeltetni, hiszen mindenkinek lehetosége van a futést meg- i feleloen fokozni. Az alkalmazott kiegészíto villamos futés teljesítményét az adottságoktól függoen mindenkor optimumszámítással kell megállapítani.
7.5. IRODALOM
[1] Muvészeti Lexikon (F ... K). (Foszerk.: Zádor A. és Genthon 1.) Budapest, Akadémiai Kiadó, 1966. [2] Rietschel-Raiss: Futés- és légtechnika. 14. jav. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó; 1964. [3] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965.
[4] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974/75. [5] Nehézipari Minisztérium Gyártmánykatalógus-gyujteménye. Budapest, 1971. [6] Magyar Építoipari Katalógus. Épületgépészet. Budapest, ÉTK, 1969-tol folyamatosan.
8. Melegvíz-futések ...
Szerzo: DR. MENVHÁRT JÓZSEF Lektor: Mészáros Ferenc
Minden központi futoberendezésben szükség van olyan közegre, amely a termelt hot a holeadókhoz szállítja. A melegvíz-futoberendezésekben a hohordozó közeg a víz. A vizet nagy fajhoje teszi alkalmassá a ho szállítására. A víz surusége a homérséklet emelkedéséveI jelentosen csökken, ezt a tulajdonságát használjuk fel a gravitációs melegvíz-futoberendezésekben. A víz e két tulajdonságának köszönheto a melegvíz-futés rendkívül nagy térhódítása. Egyéb elonyei: - a futotestekhez szállítandó ho a vízhomérséklet változtatásával könnyen szabályozható. A melegvíz-futoberendezésekben a hohordozó homérséklete max. lIO oC; - a melegvíz-futóberendezésekben a holeadók felületi homérséklete alacsonyabb, ami egészségi és biztonsági okokból elonyös; - a vízfutésu rendszerekben nagy a tárolt homennyiség, leállás után is sokáig melegen tartja a futendo helyiséget ; - a melegvíz-futoberendezések kezelése egyszeru. A melegvíz-futés hátrányai: - nagy a rendszer tehetetlensége, hosszú a felfutési ido;
- a melegvíz-futoberendezéseket óvni kell a befagyástóI. Melegvíz-futések osztályozása. Ha a hoenergia szállítására a lehulésbol és felmelegedésbol származó sUfUségkülönbséget hasznosítjuk, gravitációs jutésrol, ha külso energiát (pl. szivattyúmunkát) használunk fel, akkor szivattyús juiésrol beszélünk. Az osztályozás másik alapja a futési rendszer nyitott vagy zárt kialakítása. Ha a csorendszer az atmoszférával érintkezik, a jutorendszer nyitott, ha attól elzártan, nyomás alatt áll, akkor zárt. Osztályozhatjuk a futoberendezéseket az elosztó csovezeték elrendezése szerint is; eszerint van alsó elosztású,felso elosztású és közbenso elosztású rendszer. A csohálózat kialakítása szerint, ha a futotestekhez külön eloremeno és külön visszatéro vezeték csatlakozik, kétcsöves jutésrol, ha közös az eloremeno és a visszatéro vezeték, egycsöves jutésrol beszélünk. A holeadás módja szerint beszélhetünk konvekciós vagy sugárzó futésrol, figyelemmel arra, hogyafutotestek a helyiséggel hojüket legnagyobbrészt hogyan közlik.
8.1. Gravitációs melegvíz-fútések A meleg viz cirkuláció jának fenntartásához szükségesero gravitációs futés esetén a meleg és a lehult vízoszlopok suruségkülönbsége folytán keletkezo felhajtóero. Ez teszi lehetové a hohordozó áramlásáb61adódó ellenállás legyozését. A gravitációs melegvíz-futoberendezés elonyei: - külso energiát nem használ fel, így üzemének villamosenergiaköltsége nincs, s az ellátó hálózatok üzemétol, zavarai tóI független; - nincsenek a rendszerben könnyen meghibásodó mozgó szerkezeti elemek, így karbantartása egyszeru;
- igénytelen berendezés, állandó felügyelet nem szükséges. Hátrányai: - a rendszerben keletkezo felhajtóero kicsi, így viszonylag nagy átméroju csohálózat szükséges, és csohálózatát pontosan kell méretezni; - a felfutés hosszadalmas, sot a nem kello gondossággal méretezett hálózatban indulási zavarok állhatnak elo. A felsorolt elonyök és hátrányok ismeretében alkalmazása elsosorban kis alapterületu, kis kiterjedésu magas épületekben (foleg lakó- és középületekben) elonyös.
280
MELEOVÍZ-FUTÉSEK
8.1.1. Alsó elosztású gravitációs melegvíz.fíítések Általánosságban azokat a futoberendezéseket nevezzük alsó elosztású rendszereknek, amelyek elosztóvezetékei a kazán felett és a legalsó futotestek alatt haladnak (8-1. ábra). A rendszerben lejátszódó folyamat a következo. A hot az 1 kazán ban termelik. A felmelegített vizet a 2 alapvezetékek juttatják el a 3 felszállókhoz. A felszállókb61 jut· a futovÍZ a 4 futotestekhez, itt történik a hasznos holeadás. A lehult vÍZ az elobbi vezetékkel párhuzamos elrendezésu 5 leszálló és a 6 visszatéro gyujtovezetéken jut vissza a kazánba. A 2 elosztó- és 6 gyujtovezetéket rendszerint a pince mennyezete alatt helyezik el. Ha az épület nincs teljes egészében alápincézve, akkur az alapvezeték padlócsatornában, ill. igénytelenebb helyiségekben a radiátorok alatt szabadon is fektetheto. A 3 fel- és 5 leszállóvezetékek és a futotestek 7, 8 kötései falhoronyba vagy szabadon szerelhetok, az esztétikai igényeknek megfeleloen.
Eltérést mutat a 8-1. ábrához képest a 8-2. ábra szerinti elrendezés. Itt külön horony ban van az eloremeno és a visszatéro vezeték. Ez lehetoséget nyújt arra, hogy két felszálló lehult vizét közös le· szálló fogja össze. A bemutatott két elrendezésen kívül természetesen még több változat alakítható ki. A hálózat ki· alakításakor ügyelni kell arra, hogy annak minden szakasza vízzel feltöltheto legyen. Ennek elofeltétele, hogy a futoberendezésbol a levego eltávozhassék. A levegot a 8-1. ábrán az eredmény-vonallal rajzolt 9 és 10 légvezeték vezeti el. A hálózat - rend· szerint a kazánon elhelyezett - tölto- és egyben ürítocsapon át töltheto fel. Hogy a töltés és ürítés teljes egészében végbemehessen, a vízszintes vezetékeket mindig néhányezrelékes lejtéssei kell szerelni. Az alapvezeték (elosztó és gyujtój a kazán irányába lejt, a futotestek eloremeno bekötovezetéke a futotest felé, visszatéro bekötovezetéke a felszálló irányába lejt. A 8-1. és 8-2. ábrán feltüntetett kazán helyett hocserélo is alkalmazható (távfutésre kapcsolt épületben).
2
'/ 8-1. ábra. Alsó elosztású, gravitációs, kétcsöves futöberendezés kialakításának 1 kazán; 2 alapvezeték ; 3 felszálló; 4 futotest;
elve
5 leszálló; 6 gyujtovezeték ; 7 és 8 bekötovezeték ; 9. 10 légvezeték; II táguJási tartály; BP biztonsági felszállóvezeték ; BL biztonsági leszállóvezeték
GRAVITÁCIÓS
[br ---rl-~Irj-'-l
1--I
i I . i-ff
4J B...,j
i
I
1
-r-T
l'
L~
I
I
I
I
I
I
-~~ -/// /~// //////
.
/
8-2. ábra. Alsó elosztású, kétcsöves melegvíz-futés, felszálló-, közös leszállóvezeték BF biztonsági
felszá116vezeték;
BL biztonsági
külön
leszál16vezeték
8.1.2. Felso elosztású gravitációs melegvíz-futések E csoportba soroljuk azokat a gravitációs melegvíz-futoberendezéseket, amelyeknél az elosztó vezetékhálózat a legmagasabban fekvo futotest felett és a tágulási tartály alatt helyezkedik el. A gyujto .BfJ
281
MELEGvíZ-FUTÉSEK
alapvezetéket az alsó elosztású rendszerekhez hasonlóan a kazán és a legalacsOnyabban elhelyezkedo futotest között szerelik. A futoközeget a felso elosztóhálózatba az FF fofe1szálIó, a futotestekhez a leszállóvezetékek juttatják el (8-3. ábra). Az elosztóhálózat rendszerint a padláson foglal helyet. Fagy és egyéb káros külso hatások ellen hoszigeteléssei, védoburkolattal, mázolással kell védeni. Elhelyezheto az elosztóhálózat a legfelso szint mennyezete alatt is (8-4. ábra), ha esztétikailag nem kifogásolható a megoldás. A fofelszálló falhoronyban, ritkábban szabadon szerelve halad. A leszállóvezetékeket általában szabadon, ritkábban falhoronyba fektetve szereljük. A gyujto- (visszatéro) hálózatot a pince mennyezete alatt vagy pince nélküli épületekben padlócsatornában helyezzük el. Csotakarékossági szempontból gyakran két futotestoszlop egy közös leszállóvezetékkel készül (8-3. ábra, A részlet). Külön figyelmet kell fordítani arra, hogya rendszer könnyen légtelenítheto legyen. E célból a felso elosztóvezetéket a légtelenítési pontok felé emelkedéssel kell fektetni (8-4. ábra). A csohálózat lejtésének mértéke 5-15%0 között választható meg. A futohálózat feltöltésekor eloször a kazán és kazánházi hálózat telik meg vízzel. A víz a levegot maga elott fokozatosan kiszorítja a hálózatból, és a levego a tágulási tartályon keresztül távozik. A rendszer leürítésekor a folyamat ellentétes értelemben megy végbe. Üzem közben a rendszerbe kerülo levego mozgás-
rOT l.::!::
-
.
FF
A
8-3. ábra. Felso elosztású, A részlet: /:
egy eloremeno
részi ef
kétcsöves gravitációs
Jeszá1J6vezeték
két visszatéro
feIszáJJ6vezeték
futés
leszá1J6hoz;
FF fo
MELEGvíZ-FUTÉSEK
282
A
rész/et
BF
~~
I
----
/ /tit/--~
+It
B
resztel
LT// // ////////// ,/
,/
,;-
~
I
I , I I I
8-4. ábra. Felso elosztóvezeték kialakítása A részlet: központi légtelenítés; B részlet: Iégtelenités elo.ztó.zaka.z
,
végén
légtartáIlyal; LT légtelenltötartály -- - viz mozgásiránya ; -- - levegö mozgá.iránya
iránya a víz mozgásirányával ellentétes vagy egyezo az egyes szakaszokban (8-4. ábra). Nagy kiterjedésu felso elosztású hálózatokat a végpontok felé emelkedéssel is szerelhetünk (8-4. ábra, B részlet). Ez esetben a végpontokon külön légtelenítotartályokat kell elhelyezni. A fofelszálló és a biztonsági felszállóvezetéket össze is vonhatjuk (8-3. ábra). Ha önálló biztonsági felszállóvezetéket alkalmazunk, akkor az elosztóhálózat legmagasabb pontját a tágulási tartályba meno légvezetékkel külön légtelenítjük.
I
~
7//77777 8-5. ábra. Felso elosztású, gravitációs, egycsöves futés
a futotesteket ; a C leszállón a futötestekben talál· ható a rövidrezáró szakasz; a D leszálló aB-hez ,hasonló, de a rövidrezáró csoszakaszban is szelep van. A leszállóvezetékek helyett szintenként vízszintes1 elosztó csohálózat is építheto (8-7. ábra). A 8-7.. ábra A részlete a 8-6. ábra A leszállójának, míg a B részlet a 8-6. ábra B leszállójának vízszint es válto-
8.1.3. Egycsöves gravitációs melegvíz-ffitések Az egycsöves gravitációs futoberendezés a felso elosztású futés egyik különleges esete. Az elosztóhálózat itt is a padláson vagy a legfelso szint menynyezete alatt halad. A leszállóvezeték-pár helyett csak egy vezeték van, amely egyaránt szállítja a futo és a lehult vizet (8-5. ábra). A 8-6. ábrán különféle leszállóvezeték-kialakításokat láthatunk. Az' A leszállóvezetékre kötött fut()testek sorba kapcsoltak; a B leszálló futotestjein a leszállóra jutó meleg víz bizonyos hányada áramlik csak át, a fennmaradó hányad a rövidrezáró (átköto) szakaszokon minimális lehfiléssel megkerüli
A
8-6. ábra.
B
C
O
Egycsöves futórendszer leszáll6vezetékének alakltási lehetóségei
ki-
A sorba kapcsolt flitöte.tek; B átkötöszakaszo. fút6testek; C átkö!is I fQt6testekben; D átköt6.zaka.z elzáróval
GRAVITÁCIÓS
bályozhatók külön-külön. Ha a radiátorokat elzárószerkezetekkel szerelik, akkor a radiátorok holeadása szabályozható, bár már egy futotest eros fojtása vagy kiiktatása a rendszer egyensúlyát megbontja. A homérsékletesés az egycsöves rendszerekben megoszlik az egy felszállón levo összes futotest között. Az egyes futotestekben a nagy lehulést el kell kerülni, mert az a radiátorfelületeket megnöveli. Elonyösen alkalmazható az egycsöves berendezés ott, ahol viszonylag nagy nyomáskülönbség áll rendelkezésre (pl. távfutésekre kapcsolt épületekben).
r·~
L~tI
I
I
i
i
I
.
.
i i I
A
rész/ef
------1-1- - - - -I I
. I
I I I I
B
rész/ef
8.1.4. Egyszinti futések
/ 8-7. ábra. Vízszíntes elrendezésu A részlet: mtöt.stek
283
MELEGVIZ-FUTÉSEK
egycsöves rendszer
soros kapcsalássat ; B részlet: flítótestek megkerülovezetékkel
zata. A vízszintes elosztású rendszer a hazai gyakorlatban eddig nem tudott tért hódítani. Az egycsöves futések csohálózatának kialakítására a felso elosztású rendszereknél elmondottak az irányadók. Felépítésük - a leszállóvezetékektol eltekintve - és a biztosítás módja azonos. A függoleges rendszerek jól légteleníthetok, bár üzemközben a levego mozgásiránya a víz cirkulációjával ellentétes. Az egycsöves futés elonye a kétcsöves rendszerekhez képest: csotakarékosság, eloregyárthatóság, egyszerubb szerelés, esztétikusabb megjelenés. Hátránya: a futotestek nem minden esetben sza-
Az egyszinti vagy ismertebb nevén etázsfutés is a felso elosztású gravitációs futések csoportjába sorolható. Olyan kétcsöves futó'berendezés, amelynél a futotestek és a kazánközép közötti magasságkülönbség igen kicsi, nulla vagy esetleg a futotest alacsonyabban van a kazánnál. Az egyszinti futések általános elrendezését a 8-8. ábra szemlélteti. • Az egyszinti futés eloremeno (elosztó-) vezetéke a mennyezet alatt halad hoszigetelés nélkül. E berendezésekben a futotest lehulésébol keletkezo hatásos nyomás - a radiátor és a kazánközép közötti szintkülönbség kedvezotlen alakulása miatt - nem számottevo, törekedni kell tehát a csovezeték lehulésébol fejlodo hatásos nyomás növelésére. Ennek egyik módja a h magasság növelése, azaz az elosztóháIózatot minél magasabban, lehetoleg közvetlenül a mennyezet alatt kell elhelyezni. A leszálló- és bekötovezetékeket falon kívül, szintén szigetelés nélkül szereljük. A visszatéro há-
• t
///77777//
/
B 8-8. ábra. Etázsfútés általános elrendezése
1kazán;
2 flítotest; 3 tágulási tartály; h az elosztóvczeték és a kazánközépszint közötti mra61eps távolaáa
284
MELEGvfZ-FUTÉSEK
lózat rendszerint a radiátorok és a kazán alatt halad, ha a falsarokban szabadon nem szerelheto, akkor a padlóburkolat alá helyezzük (8-8. ábra, B vezeték). Ha nincs lehetoség a padló felett vagy padlócsatornába szerelni, akkor a visszatéro vezeték is a mennyezet alá helyezheto. Ezt az elrendezést magasra helyezett visszatéro vezetékes egyszinti futésnek vagy röviden szifonfutésnek is nevezzük. A 8-9. ábra A részlete a leggyakoribb magasra helyezett visszatéro vezetékes egyszinti futést ábrázolja, míg a B részlet azt a típust, amelynél a keveredési pontokat a kazán középvonalába helyezték (C pont). Korábban a futotesteket a kazán közvetlen kö-
zelében, a belso falakon helyezték el. E megoldás elonye, hogy az elosztóvezeték rövid, s így kedvezo csoátméroket nyerünk. Hátrányos azért, mert a bel· so falon elhelyezett radiátorok miatt a helyiségben a homérséklet-megoszlás kedvezotlen. Az egyszinti futoberendezéseket kisebb létesít· mények: óvodák, lakások stb. futésére használják. Lakások futése esetén a kazán pl. a konyhában, fürdoszobában helyezheto el. A tágulási tartály elhelyezése rendszerint nehéz· séget okoz, mert azon a szinten kell elhelyezni, ahol az egész futoberendezés van. A futorendszer kialakításakor nagy gondot kell fordítani a berendezés automatikus légtelenedésére. Az elosztó- és gyujtovezetékeket eséssei kell szerelni, az esés lehetoleg nagy legyen (1... 2%), de ennek az esztétikai szem· pontok korlátot szabnak. A visszatéro vezeték légtelenítésérol magasra II helyezett visszatéro esetén külön kell gondoskodni. A visszatéro legmagasabb pontja a tágulási tartály t II levegooldalára csatIakoztatandó. Szükség esetén 8 rész/et A rPsz/et helyi légtelenítés is lehetséges. A hálózat leürítése I nem mindig oldható meg központilag. Az ürítöt a I I rendszer legalacsonyabb pontján, valamely "vizes" helyiségben (pl. fürdoszobában) helyezzük el. Ha a ~_JI, 4-- . visszatéro vezeték a padlóban van elhelyezve, akkor //////////////// //////////. >//// /~'.//»>>'/// ///;/ ;//////// 8-9. ábra. Egyszinti futés magasra helyezett visszatérovel ennek ürítésérol a rendszertol függetlenül, külön kell gondoskodni (8-8. ábra, B ág). Magasra helye(szifonfütés) zett visszatéro hálózatban a leszálló-felszálló pá· 1,2,3 ua., mint a 8-8. ábrán; C keveredési pont rakat külön-külön kell üríteni (8-9. ábra). I
I
8.2. Szivattyús melegvíz-futések A melegvíz-futoberendezéseknek azt a csoportját, amelyben a hohordozó közeget szivattyú keringteti, szivattyús futoberendezésnek nevezzük. A szivatytyús melegvíz-futés a gravitációs futéstol szerkezetileg abban különbözik, hogy az összes áramköröket összefogó közös vezetékszakaszba szivattyút iktatunk be. A szivattyú alkalmazása a futoberendezésekben több elonnyel jár: - a szivattyú által létrehozott nyomáskülönbség nagy, így a csohálózat kisebb átmérokkel valósítható meg, mint a gravitációs futések esetében, és kiterjedt hálózatok is kialakíthatók; - gyors felfutési lehetoség; - a futoberendezés indulása egyenletes, kevésbé maradnak le az egyes szárnyak; - a cirkuláltatott víz homérséklete keveréssei egyszeruen szabályozható. Hátrányok: - a szivattyúüzemnek állandó uzemköltsége van, a futési szivattyú és motor karbantartást igényel;
- szivattyú- vagy motorhiba esetén a berendezés üzemében zavar áll be, a gravitációs áramlás csak igen kis mértékben tud kifejlodni. A gravitációs futésekre általánosságban elmon· dott többi elony és hátránya szivattyús futésekre is érvényes. A szivattyús melegvíz-futoberendezés általánosan alkalmazott futorendszer, de különösen elonyösen alkalmazható nagy, vízszintes kiterjedésu épületek, épületcsoportok futésére. A szivattyús rendszer csohálózatának kialakítása is lehet alsó elosztású, közbenso elosztású és felsll elosztású. A felso elosztású rendszer egy- és két· csöves elrendezésben készülhet. Az egycsöves rend· szer lehet vízszintes elosztású is. A szivattyús futoberendezések általános kialakí· tása hasonló a gravitációs futésekéhez. Bizonyos eltérés a szivattyú beépítése miatt van. A 8-10. ábra A részlete alsó elosztású szivattyús futést szemléltet. A visszatéro vezetékeket külön gyuj-
285
SZIV A1TYÚS MELEGvíZ-FUTÉSEK
4 A
rész/ef
tU
'//
8-10. ábra. Kétcsöves, szivattyús
melegvíz-futés
A részlet: alsó elosztás; B részlet: felso elosztás; 1 kazán; 2 futotest;
3 tágulási tartály; 4 osztó; 5 gyujto; 6 szivattyú; BF biztonsági felszállóvezeték; HL biztonsági leszállóvezeték ; C csatlakozási pont a csohálózathoz
tobe vezetjük. Ehhez kapcsoljuk a szivattyúkat. visszatéro csovezetéket a gyujto felé eséssei fektetjük, bár a hálózat korántsem olyan érzékeny, mint a gravitációs futó'hálózatok. A légtelenitohálózatot itt is külön kell kialakítani. A 8-10. ábra B részlete felso elosztású rendszert ábrázol. Hosszú elosztóhálózat esetén a csovezeték légt~lenítésébenzavar állhat be, mivel üzem közben a futovíz mozgásiránya a levego mozgásirányával ellentétes. Ezt a hátrányt szünteti meg a 8-ll. ábra szerinti légtelenitotartály. Eberendezések elosztóhálózatát a végpont felé emelkedéssel kell szerelni, így üzem közben a levego és a víz mozgása azonos irányú. A végpontokon elhelyezett légtelenítotartályok vagy kéziúton, vagy ha a tágulási tartállyal össze vannak kötve,automatikusan légteleníthetok. Szivattyús futések körében mind nagyobb teret kap az egycsöves elrendezés (8-ll. ábra). Ennek igazi alkalmazá~i lehetosége nyilván a távfutések területénvan. A berendezést közvetlenül, hocserélovelvagy injektor útján lehet a távfutohálózat nagy nyomáskülönbségu pontjai közé kapcsoini (8-12.
A szivattyús egycsöves melegvíz-futoberendezések kialakítása a szivattyútói eltekintve azonos a gravitációs egycsöves futésekével. Felszállók, ill. leszállók kiképzése a 8-6. ábra szerint lehetséges. Szokásos megoldások láthatók még a 8-13. ábrán. Természetesen a szivattyú beépítése a futohálózatba, valamint annak üzeme hatással van a hálózat kiképzésére. Ha a szivattyú nyugalmi állapotban van, és a hálózatban a víz homérséklete állandó, a futorendszer minden pontjában a tágulási tartály víznívója - mint legmagasabb vízszint - szabja meg a nyomás nagyságát. A szivattyú üzeme az eredeti nyomáseloszlást megváltoztatja. A tágulási tartály nyomása érvényesül változatlanul a csohálózat azon pontjában, ahol a biztonsági leszállóvezeték csatlakozik hozzá (8-10. ábra, C pont). A szivattyú nyomócsonkjától a C pontig emelkedik, a C ponttói a szivattyú szívócsonkjáig csökken a nyomás a nyugalmi állapothoz képest. Azokat a rendszereket, amelyekben a hálózat nagy részében a szivattyú üzeme többletnyomást eredményez, nyomott rendszereknek, amelyekben a szivattyú üzeme a hálózat legnagyobb részében az üzemszüneti nyomáshoz képest kisebb nyomást hoz létre, szívott rendszereknek nevezzük. Az olajo, ill. gáztüzelés lehetové teszi a futóberendezés átrendezését, és a kazánház így a tetotérben is elhelyezheto (8-14. ábra). Az elosztó- é&
LT
/
A
I 1
I
-'--~--'II
ll' J>
~ H"
'"
ocsere/o
I
I
~. -M--_J TJ~hJíó~;;;b6/ /// // / // / /I / / / / // ~~Ó
/-_
-@.
8-11. ábra. Egycsöves, szivattyús melegvíz-fútés LT légteleníto tartály
l
fum).
-M-l
286
J
MELEGVfz-FUTÉSEK
t l'
~ ~~ 1"
I I I
r~_' },_-' t.
__
I
l' ~
~~
__L
.
I
1
I
.-~-
* L_--e-J
_
__
-1.
_
b)
aj
r.L--I
Ul
,4
P,
.L
.J
ti
__ -1
eL
_ ej
8-12. ábra. Melegvíz-futorendszerek
kapcsolása távvezetékre
aj közvetlen kapcsolás; bJ közvetett kapcsolás (höcserélo); kapcsolás injektoros visszakeverésseI
ej
közvetlen
gyujtovezetékek a tetotérben (esetleg lapos teton szigetelve és külso hatások ellen védve) helyezhetok el. A felszállók és radiátorok elhelyezése változatlan. A két- és egycsöves futoberendezések elosztó- és gyujtovezetéke sokféle módon elrendezheto, ezek azonban nem térnek el az eddigi elvi kialakitásoktóI. A 8-15. ábra a Tichelmann-rendszeru alapvezeté-
8-14. ábra. Tetotéri kazánház (felso elosztású melegvíz-fúlés) 1 kazán; 2 osztó; 3 szivattyú; 4 futötest;. 5 gyujtö; 6 tágulási tartál1
ket mutatja. Ennek elonye, hogy az alapvezetéken' valamennyi felszállópár vizáram-útja azonos hoszszúságú, igy egyenletesebb nyomáselosz1ás érheto el. Az alapvezetékek a legalsó szinten helyezhetok el,a felszállók rendszerint azonos mérettel, két- vagy egycsöves kialakításban szerelhetok. A futoenergia mérése is kivánatos lehet. Ha nem holeadóként, hanem lakásonként mérjük a fogyasztást, akkor ehhez az igényhez kell igazitani a futo-
c...c::==-'-.J I I I
~~ I I
I I
J.. ___
.1.
~
_
I
II
I
I I JL..L--_J ----~--~--~-----~
8-13. ábra. Egycsöves szivattyús melegviz-fútés forditott
I
~ U csóves elrendezése
aj a felszállóvozeték egy f6totestosz1opot táplál; bJ a felszállóvezeték az egymás feletti lakásokat látja el; ej a ca fe1azá1l6vozetékrovlzszintes elrendozésu. egy-egy lakást fdto rendszerek kapcsolódnak. (A l6atdenftést az ábrán nem tÜDtettdk fel)
//' ~// r-lteJ il ,•h......... 10 I
G la:
l
I li ~~_t~==-vt'1 SZIVAmÚS li
.~ I aaz JA III Semleaes I==:
MELEGvíZ-FUTÉSEK287
+
II
Ijl
ti'
8-16. ábra. Zárt melegviz-fütörendszet 8-15. ábra. A
Tichelmann-rendszeru fütöberendezésalaprajzi elrendezése
kétcsöves, B egycsöves
(fordított
U csöves) CeJszállóelrendezés;
K
A részlct: zárt tágulási tartály kialakitása;
M membrán;
lelles lláz bevezetési
tv visszatéro
helye;
te eloremeno;
K kazán; G semviz homérséklete
kazán
rendszerelrendezését is. Ekkor a 8-13. ábra ej megoldása jöhet számításba, csupán a fogyasztás mérését kell megoldani. A fütorendszerek a környezettol hermetikusan is elzárhatók. Ezek az ún. zárt futorendszerek. Kialakításuk az elozoktol abban tér el, hogy á legfelso ponton elhelyezett nyitott tágulási tartály helyett kettos teru, zárt tágulási tartályt alkalmazunk (8-16. ábra). Ez a zárt tágulási tartály a rendszerhez
bárhol csatlakoztatható, de célszeru a kazánházban elhelyezni. A nyomás kívánt értékét a membránnal kettéosztott tér egyikének semleges gázzal (pl. nitrogénnel) való feltöltésévei tartjuk fenn. A tartály másik tere a fütési hálózathoz csatlakozik. Az egyes hálózati szakaszok légtelenítése, ill. víztelenítése külön oldandó meg.
8.3. Magas házak melegvíz..futése Magas épületek, toronyházak fütését is gyakran oldják meg szivattyús melegvíz-futéssel. A rendszer kialakítása nem különbözik a bemutatott szivatytyús fütésekto1. Figyelembe kell azonban venni, hogy a szokványos fütotestek, szerelvények általában csak 3 bar (",3 at) nyomáshatárig alkalmazhatók, valamint azt a körülményt, hogy sok szint esetén a rendszer szabályozása nehézkes. Ezért a magas házak futoberendezését osztottan készítik. Általában 8... 10 szint (emelet) kapcsolható össze egyrendszerre. A magas házakat gyakran kapcsolják távfütohál6zatra. Ilyent szemléltet a 8-17. ábra. A forró-
víz-távvezetékre kapcsolt épületet két rendszerre, zónára osztottuk. Mind az alsó, mind a felso zóna szokványos melegvíz-fütést kap, a hocserélobe mindkét zónában primer forró vizet vezetünk be. 8... 10 emeletenként ún. gépészeti szint kiképzése szükséges, ahol az egyéb gépészeti berendezések mellett a 8... 10 szintbol álló zóna hoközpont ja is elhelyezheto. Forróvíz-távvezetékre kapcsolt épület futóberendezéseinek hocseréloi sorba kapcsolhatók. Egy épületen belüli zónák más-más h6'hordozó közeggel is kialakíthatók. igy pl. szokásos a felso zónát gozzel futeni, ami a fütoberendezés súlycsökkentése céljából elonyös.
288
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
Gépészeti eme/ef
8-17. ábra. Magas házak zónás melegvíz-fütése
8.4. Melegvíz-fiítoberendezések különleges alkotóelemei A melegviz-futóberendezések fo alkotóelemeit, pl. a kazánokat, hocseréloket, holeadókat, csovezetékeket és tartozékaikat, zárószerkezeteket, keringtetoszivattyúkat, muszereket, automatikaelemeket a 6. fejezet tárgyalja. Az ezeken kívül eloforduló néhány speciális alkotóe1emet a következokben ismertetjük. Tágulási tartály. A víz a rendszerben felmelege-. déskor kitágul, lehuléskor térfogata csökken. A tér-
fogatváltozást a tágulási tartály veszi fel (8-18. ábra). A nyitott tágulási tartály a rendszer legmaga· sabban elhelyezett alkotóeleme. A nyitható, hengeres vagy négyszögletes tartályt lemezbol hegesztik. A túlfolyó- és légtelenítovezetéken át kapcsolatban áll a külso térrel. A tágulási tartály hasznos térfogatát a rendszer viztartalma alapján lehet meghatározni, figyelembe véve, hogy a viz O oC-ról 100 oC-ra való felmelege-
MELEGVÍZ-FUTOBERENDEZÉSEK
8 >400 150... 400 tartalma,l <150
tartály
1 8-18. ábra.
tágulási
tartály
általános
Ílr-
elrendezése
1 biztonsági felszállóvezeték ; 2 biztonsági
leszállóvezeték ; 3 túlfolyó. vezeték (a biztonsági felszálló másfélszerese); 4 jelzovezeték; 5 ellenorzo vezeték (3/8"); 6 fútocsokigyó; 7 hoszigetelés; 8 tartály; 9 ·Iégtelenitovezeték; 10 cirkulációs vezeték; h vizszintmagasság a tartályban
dése 4,3% térfogat-növekedéssel jár. 1000 W (860 kcaljh) futoteljesítményenként mintegy 1,3... 1,71a víz tágulása, a rendszer kialakításától, az alkalmazott futotestektol függoen. A tartály megváIasztásához a 8-19. ábra nyújt segítséget. Biztonsági vezetekek. A biztonsági felszállóvezeték átméroje:
20 15(8-2) (8-3) 10 mm, mm, mm, (8-1) A biztonsági leszállóvezeték átméroje: rendszer ye, W, ill.futoteljesítménye, kcaljh.
-
289
ALKOTÓELEMEI
8-1. táblázat. TáguIási tartály csatlakozóvezetékeinek
2 Nyitott
KÜLÖNLEGES
ao
,
I 13/41/4 11/2 1 1 1Jelzo 21/4 1/4 13/4 Tágulási 3/4 I Cirkuláfelszálló 3/4I
I
mérete
Vezeték, coli ci6s leszálló Túlfolyó
Biztonsági
I
I
Hengeres tágulási tartályok 30-2000 1 urtartalommal készülnek. Beépítésük a 8-20. ábrán látható. Egyszinti futések tágulási tartálya a bemutatottaktóI eltéroen is kililakítható. Az elosztóvezeték közvetlenül a tágulási tartályba is kötheto (8-21. ábra). Zárt rendszer tágulási tartályát a 8-16. ábra szemlélteti. o 105 W. 105kcal/h 25
20
L5
~10
/
/
/
//
5 dBL
= 15+
5
Vl~
mm,
(8-4)
ahol Q a rendszer futoteljesítménye, kcal/ho A tágulási tartály víznívóját Üzem közben többszörellenorizni kell, erre v.aló az egyharmad II magasságbanelhelyezett 3/8"~os ellenorzo vezetek. A tartályhoz csatlakozó vezetékek ajánlott méreteit a 8-1.táblázat tartalmazza. Az500 1urtartalomnál nagyobb tartályokat búvónyílássallátják el.
0
21
Azépületgépészet kézikönyve
1000
2000
3000 V, /
8-19. ábra. Tágulási tartály térfogata a szivattyús futorendszer; b gravitációs fútorendszer; Q a rendszer futoteljesitménye; Va tágulási tartály hasznos térfogata
290
MELEGVÍZ-FUTÉSEK A
BF
í 8L
18F
ITV
I
rIBL
(TV
a) bJ 8-20. ábra. Hengeres tágulási tartály aj fekvo, hj álló elrendezés; BF biztonsági felszálló; BL biztonsági le-
szálló; TV túlfolyó vezeték
Osztók. Több kazánból álló kazántelep futovizét egyesítjük (összekeverjük), s a kevert vizet osztjuk szét a fogyasztók között. Erre valók a csobol készített osztók, hegesztett csonkokkal. Gyujtok. A visszatéro lehult vizet szállító gyujtovezetékeket az osztóhoz hasonló kialakítású ún. gyujto foglalja össze (8-22. ábra), ill. osztja szét a vizet a kazánok között. A kazánok vízcsonkjait, valamint a gyujtokhöz és osztókhoz csatlakozó vezetékeket mindig elzárószerkezetekkel (tolózárral vagy szeleppel) látjuk el. Kivétel a biztonsági felszálló- és leszállóvezeték, amelynek mind a kazánokkal (hocserélokkel), mind a tágulási tartállyal elzárószerkezet nélküli összeköttetésben kell lenme.
Szivattyúk. Feladatuk nagy kiterjedésu rendszerekben a futoközeg keringtetéséhez szükséges nyomáskülönbség létrehozása, ill. fenntartása. A központi futöberendezésekben alkalmazott szivattyúkkal szembeni követelmények: a hálózatba könnyen beépítheto legyen, alapozást ne igényeljen, zajtalanul üzemeljen, kis beruházási és üzemköltsége legyen. Ezekre az igényekre szerkesztették az ún. futési keringtetöszivattyúkat, amelyekhez semmiféle alapozás nem szükséges, energiaszükségletük kicsi, üzemük zajszintje alacsony. A futéstechnikában a futési keringtetöszivattyúkon kívül természetesen más típusú szivattyúkat is alkalmaznak.
1 gyújto; 2 szivattyú motorral; 3 megkerülovezeték ; 4 gyújtövezetékek csatlakozása; 5 biztonsági leszállóvezeték; 6 elzárószerkezetek; 7 vezeték a kazánok gyújtojéhez; A részlet: ajánlott méretek D" Dz karimaátmér6; B beépítési hossz
A központi futöberendezésekbe tartalék szivatytyút kell mindenkor beépíteni, hogy a futés az egyik szivattyú meghibásodása esetén is zavartalan legyen. A szivattyúkat általában a gyujtore építik rá, de elhelyezhetok a rendszer más pontján is. Aszivattyúkat megkerülövezeték.kel kell szerelni (1. a 8-22. ábrát). A hazai gyakorlatban legelterjedtebb szivattyúkat 1. a 6.5. pontban. Légtelenítotartály. Néha szükséges az egyes felszállókat vagy felszállócsoportokat külön-külön légteleníteni. Ekkor alkalmazunk légtelenítotartályt. A levego eltávolítása kéziszelep nyitásával vagy automata segítségévellehetséges. A szivattyús futések csohálózatának szerelésekor gyakran elofordul, hogy valamely szakasz légzsákba kerül. En· nek légtelenítéséröl minden esetben külön kell gon· doskodni (8-23. ábra).
1:.-~ 5
2
11r--3
8-21. ábra. Tágulási tartály etázsfútéshez 1,.elosztóvezeték; 1 túlfolyóvezeték ; 3 fo felszállóvezeték ; 4 tartály; 5 vízsZÍntmutató
------4
1
8-23. ábra. Légzsák légtelenítésének
megoldása
1 gerenda; 2 alapvezeték; 3 légtartály; 4 kéziszelep; 5 légtelenítoveufél
MELEGVÍZ-FUTOBERENDEZÉSEK
Gyorsürító. Minden futési rendszert el kell látni gyorsürítovel. Mérete 1 1/4-2" között választható. A gyorsürítot a gyujtore vagy a visszatéro vezetékre kell szerelni úgy, hogy a hálózat teljesen leürítheto legyen. Ha a rendszer egyes szakaszai központilag nem üríthetok, akkor helyi ürítésrol kell gondoskodni. Muszerek. A melegvíz-futoberendezéseken leggyakrabban eloforduló muszerek: vízoiz/opmagasság-méró (hidrométer), amely a rendszerben levo víznívó magasságát mutatja. Bóméro. A kazáncsatlakozásokra, az egyes alapvezetékekbe homérot
KÜLÖNLEGES
ALKOTÓELEMEI
291
kell elhelyezni. Több kazán esetén minden kazáncsonkhoz külön homéro szükséges.Füstgázhóméróvel a kazánokból eltávozó füstgáz homérsékletét ellenorizzük. Nagy kazántelepeken regisztrálómuszert alkalmazunk. Buzatméro beépítése a kémény huzatának folyamatos ellenorzése végett szükséges. A !üstgáztisztító berendezés ellenorzomuszerei is a kazánházban vagy annak szomszédságában helyezendok el. Nagy kiterjedésu hálózat esetén a végpontok homérsékletét is ellenorizni,. mérni kell (távjelzés). (Bovebben 1. a 13. fejezetet.)
8.5. Melegvíz-futések biztonsági berendezései A biztonsági berendezések feladata a káros többletnyomás kialakulásának meggátlása. A kazánbiztosításnak a következo követelményeket kell kielégítenie: a víz szabad tágulása biztosítva legyen, a felfutéskor keletkezo goz a rendszerben levo víz kiszoritása nélkül távozhassék, a kazánból eltávozó víz helyébe a kazán visszatéro csocsonkján keresztültérjen vissza a víz. Több, ugyanarra a csohálózatra kapcsolt kazánból álló kazántelep esetén az elmondottak minden készülékre külön-külön -érvényesek. Kazánok biztosításával az MSZ 14120 foglalkozik.
8.5.1. Gravitációs fütések A kazánbiztosítás legegyszerubb módja a 8-24. ábrán látható. A biztonsági felszállóvezeték (BF) a kazán kivezetocsonkját - elzárószerkezet közbeiktatása nélkül - köti össze a tágulási tartály légterével, és elvezeti a keletkezo gozt. A biztonsági leszálló(BL), más néven tágulási vezeték a kazán visszatérocsonkját - elzárószerkezet közbeiktatása nélkül- a tágulási tartály vízterével köti össze, ezzel lehetové teszi a rendszer víztartalmának tágulását. A 8-25. ábra a biztosítás módját két hocserélo (kazán)esetén mutatja. E biztosítási mód elonye az egyszeruség,hátránya a nagyobb csoszükséglet, továbbá az, hogy az egyik kazán leürítésével a tágulásitartály is leürül. A csoanyag-felhasználás szempontjából takarékosmegoldást szemléltet a 8-26. ábra. Ezt elterjedtenalkalmazzák, bár a felsorolt követelményeknek nemmindenben tesz eleget. 2.·
Az összes feltételeket kielégíti a csovezeték-felhasználás szempontjából kedvezo, a háromjáratú szelepes megoldás (8-27. ábra). A szelep segítségével a kazánok vagy az osztóval és ezen keresztül a tágulási tartállyal, vagy pedig közvetlenül a szabad térrel vannak összekötve. A háromjáratú szelepet a tolózárat megkerülo vezetékbe építik be. A szelep harmadik ágához a kazánházi kiöntohöz vezeto csövet csatlakoztatnak. Üzemi állapotban a kiönto felé a szelep zárva van, míg az osztó felé a teljes átfolyási keresztmetszet nyitott. Ilyen módon a kazánok számától függetlenül csak egy BF és BL vezetékpárt kell alkalmazni. Hibás kezelésre a kiöntohöz vezeto csövön a víz kiáramlása hívja fel a figyelmet.
r~ ~ I
.
I.
I
LL
~
I I
8-24. ábra. Gravitációs futés biztosítása egy kazán esetén K kazán; T tágulási tartály
292
MELEGvíZ-FUTÉSEK
rL:1rir .I 'I l' .I
I. I.
i
Ii
! ~
lj
'!
~
I !!
II I.1 .
T.-,-JJ J'
;//////////h/h/ /// 8-25. ábra. Két hocserélo (kazán) biztosítása
I i ~
JJ;%r-----J
1 _:í!
I~
_L_....:..
/
I
I
D
L __~-12 .
_
8-28. ábra. Melegvíz-futés biztosítása biztosítószeleppel 1 hocserélo; 2 szivattyú; 3 biztosítószelep
E biztosítási mód elonye, hogy bármelyik kazán önállóan leürítheto, a tágulási tartály nem ürül le. Hátránya, hogy nagy a vízveszteség a szelep átállításakor. A hazai gyakorlatban háromjáratú szelep helyett használnak háromjáratú csapot is. Ez olcsóbb, a vízveszteség kisebb, karbantartása viszont igényesebb. A biztosítás megoldható biztosít6szeleppel is (8-28. ábra). Szivattyús futések biztosítóberendezéseinek meg· választásához a rendszerben kialakuló nyomásviszonyok ismerete szükséges.
8.5.2. Szivattyús {ütések nyomásviszonyai 8-26. ábra. Kazánok biztosítása visszacsapó szeleppel 1, 2 visszacsapó szelep
8-27. ábra. Kazánbiztosítás
1kazán;
háromjáratú szeleppel
2 tágulási tartály; 3 osztó; 4 gyujto; 5 háromjáratlÍ lZClep;6 biz· tonsági felszál1óvezeték; 7 biztonsági leazállóvezeték
Ha a szivattyú nyugalmi állapotban van, a futorendszer minden pontjában a legmagasabb víznívó, vagyis a tágulási tartály vízszintje szabja meg a nyomáseloszlást. A szivattyú üzembe helyezése ezt a nyomáseloszlást megváltoztatja. Vizsgálatunk célo ja az, hogy a rendszer minden pontjában meghatá· rozzuk azt az eltérést, ami a nyugalmi állapotban uralkodó nyomáshoz képest a szivattyú üzeme esetén észlelheto. A tágulási tartály a biztonsági leszállÓl'ezetékkel csatlakozik a futohálózathoz, a szivattyú szívócsonkja elott vagy nyomócsonkja után. A csatla· kozási pont az egész hálózatot két, egymástól eltéro nyomásviszonyokkal rendelkezo részre osztja. A csatlakozási pontban, akár üzemi, akár nyugalmi állapotban van a rendszer, mindenkor a tágulási tartály víznívója által megszabott hidrosztatikai nyomás van [8-29. ábra, O (ill. O') pont]. Mivel a tágulási tartályban a víznívó gyakorlatilag válto· zatlan marad, az O (ill. O') az egyetlen pont a rendszerben, ahol a nyomás nagysága mindenkor is· mert. Csatlakozás a szivattyú elott. Az O pont és a szivattyú S szívócsonkja közötti szakaszon a nyo-
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
BIZTONSÁGI
I
NO' szakasz nyomott, a hálózat nagy része (O'S
'rE~ -
i
T I I
I I I N O'
s
O
8-29. ábra. Tágulási tartály csatlakozási változatai tyús rendszerhez
a szivaty-
szakasz) szívott. Azokat a szivattyús futó'berendezéseket, amelyekben a tágulási tartályt a tágulási vezetékkel a szivattyú szívóoldalára vagy a szívócsonk közelébe kötik, és így üzemben túlnyomás alatt állnak, nyomott rendszerunek, amelyekben viszont a nyomócsonkra vagy annak közelébe kötik, s ezért üzem közben csökken a nyomás, szívott rendszerunek nevezzük. A szivattyús futések biztonsági berendezéseinek kialakításakor gondot kell fordítani a BL vezeték (fovezetékhez való) csatlakozási helyének megválasztására, mert ettol függ a hálózatban a nyomáseloszlás, azaz a futohálózat nyomott vagy szívott volta.
BL'. o' csatlakozás a szivattyú nyomócsonkja után; BL, O csatlakozás a szivattyú nyom6csonkja elott; N a szivattyú nyom6csonkja; S a szivattyú sziv6csonkja
más a tágulási tartály víznívója által meghatározott értékhez képest folyamatosan csökken (az OS szakasz szívott). A rendszer többi pontjában - a szivattyú N nyomócsonkja és az O pont között - a nyomás nagyobb, mint az O pontban (az NO szakasznyomott). Csatlakozás a szivattyú után. Ez esetben csak az
J''''tr '-'j ~+ "1 . I
293
BERENDEZÉSEI
8.5.2.1. Nyomott rendszerek A gravitációs futéseknél be!TIutatott biztonsági mód mindegyike alkalmazható szivattyús fütéshez is, azzal a kikötéssel, hogy a tágulási tartály vÍZszintje fölött a biztonsági eloremeno vezetékben kialakított hurok hBF magasságának olyan méretünek kell lennie, hogy a szivattyú üresjárása esetén is megakadályozza az átcirkulálást a tágulási tarahol hszivüj a szivattyú tályhoz, azaz hBF>hszivüj'
I
3 L., ttJ.,.. 'i
,
I
1
~1
21
I
I
I
I
i
I .
Nyomás nyugalmi állapo/bon , O
~s
w1.l.
."
b
o ~
Csohossz'/
5ri '- j~t~~ I ---I
r-t-r 4
4
I
8-30. ábra.
I
______
J "/
Alsó elosztású
nyomott
rendszer
biztonsági vezetékei és nyomásdiagramja
1 biztonsági felszál1óvezeték; 2 biztonsági leszáJlóvezeték; 3 tágulási tartály; 4 kazánok; 5 szivattyúk; S a szivattyú szlv6csonkja; N a szivattyú nyomócsonkja; " depressziós szakasz; b túlnyomásos szakasz; AP.zlv a szivattyú nyomása; APkaz túlnyomás a kazánoknál; hsF a biztonsági
felszál1óvezeték hurokmagassága; h.zlv UJ a szivattyú üresjárási nyomómall8ssállll; O a 2 csatlakozása a rendszerhez
294
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
---,
1--
I
h----tt:P--i 8
8
7777777777
8-32. ábra. Alsó elosztású rendszer biztosítása, szivattyúaz " eloremenó vezetékben
8-31. ábra. Felso elosztású nyomott rendszer biztonsági berendezései
1 kazán; 2 tágulási tartály; 3 osztó; 4 szivattyú; 5 három járatú
1 biztonsági felszálló; 2 biztonsági leszálló; 3 tágulási tartály; 4 kazánok; 5 gyujto; 6 osztó; 7 szivattyú; 8 légtelenitoedény; S a szivattyú szivócsonkja; N a szivattyú nyomócsonkja; hBP a biztonsági fe1szállóvezeték hurokmagassága;
hsziv uJ a szivattyú üresjárási nyomómagassága
szelep
; O a 2
csatlakozása a rendszerhez
'2
tJp
BL '
Nyomás nyugalmi állapo/ban
~
o
I ,
,- -I '-1)(
I
,
l...-r __
14
3
J '-
JI
IN
.-___________
+
1
12
~ -
o
I
! t it:f It ~
L __+
a
--..J 4-
N A
s
8-33. ábra. Szívott rendszer biztosítása és nyomásdiagramja S a szivattyú sziv6csonkja; N a szivattyú nyomócsonkja; 1 kazánok; 2 légtelenítöedény; 3 gyujto; 4 szivattyú; 5 t4gulási tartály; a depreslZiós szakasz; b túlnyomásos szakasz; LJPsziv szivattyúnyomás
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
BIZTO~SÁGI
emelomagassága üresjáráskor (3-30. ábra). Az ábra jobb' oldala a nyugalmi helyzethez viszonyított, üzem közben beálló nyomásváltozásokat szemlélteti. A 8-31. ábrán felso elosztású nyomott rendszer egyik biztosítási módja látható. Hátránya a bemutatott biztosításoknak, hogy nagy magasság szükséges a hurkok kialakításához. Elonye viszont, hogyaszivattyúkat a visszatéro vezetékrészben lehet elhelyezni, tehát alacsonyabb homérsékletu közeget szállítanak. A 8-32. ábrán olyan biztosítási módot láthatunk, amely teljes kazánbiztosítást ad, és nincs szükség a biztonsági felszállóvezetékben magas hurok kiképzésére, mert a kazánok a szívott szakaszban vannak. Hátránya, hogy a szivattyút az eloremeno vezetékbe kell szerelni, így magasabb homérsékletnek van kitéve.
BERENDEZÉSEI
295
8.5.2.2. Szívott rendszerek A szívott rendszerekben a biztonsági felszállóvezeték a szivattyú szívó hatása alatt áll, így a víznívó benne üzem alatt csökken. Nincs szükség magas hurokra, a biztonsági felszállóvezeték a tágulási tartályba közvetlenül a túlfolyó felett kötheto be, a 8-33. ábrán látható módon. Az ábra a rendszer üzem közbeni nyomásváltozását is mutatja. Szívott rendszerekben a legfelso radiátorsor felett a tágulási tartályt olyan magasra kell elhelyezni, hogy üzem közben a víznívó csökkenésekor ne jusson levego az elosztó hálózatba. Nyitott szívott rendszerekben a futoközeg maximális homérséklete az elgozölgés veszélye miatt csak 95 °C-nál alacsonyabb lehet.
8.6. Légvezetékek kialakítása A légvezeték feladata a rendszer feltöltésekor a levego elvezetése, ill. leürítéskor a levego visszavezetése a rendszerbe. A légvezeték-hálózat a felszállók meghosszabbítását képezo függoleges és az ezeket összeköto vízszintes szakaszokból áll
Elhelyezheto a vízszintes légvezeték a legfelso szint mennyezete alatt is (8-35. ábra). A légvezeték a tágulási tartály alatt helyezkedik el, s így feltöltéskor megtelne vízzel. Hogy ezt megakadályozzuk, a vízszintes légvezetéket a tágulási tartály közelében
8.6.1. Gravitációs rendszerek Az alapvezetékekbol a levegot a függoleges felszállókvezetik el. Alsó elosztású rendszer felszállói és futotestei a legfelso futotestsor eloremeno csatlakozásainak meghosszabbítását képezo függoleges légvezetékeken keresztüllégtelenednek (8-34. ábra). A függoleges légvezetékeket vízszintes vezeték fogja össze, amely a tágulási tartályhoz vezet. Felso elosztású rendszer légtelenedése az elosztóvezetéken keresztül megy végbe, csak ennek levegoelvezetését kellbiztosítani (1. a 8-3. ábrát). 8-35. ábra. Vízszintes légvezeték kiképzése a tágulási tartály alatt h hurokmagasság;
h' a léglelenítovezeték magassága a legfelso futotest
eloremeno bekötése felett
8-34.
ábra. Légvezeték kiképzése alsó elosztású futés esetén a függoleges légvezeték; b vízszintes légvezeték
levo felszálló légvezetékbe h magasságú hurokkal csatlakoztatjuk (8-35. ábra, A pont). Feltöltéskor az A pont elobb kerül víz alá, mint a vízszintes légvezeték, s így a vízszintes légvezetékbol a levego nem tud eltávozni. A bezárt levego meggátolja, hogy egyik felszállóból a másikba üzem közben víz áramoljék áto
296
MELEGvfZ-FUTÉSEK
Korábban szokásos volt a vízszintes légvezetéket a biztonsági leszállóvezetékbe csatlakoztatni. Gravitációs futések esetén ez nem okoz problémát, de szivattyús rendszerekben megengedhetetlen, mert a felszállók és a biztonsági vezeték nyomásviszonya különbözo. A h hurok magassága a Boyle-Mariotte-törvény felhasználásával számítható, azzal a feltétellel, hogy a vízszintes légvezetékbe víz ne kerüljön. Nagysága gravitációs futések esetén h~ 1,0-1,5 m, egyébként olyan legyen, hogy biztosítsa a kívánt légzárat, de a futotestek cirkulációját ne gátolja, azaz
h
8-37. ábra. Nyomott szivattyús rendszer légvezetéke
Ha szükséges, az egyes felszállók helyi légtelenítoberendezéssel is elláthatók. Felso elosztású futéseknél nincs külön légvezeték, mert itt a légtelenítés az elosztóvezetéken át megy végbe.
8.6.2. Szivattyús rendszerek Alsó elosztású szivattyús futoberendezések légtelenítohálózatának kialakítása a 8-36. ábrán látható. Ez a megoldás mind feltöltéskor, mind üzem közben a levego eltávolítását lehetové teszi. Hátránya, hogy nagy padlástérmagasság szükséges hozzá, továbbá hogyafagyveszély elleni védelemrol külön kell gondoskodni. Ha ez a megoldás 'nem alkalmazható, akkor a következok szerint járhatunk el. 8.6.2.1. Nyomott rendszerek A tágulási tartály közelében levo egyik felszálló légvezetékbe hurokkal csatlakoztatjuk be a többi felszálló légvezetékét. A 8-37. ábra szerinti elren-
A légtelenítovezeték csatlakozása felszálló légvezetékhez: h a légtelenit6
hurokmagassága: Hatágulási tartály vizszintje és a vizszintes légtelenilOo vezeték magasságküIönbsége; C a legfelso futotest eloremeno csatlakozási pontja; x-x vizszint a légvezetékekben, a rendszer teljes töltésekor. nyugalmi állapotban; h.z1v Oj a szivattyÚ üresjárási nyomómagassága
dezés feltöltéskor lehetové teszi a levego eltávolítását a rendszerbol mindaddig, amíg a VÍZnívóaz A pontot el nem éri. Ha a levego kiáramlásának útját a víz elzárja, a bezárt levego fokozatosan öszszenyomódik. A rendszer teljes töltésekor a felmagasságban szállókban a víznívó valamely lesz. A légvezetéket úgy kell kialakítani, hogy legalább a vízszintes szakaszát üzem közben is mindenkor levego töltse meg. Ezt a légvezeték méreteinek megfelelo kiválasztásával érhetjük el. A felszállókhoz csatlakozó légtelenítovezeték átméroje rendszerint 3/8", a vízszintes légvezetéké 3/8", 4 ... 5 felszálló után 1/2", a hurok átméroje 1/2... 1". A vízszintes légvezetéket lehetoleg a mennyezet alá helyezzük. A hurok h méretét felvesszük és számítással ellenorizzük. Általános szabálynak fogadhatjuk el azt, hogy a legfelso radiátor csatlakozás felett min. 0,5 ID magasságban legyen a becsatlakozási pont. Ez adja a h maximális értékét. Minimális értéke nagyobb, mint a szivattyú emelo magassága. A légvezeték hurok h felvett értékét számítással kell ellenorizni:
x-x
V1ev
--1
* (P*
h?E
nPo
)
m,
(8-5)
~ A;
;=1
ahol V~v a vízszintes légvezeték térfogata, m3; Pa (kp/cm2), ebben Po az atmoszferikus nyomás, Heg a tágulási tartály vízszintje által a vízszintes légvezetékre ható statikus nyomás (1.a 8-37. ábrát), LJPszivC a C pontban ható
p*=po+Heg+LJpszivC'
n
8-36. ábra. Alsó elosztású
szivattyús rendszer
légvezetéke
h hurokmagasság ; hszlv Oj a szivattyú üresjárási nyomómagassáp
szivattyúnyomás ; ~ A; az n számú függoleges lég· 1-1
LÉGVEZETÉKEK 8-38. ábra.
Szívott
szivattyús
rendszer
297
KIALAKíTÁSA
légvezetéke
Ah, H, C jclölések értelmezése a 8-37: ábrával azonos; C' vízszint függolegeslégvezetékben a szivattyú üzcm~ idején; hc' a vízszint távolsága a vízszintes légvezetéktol a szivattyú üzeme alatt; hc a legfelso fntotest eloremenö bekotésének függoleges távolsága a vízszintes légvezetéktöl
telenítovezeték összkeresztmetszete, m2• Az összefüggés azt a feltételt fejezi ki, hogy a vízszintes légvezeték a rendszer teljes töltése esetén levego alatt marad. Néha a számítás igen nagy h értéket eredményez, ilyenkor egy (esetleg több) felszálló függoleges légvezetéket fel kell bovíteni és a számítást erre elvégezni. A vízszintes légvezeték méretét ne növeljük. Fagyveszélynek kitett helyen méretezzünk úgy, hogya víz maximálisan is csak a futött tér mennyezetéig emelkedhessék. A légtelenítést gyakran szakaszonként kell elvégezni. Ekkor is mindig h méretu hurokkal kell csatlakozni a légtelenítés céljára kiválasztott felszállóhoz. Légtelenítés céljára mindenkor a tágulási tartály közelében levo felszállót válasszuk ki, és ne a biztonsági leszállóvezetéket, mivel a felszállók és a biztonsági vezetékek nyomásviszonyai különbözok, és így üzemzavar következhet be. 8.6.2.2.
Szívott rendszerek
Alsó elosztású szívott rendszerek légvezetékét a ábra szerint alakítjuk ki. Üzem közben a víznívó a függoleges légvezetékben csökken. A nívócsökkenés csak olyan mértéku lehet, hogy a legfelso 8-38.
8.7. Melegvíz-(utések
csovezetékeÍnek méretezése
A futoberendezésben a hohordozó közeg áramlása következtében az egyes csoszakaszokban, berendezési tárgyakban súrlódási és ütközési nyomásveszteség jön létre [1. a 2.7. pontot és a (2-44) összefüggést]. A dinamikus nyomás (2-6) összefüggésében szereplo v sebesség kifejezheto a futovíz mv tömegáramával:
4. v=--::nmv :rr;eu-
j
ms,
(8-6)
ahol e a futovíz surusége, kgjm3; mv a futovíz lömegárama, kg/s; d csoátméro, m. A súrlódási nyomásveszteség (2-44) és (8-6) alapján:
futotestek bekötése (C pont) levego alá ne kerüljön, mert akkor a cirkuláció megszunik. A minimális víznívó biztonsági okból ne süllyedjen C' szint alá. Ezért kívánatos hc-hc'~0,5 m betartása. A h hurokméret minimális nagysága a (8-5) összefüggéssei számítható, <::kkor LJpszivC= O, mert a szivattyú nem üzemel. Üzem közben a víznÍvó C' szintre süllyed. A hc' nívócsökkenés a (8-5) összefüggés értelemszeru alkalmazásával számítható [v::v a vízszintes légvezeték és a függoleges légvezetékek c' szint feletti részének térfogata; p* = =Po+ (h+ H)eg- LJPszivc1· A felso elosztású rendszereket a 8-3. és 8-5. ábra szerint alakítjuk ki. Ezekben a levegot feltöltéskor az elosztóhálózat vezeti el. A levego eltávozása vagy a tágulási tartály felé, vagy a végponton elhelyezett légtelenítoedény felé biztosított. Felso elosztású szívott rendszerekben a tágulási tartályt olyan magasan kell elhelyezni, hogy az elosztóvezeték üzem közben se kerülhessen levego alá.
1 LJPsur=0,8U
.2
Pa.
dS . :v
(8-7)
A suruség 80 oC homérséklethez tartozó = 971,8 kg/m3 értékével (8-2. táblázat): LJPsur= 8,345
• 10-4).. ~
1 fm hosszúságú csovezeték nyomásvesztesége :
S' =
LJ~Sllf = 8,354
•
m~ Pa. fajlagos
10-4)..::;
Az ütközési ellenállást a függéssei számoljuk (1. a
és
(8-8)
súrlódási
Palm. és
(2-44) 2.3.
e800C=
(2-6)
2.7.
(8-9)
összepontot.)
298981,9 I
- •.
--
62 I O 62,5 51 74 75 53 64 52 54 81 68 61 82 94 71 59 10 86 99 63 8967kg/m' 76 87 77 66 78 89 90 55 67 79 91 80 92 73 69 93 85 97 57 56 60 72 84 96 70 58 98 83 100 88 65 95 74,5 991,7 992,2 975,5 968,0 982,2 959,1 TKarmantyú 975,2 981,7 991,5 88,5 958,4 1,0 T-darab, Megkerüloív átmenet 992,1 981,1 981,4 991,9 75,5 51,5 99961,6 %7,3 967,0 66,7 980,3 973,4 991,1 53,5 89,5 965,7 980,6 986,0 979,8 980,1 66,5 965,3 979,5 964,7 978,8 978,7 990,0 68,5 91,5 92,5 55,5 56,5 964,3 64,0 984,5 988,1 976,1 983,0 976,4 978,1 982,7 975,8 989,6 982,5 73,5 69,5 96,5 72,5 57,5 960,9 962,6 963,3 963,0 60,5 977,0 976,7 984,3 983,5 988,5 988,7 983,2 71,5 83,5 961,9 61,2 977,2 984,0 977,5 70,5 94,5 %2,3 T-darab, ellenáram 987,6 1,0I 974,0 974,9 967,7 76,5 86,5 966,4 (kicsí) 2,0 0,5 987,4 987,2 974,6 63,5 986,9 986,5 986,2 973,7 973,1 991,3 64,5 65,5 52,5 77,5 966,0 972,8 985,7 972,5 990,7 990,9 54,5 78,5 90,5 971,8 968,7 978,4 971,2 979,2 972,1 985,3 971,5 990,5 990,3 985,0 989,8 67,5 79,5 963,7 .968,3 969,3 989,4 970,9 977,8 970,6 %9,0 84,5 61,5 85,5 81,5 93,5 59,8 969,9 59,5 95,5 983,8 970,3 989,0 989,2 82,5 58,5 -darab, elágazás 974,3 Kettos I87,5 ív (nagy) 986,7 984,8 985,5 80,5 988,3 969,6 965,0 60,5 0,5 I 980,9 987,~ oc ! 1,5 1,5I 3,0 Ikg/m' oc SorI I Értelmezoábra cc oc I I I Megnevezés ~~ I kg/m' Megnevezés I I 1, Nadrágidom ~ I ·lf3'0 táblázat. Vízsurüség a homérséklet függvényében I
•.
I I ,
',l
CC
--
IWW I
MELEGVÍZ-FUTÉSEK I szám I
MELEGvíZ-FUTÉSEK
-
CSÖVEZETÉKEINEK 8-3. táblázat folytatása
---
Megneyezés 20és 32 25 SO ésés40 több ív Vezetékelzárók: 1,0 0,5 2,0 5,0 7,0 6,0 12,0 Könyök 1,0 1,5 2,5 3,0 0,3 Futotest-szabályozók: 4,0 7,0 Néyleges átméro, mm 12 900-os Sor-
i
a) tolózár egyenes csap (régi)
I
2,0 1,0 7,0 4,0 8,5 1,510,0 6,0 16,0 1,5 4,0 3,5 9,0
I
A súrlódási nyomásesés (8-8) és (8-9) összefüggések szerinti meghatározása hosszadalmas. A számítás megkönnyítésére a használatos csoátmérok és különbözo my víztömegáramok esetére kiszámították S' értékeit, azokat a 8-1. mellékletben közöljük. A táblázat a csoátméro és my, ill. v függvényében adja meg az S' méterenkénti súrlódási nyomásesést, Palm mértékegységben. Az ütközési nyomásesés meghatározásáh
I
Cy ~LJth
(8-10)
,
ahol Q a víz lehulésébol adódó holeadás (hoáram), W (kcalfh); Cy a víz fajhoje, J/kgK (kcalJkg°C); Lltb a víz lehu1ése valamely adott szakaszban. A (8-10) alapján a (8-9) összefüggés: 8'=4,744
299
MÉRETEZÉSE
. 10-11
~
• ~~
Palm.
(8-11)
A (8-7)... (8-11) összefüggések segítségével bármilyenhomérséklet-tartományra készítheto méretezéstmegkönnyíto táblázat. A csoméretezést célszeru táblázatosan (formanyomtatványok felhasználásával) végezni. A számítások menetét példa kapcsán mutatjuk be.
8.7.1. Gravitációs melegvíz-futések csohálózatának méretezése 8.7.1.1. Hatásos nyomás kialakulása Gravitációs futések esetén különbözo homérsékletu folyadékoszlopok suruségkülönbsége hozza létre a felhajtóerot. Ha egy zárt csorendszer egyik pontján hot vonnak el, egy másik pontján hot vezetnek be, a homérséklet, s így a suruség a hálózat mentén változik. Ha a ho be- és elvezetés idoben állandó, a keletkezo felhajtóero: Llpgray=#e(h)g
dh.
(8-12)
A nyert eredmény egy h magasságkoordináta szerinti körintegrál, az integrálást elvégezve az egész körfolyamatra megkapható a hatásos nyomás. A matematikai muveletek helyett szerkesztéssel is meghatározhatjuk a hatásos nyomást. A szerkesztést h-eg koordináta-rendszerben kell elvégezni (8-39. ábra). A léptékek megválasztása után vegyük fel a különbözo h magasságértékekhez a megfelelo eg értékeket, a kapott pontok összekötése az A területet eredményezi, amelynek méroszáma a hatásos nyomás [8-39. b) ábra] (folytonos vonal). A szerkesztéskor a csolehulést lineárisnak vettük. Futoberendezések számításakor ez a feltétel elfogadható. Ha a lehulést az egyes csoszakaszok középpontjába koncentráljuk, akkor a 8-39. b) ábrán eredményvonallal behatárolt területet kapjuk.
Vízsebesséi, v, mis
>;j tIl
I
-
cll tIl >ol
c'"
a
1
~ <: t:'l CI tIl ~ tIl> 171,68 1285,11 1196,82 1108,53 259,97 941,76 853,42 1030,10 85,35 431,64 608,22 686,70 519,93 235,44 392,40 313,92 1010,43 1088,91 1167,39 155,98 470,88 284,49 853,43 734,80 931,95 78,48 64,75 29,43 11,77 23,54 131,45 140,28 210,92 255,06 4,91 627,84 93,20 62,78 353,16 706,32 163,83 154,02 2,94 0,491 8,83 12,75 13,73 56,90 0,98 87,31 9,81 11;77 833,35 1,96 3,92 7,85 14,72 4,91 912,33 6,87 971,19 814,23 230,54 255,06 161,87 15,70 431,64 309,02 70,63 171,64 206,01 77,50 65,73 54,94 131,45 12,75 14,72 16,68 18,64 21,58 29,43 38,26 23,54 31,39 2,94 0,20 0,49, 0,098 17,66 47,09 70,63 76,52 87,31 81,42 5,89 19,62 7,85 149,11 113,80 111,83 14,72 10,79 104,97 II 116,74 117,72 28,45 220,73 215,80 19,62 111,83 201,11 189,33 125,57 441,45 637,65 168,73 421,83 83,39 52,97 0,49 48,07 85,35 0,98 6,87 5,89 490,50 397,31 264,87 190,31 343,35 140,28 193,26 97,12 174,62 188,35 90,25 124,59 3,92 774,99 696,51 382,59 308,64 250,16 152,06 174,63 87,31 78,48 155,00 141,26 259,97 126,55 1,96 74,56 99,08 som 95,16 7,85 15,70 318,83 510,12 362,97 348,26 75,54 53,96 38,26 500,31 1,96 28,45 35,32 0,20 2,94 55,92 1049,67 1,96 106,92 431,64 210,96 98,10 1,83 168,73 0,98 765,18 676,89 461,07 235,44 284,49 2,94 58,86 5,89 941,76 647,46 618,03 833,85 367,88 578,79 568,98 245,25 353,16 186,39 114,78 68,67 123,61 8,83 12,73 873,09 784,80 737,75 755,27 539,55 500,31 333,54 274,68 174,62 133,42 12,75 63,77 56,90 38,26 28,45 44,15 23,54 33,35 19,62 0,49 0,98 0,20 4,91 1,96 I ' I 47,09 41,20 157,94 94,18 31,39 15,70 8,83 108,89 21,58 13,73 10,63 44,15 33,35 28,45 49,05 119,68 55,92 21,58 90,25 153,04 142,25 98,10 163,83 to,79 43,16 39,24 37,28 35,32 25,51 47,09 51,99 11,77 24,53 31,39 25,51 4,91 6,87 40,22 24,53 33,35 44,15 0,098 11,77 66,71 27,:"7 113,80 143,23 3,92 109,87 2,94 225,63 230,54 209,93 451,26 402,21 58,86 42,18 9,81 618,03 568,98 98,10 549,36 196,20 136,36 70,63 86,33 299,21 167,75 279,59 269,78 309,02 122,63 164,81 0,96 57,88 81,42 338,45 65,73 39,24 47,09 9,81 0,49 3,92 99,08 76,52 10,79 189,33 598,41 338,45 149,11 210,92 529,74 63,77 696,51 392,40 657,27 294,30 122,63 235,41 9,81 16,68 264,87 0,98 197,18 73,58 1,96 11,77 50,u3 17,66 13,73 24,53 16,68 63,77 76,52 104,27 83,39 6,87 55,92 12,75 34,34 26,49 36,30 9,81 480,69 175,60 421,83 18,04 59,84 2,94 182,47 220,73 I 17,661 1,96 I 0,49
2
4
5
6
7 Ütközési
I
C
I 9
ellenállás, Ap., Pa
8
Ellenállás-tényezo, I
10
11
8-4. táblázat. Ütközési ellenállás értékek 80 oC homérsékletu futovízre
12
13
14
15
I
8
MELEGvíZ-FUTÉSEK
CSOVEZETÉKEINEK
A csoszakaszokban keletkezo csekély hatásos nyomás értékét csökkenti még az a tény, hogy a csoszakaszok mentén a lehulés nem egyenletes, és a keveredési pontban felmelegedés is elofordul. Ezért alsó elosztású gravitációs futésekben a csoszakaszok által keltett csekély hatásos nyomást a hálózat méretezésekor nem vesszük figyelembe, csak a futotestekben eloálló lehulés által keltett hatásos nyomásra méretezünk:
b)
a) Il JI/
rI lLil,
r
f" f.
I
/}P9 f,9
8-39. ábra. Gravitációs
I
919
l'
919 909
.W
rendszer hatásos nyomásának kesztése
szer-
a rendszer elvi kialakitása; bJ hatásos nyomás szerkesztése; 1. ll. lll. IV koncentrált lehulési pontok; '0. 110 '2 .... vizhomérséklet; Qo. elo ez •... a vizhomérséklethez tartozó vizsuruség; hlo h2 •.•• a szakaszok magasságaa kazán felett (hatásos magasság); hl. hlI •... a koncentrált lehillésipontok magassága a kazán felett (hatásos magasság); g nehézségi gyorsulás
aj
A rendszerben keletkezo felhajtóero a következo formában is írható: n
n LlPgrav= A
~
i=1
hi LlttBig= ~ hi Lleig. i=1
301
MÉRETEZÉSE
(8-13)
kifejezésben hi az i-edik lehulési pont magassága,
= ~ei eso suruLJ ti az 1 oC homérséklet-különbségre ségváltozás,.dti a tényleges homérsékletesés. A(8-13) összefüggéslényegében a (8-12) körintegrál közelíto megoldása. A (8-13) összefüggés azt is mutatja, hogyacsoszakaszok mentén eloálló és lineárisnak vett homérséklet- és suruségváltozás a szakasz középpontjába koncentráltnak tekintheto. A zárt görbe területe azonos marad, ha az egyes területeket(trapéz.,.háromszög) paralelogrammákká alakítjukát.
ei
.dPR=.dPgrav=hRg(ev-ee)
Pa,
(8-14)
ahol hR futotest közepének magassága a kazánközép felett, m; ev a futotestbó1 kilépo víz surusége, kg/m3; ee a futotestbe belépo víz surusége, kg/m3• Az így számított hatás os nyomásnak kell egyensúlyban lennie a radiátor áramkörében az eloírt víztömeg szálIításakor bekövetkezo nyomásesésseI. A méretezést a következo lépésekben célszeru végezni: .dpgrav hatásos nyomás meghatározása a (8-14) összefüggés szerint; .- elozetes méretezés; - a hatásos nyomás me80szlásának eldöntése, feltételezve, hogy a súrlódási és ütközési nyomásveszteség közel azonos. A .dPgrav két részre bontható. A súrlódási hányadot a-val jelölve, a fajlagos súrlódási nyomásesés:
S'= a ~tav
Palm, (8-15) a értéke gravitációs futések esetén O,5-nek veheto; - az S' és a szállítandó hohordozó tömegáramának (hoáramának) ismeretében a d csoátméro számítható, vagy a 8-1. mellékletbol veheto;
8.7.1.2. Alsó elosztású gravitációs rendszerek méretezése A keletkezo hatásos nyomás a (8-13) összefüggés szerinthatározható meg. A csohálózat méretezésének célja a fejlodo hatásos nyomás és a nyomásveszteségegyensúlyának megkeresése. Az alsó elosztású gravitációs rendszerekben a legtávolabbi és legalacsonyabban elhelyezett futotest áramköre a legkedvezotlenebb. A többi radiátor áramköre, amelyekpárhuzamosan kapcsolt áramkörök, ennél kedvezó'bbek. A 8-40. ábrán a legkedvezotlenebb az RI futotestáramköre. A nyomásdiagrambóllátható, hogy lényegeslehulés csak a radiátorban van. A vezeték lehulésecsekély, ezért a kjs hatás os magasság következtébena csolehulésbol eredo hatásos nyomás, amelyetjárulékos nyomásnak nevezünk, elhanyagolható.
8-40. ábra. Alsó elosztású gravitációs melegviz-futés nyomásdiagramja ARI terület (pont-vonaIlal határolva): az RI futotest hatásos nyomása; keresztben vonalkázott terület: csohálózat járulékos hatásos nyomása; ARII terület (szaggatott vonaIlal határolt. nem vonalkázott terület): az R II futotest hatásos nyomása; ferdén és keresztben vonaIkázott terület: a csohálózat járulékos hatásos nyomása
302
MELEGvíZ-FUTÉSEK
- pontos méretezés; - az elozetesen meghatározott d átméro és a víztömegáram ismeretében a víz sebességét meghatározzuk (értékei a 8-1. mellékletbol is vehetok); - meghatározzuk a helyi ellenállásokat (8-3. és 8-4. táblázat); - a csoszakaszok súrlódási és ütközési ellenállásának összegét képezzük; - képezzük a súrlódási és ütközési ellenállást 'a teljes áramkörre. Ha ennek értéke egyezik a számított hatásos nyomással, a méretezés megfelelo. Ha jelentos az eltérés, akkor az egyes méretek megváltoztatandók. Megengedheto eltérés ± 20 Pa (±2 kpfm2). A legkedvezotlenebb helyzetben levo futotest áramköre a fo- vagy mértékadó áramkör. A számítást mindig a foáramkör méretezéséveI kezdjük. A méretetést kello pontossággal kell végezni, mert a szuk csohálózat elégtelen futést, a bo csó'hálózat pedig egyes áramkörök túlfutését eredményezheti, ami költséges. Ha valahol nyomásfelesleg mutatkozik, azt le kell fojtani. A fojtás fojtószakasz vagy fojtótárcsa beépítésévellehetséges. A fojtószakasz hossza az 1
fojt=
zI S'-S' I
L1Pfojt-
m
(
III
I
f. ~----, -R~
--.
\-2i-I
1-0-
I
1~lh,
i
_~ll
N
U~ Iw h, hll~rr'16 4J,s-----f~
RI"" 1
J!L/
'j',g !bg
101
8-41. ábra. Felso elosztású gravitációs melegvíz-fútés nyoDJál. diagramja Vonalkázatlan terület: a radiátor hatáso. nyomása; vonalkázott terület: a·hálózat járotékos nyomása
8-16)
összefüggésseI számítható, ahol L1Pfojt a lefojtandó nyomásfelesleg ; ZI az 1fojt szakasz ütközési ellenállása; S~ a szukített szakasz fajlagos súrlódási nyomásesése ; S' fajlagos súrlódási nyomásesés a szukítendo szakaszon.
8-42. ábra. Felso elosztású gravitációs melegvíz-fútés nyomásdiagramja. A visszatéro alapvezeték a kazánközép alatt van ARI, ARn az R, és Ru ftitötestek hatáso. nyomása; vonalkázott területek: a hálózat járuléko. hatásos ~'yomása
8.7.1.3.
Felso elosztású gravitációs rendszerek méretezése
Felso elosztású futoberendezésekben a járulékos nyomás értéke jelentos, azt a méretezéskor figyelembe kell venni (8-41. ábra). A hatásos nyomás nagyságát olyan futó'hálózatra is egyszeruen meghatározhatjuk, amelyben a visszatéro csoszakasz egy része a kazán középvonala alatt fekszik (8-42. ábra). A hatásos nyomás, ill. a diagram most két részbol áll, az abszcisszatengely fölötti pozitív és az abszcisszatengely alatti negatív területbo1. A tényleges hatásos nyomás e két terület különbsége. Ha a kazánközép alatt elhelyezett vezetékekben nagy lehulés következik be" az a hatásos nyomás értékét jelentosen csökkentheti. A keveredési pontokban fellépo homérsékletemelkedés vagy -csökkenés szintén a hatásos nyomás nagyságát befolyásolja (1.a 8-42. ábra V. pontját). Az I. futotest szempontjából itt felmelegedés
van, a hatásos nyomás csökken. A vÍzszintes gyujtovezeték járulékos nyomása általában elhanyagolható. Ha a gyujto csohálózat a kazánközép fölé kerül, elkerülheto a hatásos nyomás csökkenése. A hatásos nyomás meghatározásához a csohálózat méreteinek ismerete lenne szükséges. A méretezés kezdetekor a csoátmérc5k nem ismeretesek, ezért elozetes feltételezéssel kell számolni. Az elozetes méretezéshez a hatásos nyomás közelíto értékét a következok szerint határozhatjuk meg: L1Peloz=
(1+ 1~)
L1Pgrav
Pa,
(8-17)
ahol ~ pótléktényezo és L1tgrav=L1PR a radiátor lehulésébol származó felhajtóero a (8-13) összefüggés szerint. A pótléktényezot befolyásolja az elosztóvezetékek kazán közép feletti magassága, á leszállóvezetékek távolsága a fofelszállótól és végül a futotest ma· gassága a kazán közép felett. ~ tapasztalati értékeit a 8-5. táblázat tartalmazza.
MELEGVÍZ-FUTÉSEK 8-5. táblázat. Az elosztóvezetékek magassága • kazánközép felett,
m
A Icszál1óvezeték távolsága a fofelszá\lótól.
m
ot
pótléktényezo
CSOVEZETÉKEINEK
a csovezeték
A fütotcst mapssága a kazán felett,
m
4
8
lehfiléséb61 származó Az elosztóvezeték maIlassága a kazánközép felett,
15 25
10
25
15
25
20
20
50
30 75
100 10 25 12
50 75
15
20135 -
-
25
-
-\---=
~~ 45 ---
10' 15
35 50
10 15
40 55 --
15 I -20
45 --
15 20
65 50
25 I -20
60
100
-
l'
16
50 75
100 Megjegyzés:
a
II
-50
24
I
~-11OO45
--
100
8
I
12
I
16
I
20
5 10 5 10 10
---
15 15 15
-
-----------40 20 10 35 15
I,8095
25 I
I
6Of:-1O 85 30 15 ----------65 25 10 90 35 15 --------,70 30 15
10
105 90 115
45 40 50
20 20 25
-----------
-
-
I
24
-
--
-
105 75 80 110 90 120
15 10 30 --20 15 --10 --5 I-----40 35 15 10 8 45 20 15 10 ----------40 20 15 10 50
25 25-1-5 55 30 50 35 60 40
130 ----------IlO 150
20 10 -1O----=20 10 20 15 25 15
-
--- ---
10
45 15 -----, 65 20 45
15
65 20 ----50 20
----70 60 80 70 90
25 25 30 30 35
-----
5 5
II 1
10 10 10 10 15 15 20
25 28
A fo felszál1óvezeték fali horonyban, az elosztóvezeték Felso számok: függoleges Icszál1óvezetékek horonyban,
50 75
100
aj zárt fali horonyban a szigeteletlen cso és a horony homérséklete közötti különbség 40 ... 50 oC; bJ zárt fali horonyban a szigetelt cso és a horony homérséklete közti különbség 55 ... 60 oC; ej padláshomérséklet (deszka- és azbesztcement fedés)-5 ... -10 oC;
(cserép-
vagy
üvegfedés)
120 50 25 20 10 I 55 90 40 20 15 10 100 4525-1-5-lOi--5130 55 30 20 10 I 5 2<>10110 liO 140 60 35 25 15 10 120 55 35 20 15 10 150 65 40 25 20 15 ISO 70 45 30 20 15 180 80 50 ~ ~ 20
5030
-- --- -------~--------
----
--- ---
-5 "<:-Os padlástérben, 75%-os S2.igetelésae1. alsó számok: (ünolegoa leszál1óvezetékek szabadon.
A lehulés számításához a környezet homérsékletét következok szerint vehetjük figyelembe:
dJ padláshomérséklet -12 oC;
m
100
I
10 25
cr.,%
4
10
50
figyelembevételére
A fütotest magassága a kazán felett,
m
25
8
nyomástöbhlet
Aleszá1lóvezeték távolsága afofelszá1lótól,
m
12
303
MÉRETEZÉSE
futetlen pincehelyiségek O oC; pince, a pincében flitési vezetékek vannak, +5 .. .10 oC. A gravitációs felso elosztású rendszerek csohálózatát az alsó elosztású rendszerekéhez hasonlóan méretezhetjük. A méretezést célszeru a következo sorrendben végezni: - az elozetes méretezéshez a közelíto értéku hatásos nyomás meghatározása a (8~17) összefüggéssei; - a csohálózat elozetes méretezése; eJ
lj
304
MELEGvíZ-FUTÉSEK
- az elozetesen méretezett csorendszerben keletkezo hatásos nyomás pontos számítása; - az elozetes méretek szükséges változtatása a hatásos nyomás számított értékének ismeretében. A legkedvezotlenebb áramkör ez esetben is a legtávolabbi és legalacsonyabban fekvo radiátor áramköre. Elozetes méretek ismeretében a csoszakaszok elején és végén meg kell határozni a homérsékletet, azaz a szakaszban létrejövo homérsékletesést. A hálózat minden szakaszára külön-külön meghatározható a homérsékletesés, majd a 8-2. táblázatból vehetjük a homérséklethez tartozó sUfUséget, s a hatásos magasság leméréséveI az adott szakasz járulékos hatásos nyomása számítható. A számítást célszeru táblázatosan végezni. Elozetes méretezéskor a hatásos nyomás súrlódási hányadosa a= 0,5 értéknek veheto [1. a (8-15) összefüggést] . A hálózat méretezése a 8-J. melléklet és a 8-4. táblázat felhasználásával is elvégezheto. A hatásos nyomás meghatározásához az egymás fölött levo radiátorokból visszatéro víz különbözo homérsékleteit figyelembe kell venni. Ha a visszatéro vezeték a kazánközép felett alacsonyan helyezkedik el, a lehulésbol származó felhajtóerot elhanyagolhat juk. A távoli radiátorok futofelületének méretezésekor figyelembe kell venni a csovezeték ·lehulését, sot figyelembe kell venni a k hoátbocsátási tényezo változását is. Ha az áramkörben a rendelkezésre álló nyomást a csovezeték méreteinek megváItoztatásával nem lehet egyensúlyba hozni, akkor fojtószakaszt vagy fojtótárcsát kell beiktatni. Kisebb nyomásfelesleg kettos beállítású radiátorszeleppel is lefojtható. Ha a pontos méretezés során a csohálózat méreteit változtat juk, ez a hatásos nyomás változását vonja maga után.
- az egyes radiátorokon átáramló víz LllRJ, lehulésének felvételével a futotestek mvRI, mvRU' •• , víztömegáramának meghatározása (LltR= 10... 20 oC választható a gazdaságossági szempontok figyelembevételével). A futotest közepes homérséklete és a helyiség homérséklete közötti különbség a legfelso emeleten a legkedvezobb, mert itt a legmagasabb a futovíz homérséklete, lefelé haladva ez egyre kedvezotlenebb lesz és a k hoátbocsátási tényezo is csökken; - a futotestek visszatéro bekötési pontjaiban" a (8-43. ábra B és D pontjában) a víz lehulésének meghatározása ; - a közelíto hatásos nyomás meghatározása; - elozetes csoméretezés ; - a pontos hatásos nyomás számítása; - végleges csoméretezés. A felsorolt lépések számításai a következok sze· rint végezhetok el : - a teljes leszállóvezeték homérsékletesése Lllh= = 10... 35 oC értékben választható; LltRD, •••
~-2TTTI~: ihJ
-o
aj
~
b)
(r,-f')'lg
-; hp
RI
8.7.1.4. Egycsöves gravitációs futések méretezése
Egycsöv~s gravitációs futési rendszerben két áramkört különböztetünk meg: a foáramkört, amiben radiátorok nincsenek bent, és amellékáramkört, amit a radiátorok és kötéseik képeznek (8-43. ábra). A joáramkör méretezésének lépései a következok: - a teljes leszállóvezeték Llth homérsékletesésének felvétele; - a leszálló egyes futotestjei QI' Qu, ... holeadásának ismeretében a leszálló mv vÍztömegáramának meghatározása (8-44. ábra);
8-43. ábra. Egycsöves gravitációs fútés és nyomásdiagramja Foáramkör:
0-1-2-3-4-~-6-7-8-9 szakaszok. Mellékáramkörök: A-Rr' és C-Ru-D szakaszok aj fóáramkör nyomásdiagramja a cs6leh6lés eIhanyagolásával; bJ nyo"" diagram a csóleh6lés figyeIembevételével. Folyamatos vonaIIaI halÍlllll terület: a foáramkör hatásos nyomása; szaggatott vonallal határolt, VOaaJ. kázott terület: amellékáramkör hatásos nyomása
mv-mvR mv
.~t +~VN '-j-'-R/-','-': 2
hR
8-44. ábra. A 8-43. ábra RI radiátorának (A jelölések
értelmezése
megegyezik
áramköre
a 8-43. ábráéval)
MELEGvíZ-FUTÉSEK
CSÖVEZETÉKElNEK
Q" Qu, ... - a leszállók egyes ffitotestjeinek ~5leadása ismeretében a leszálló víztömegárama [8-44. ábra):
. _QI+QU+'" mvA Cv LJtb
k"
(8-18)
g,s,
- a leszállók egyes futotestjein átáramló víz leIliilésének felvételével (.dtR = 10- 20 oc) a fütotestek víztömegárama : QI . vRI----;;t-' Cv LJtRI
m·
m'
Qu. vRU-~-' Cv LJtRU
..• kgjs' ,
-
MÉRETEZÉSE
305
ahol j a keveredési pontokat (a 8-43. ábrán a B és D pontot), i a foáramkör egyes szakaszainak lehulési pontjait (a 8-43. ábrán az 1,2, ... , 9 pontot) jelöli. A kifejezés elso tagja a futotestek visszatéro bekötési (keveredési) pontjainak, második tagja a csovezeték koncentrált lehulési pontjainak hatásos nyomása. A keveredési pontokban eloálló lehulés, a rövidrezáró csoszakasz .dtcs61ehulését is figyelembe véve: A _ mvRj A A LJtj--. - ( LJtRj-LJtcsoj
mv
)
A +LJtcsoj
Pa,•
(8-19)
(8-24)
- a víz lehulése a futotestek visszatéro bekötési (keveredési) pont jaiban (a 8-43. ábra B és D pontjában, ha a csovezeték lehulését egyelore elhanyagoljuk:
- a pontos hatásos nyomás ismeretében elvégezheto a végleges csoméretezés. A mellékáramkörök méretezése. A futotesteken átmeno meIIékáramkörök hatásos nyomása a rövidés a menékrezáró szakasz .dPA-B ellenállásából áramkörben keletkezo többletnyomásból tevodik össze:
.dtB= ~~; cvmv
.dto= QI~
Cvmv
oc.
(8-20)
A keveredési pontokban
keletkezo lehulések összege természetesen a teljes leszálló elozetesen felvett l1omérsékletesésével egyenlo: (8-21) - a keveredési pontokban létrejövo lehulések ismeretében az elozetes csoméretezéshez figyelembe veheto közelíto hatásos nyomás: .1Pel6z=(1 + cx)(hBcB.dtBg+ hoEo.dtog
t ...)
Pa, (8-22)
ahol exa csohálózat lehulésébol származó járulékos nyomás pótléktényezoje [1. a (8-17) Összefüggés elotti szöveget], számértékeit a 8-5. táblázatból vel1etjük; hB' ho a keveredési pontok magassága a kazánközép felett, m (1. a 8-43. ábrát);
CB= ~eB LJ tB ,
kgjm30C, stb. [1. a (8-13) összefüggés magyarázatánál]; .dtB, .dto vízlehulés a B és D keveredési pontban a (8-20) összefüggés szerint, oC; g a nehézségi gyorsulás, m/s2; - az elozetes csoméretezés a .dPeláz közelíto hatásos nyomás alapján elvégezheto a 8.7.1. pont szerint. A hatásos nyomás 70%-át (a=0,7) lehet súrlódásra elhasználni; - az elozetes méretezéssei nyert csoméretek ismeretében meghatározható a csovezeték lehiiIését is figyelembe vevo pontos hatásos nyomás: k
.dPgrav=
1: hjcj.dtjg+
j=1
n
1: hici.dtig
i='
Pa, (8-23)
.dP=.dPA_B+
~
(CR
.dtR-ccsö
.dtcso)g
Pa. (8-25)
Abekötések hoveszteségét a radiátorlehulésben figyelembe kell venni. A hatásos nyomás növelheto a keveredési pont lejjebb helyezésévei (8-44. ábra, B helyett B' pont). A rövidrezáró szakasz átmérojét a leszálló átmérojénél egy mérettel kisebbre kell venni, ha a számítás során nem kapunk arra még kisebb méretet. Kamenyev módszere a futotesteken átáramló víz tömegáramának elozetes megválasztásán alapul. A méretezés menete és lépései megegyeznek az elobbi módszerével. A különbség abban áll, hogy az egyes futotestek esetében nem azok .dtR lehulését vesszük fel, ami meghatározza víztömegáramuka t, hanem elore felvesszük víztömegáramokat, és ebbol számítjuk .dtR lehulésüket. Az egyes futotestek víztömegáramát a P=ThvR/Thv átfolyási tényezo (a mellékáramkör és foáramkör víztömegáramának viszonya) számértékének elozetes felvétele határozza meg. A leszállóvezetékek méretezésére dolgozta ki Kamenyev a 8-45. ábra diagramját a technikai mértékrendszerben. A leszállón elhasználható .dPA-B nyomás és a leszálló Q hoárama ismeretében adódik értékpár a a csovezeték átméroje. Ha a L1PA-B-Q csoméret vastagon húzott vonalára esik, akkor ezt a méretet választ juk az egész leszálló méretéül. Ha az értékpár két vastagon húzott csoméret közötti vékony vonalra esik, akkor az illeto vonalhoz tartozó, az ábraszövegben megadott jelmagyarázat szerint járunk el.
306
~ _II {Iili/f-.f.ITIT --~ - 'o ~ ...,
I
==~+~
MELEGvfz-FÜTÉSEK
-
o b- a I 1~ .= b.. r"~;.' .. +li b' ----'' .. r=-,1/'1/1/'" ~rt+/III . iw..w.f. ~ 500 I ~rIc. 'J "(; / 'b ~ 400.. ~~ ...
!
,~
..
.•
I
.t::
.~
220 ~
180
'-
150
'"
130
140
~
50
t:>
E:
110 ~
100 "" 90 o;BO '~
80
70
70 ,~ 60
~
50
g.
"'40
'"
COl "1
30
m
'"
120
, 90
60
3,3
160
~ 100
~
3m vagy
180~
~ ~
I
300 ~ 260 g>
..§ 220
.~
Elosztó A
,~
~ 300 ~260
~
550
500? 400~
O
~ """
2
"5
3
~6 2
3 '
6T
8 g'io
4 ' 5 .6 7
'12"
Ú '16/820'10J
8
--c;;-:-.;; .;YUj,o ...--
'ello 7fii:í6·10J A, keallh
ti felso skálája:
& th = 25 oC
ri alsó skálája: &th = 20 oC
hj
aj
8-45, ábra. Kamenyev-féle
módszer az egycsöves (ütések leszállóinak méretezésére
a) nomogram Jelmagyarázat: -'/," cs6méret; --'1" cs6méret; -.-1" cs6méret; - ... - 1 '/" csoméret a vonalak: a leszálló átmérojét az 1. szakaszon [h) ábra] egy mérettel növeln; (csökkenteni) kell; h vonalak: az átmérot a II. szakaszon egy mérettel növeini (csökkenteni) kell; c vonalak: a leszálló átmérojét az 1. és IT. szakaszon egyaránt növeIni (csökkenteni) kell egy mérettel; h) leszállóvezeték kialakítása Á, B a leszállóvezeték csatlakozópontjai az alapvezetékhez PI. 12=8000 kcalih; .1PAB=60 kplm'; .1/h=25 oC. A leszálló mérete végig 1'. PI. ri =8000 1
8.7.1.5.
Egyszinti gravitációs fütések méretezése
h 2
A hatásos
nyomás:
" LtPh= ~ hF1Ltt,g, 1-1
Pa.
(8-26)
A futotestek hatásos magassága (a radiátor és a kazán azonos szinten van) gyakorlatilag nullának veheto, ezért a hatásos nyomás csupán a csovezeték lehulésébol származik. A keletkezo hatásos nyomás kicsi, növelése adott helyiség-belmagasság mellett a lehulés növelésével lehetséges. Egyszinti futéseknél a futovÍz homérséklet-csökkenése a kazántóI a legutolsó radiátorig ov 10 oC is lehet. A keletkezo felhajtóero szerkesztéssel is meghatározható (8-46. ábra). A kazánközép feletti vezetékek elhulésébol adódó hatásos nyomást (az ábrán a +
8-46. ábra. Egyszinti gravitációs futés kialakítása és nyomásdiagramja 1 ... 6 lehlílési pontok; hl ... h6 lehlílési' pontok magassága a kazánltölip felett; 10 ••. /7 vizhomérséklet; 110... fl7 vlzsllriiség 10' •. 17 homérséldotea; II nehézséai gyonulás
MELEGvfz-FUTÉSEK
CSOVEZeTÉKEINEK
307
MÉRETEZÉSE
8-6. táblázat.
48 ... 20 816 24 28 12 20 24 16... 12...
a kazántói,
0 ... 4
Egyszinti flltések nutiátoraiban megengedhet6 hamérsékleteiések A20legtávolabbi ffit6test távoláp a bántói, m 2 0 '24 20 22 26 28 30 26 32 22lOI 22 I Megeqedhetö A méretezendö I 12 4 8I,m homérséklet, oC 16120I 20 I 24 I 28 22124
--
I---
-
= 1=
f6t6test távolsága I 20
847. ábra. Egyszinti gravitációs (etázs-) futés jellemzo méretei
jelu terület) az ezen szint alatti vezetékek lehulése csökkenti (az ábrán a - jelu terület). A kazán közép alatt elhelyezkedo lehulési (vagy felmelegedési) pontok h magasságát negatív elojellel kell figyelembe venni. Az egyszinti futoberendezésekben keletkezo hatásos nyomás kicsi, a csohálózat méretei ennek következtében elég nagyok. Az egyszinti futoberendezések csohálózatának méretezése elvileg azonos a gravitációs felso elosztású rendszerek méretezéséveI. Az elozetes méretezéshezszükséges közelíto hatásos nyomás meghatározásához empirikus összefüggést használhatunk fel(8-47. ábra): (8-27)
ahol b a lehuléstol függo tényezo, értéke 3,0... 4,0 Pa/m2 között veheto fel. A méretezés további menetemegegyezik a gravitációs felso elosztású futések méretezéséveI (1. a 8.7.1.3. pontot). Elozetes méretezéskor a teljes hatásos nyomás 50%-át (0.=0,5) lehet a súrlódási ellenállás legyozésére felhasználni. A futotestek felületét a tényleges középhomérsékletek alapján határozzuk meg. Mivel a futovíz lehulésea csovezetékben igen jelentékeny lehet, ezért az egyes futotestek fajlagos holeadása is igen jelentos eltérést mutathat. A legtávolabbi radiátoroknál a homérsékletesés jlR = 20 oC. A legközelebbi radiátor hatásos nyomása a legkisebb, ezért itt nagy homérsékletesést választunk, így a víztömegáram kicsi. A futotestekben inegengedheto homérsékletesés a kazán és futotest közötti távolság függvénye (8-6. táblázat). A csövek holeadását a futotestek felületének meghatározásakor figyelembe kell venni. A Macskásy-módszer arra a nálunk leggyakoribb esetrevonatkozik, amikor a futotestek és a kazán középvonalaegy színtbe esik. A méretezés alapgondolata: az egyes áramkörök minden szakaszában
(eloremeno és visszatéro csopárban) annyi hatásos nyomást kell elhasználni, mint amennyi abban a szakaszban fejlodik. A módszer az elosztóvezetéknél 2,4 m, a csatlakozóvezetékeknél 1,35 m hatásos magasságot vesz a;lapJlI. A méretezéshez a 8-48. és 8-49. ábra használható fel. A 8-48. ábra az elosztóvezetékre, a 8-49. ábra a csatlakozóvezetékekre vonatkozik. ro. kglh kglsf
f v;.
JI 'elm
mis
U 1,1 1,0
0,9 0,8 0.7 ali
as 0.4 0,3 0.2
0,1
o
~ ~ ~ ~"",,"~c:..,.
~du
~d*~d· C'O')...;t
~dll':JiJ·~dM~ tQlt)ItC)~t"Qt
~
~
d, 10-3 m
8-48. ábra. Nomogram az egyszinti gravitációs futés elosztóvezetékének méretezésére d csoátméro; my víztömegáram;
Vy
vízsebesség; ,JI fajlagos vizlehlllés
- MELEGv1Z-FUTÉSEK
308 mv *9/h *975 o.nH
t 160.+ vv
M 'elm
mis
1,6 1,5
150.
o,04O~ 140.
1,4
130.
1,3
120.
1,2
o,a35i
1,1
o,ll1Ofa
m
0,025+90.
80
0,0
0,0.46
0,0
G,02a 70. 0,0.45
0,7
60. 0,044
0,6
50. 0.,043
0,5
/
választjuk a nagyobbik és az eloremeno vezetéketa kisebbik méretre, ha viszont d" környezetébe kerü· lünk, akkor a méretek megválasztásakor fordítva járunk el. Hasonló az eljárás az elosztóvezetékek esetében is, de itt már az mv víztömegáram változtatá sára nincs lehetoség. Az ábrán a d tengelyen két kereskedelmi méret között három pont van megjelölve (8-48. ábra, d', d", d'" pont). Amennyiben a d' érték közelébe jutunk, akkor a teljes 21; szakasznak (eloremeno és visszatéro) 75%-a, d" közelében 50%-a, míg d'" esetében 25%-a készül a kisebbik, a fennmaradó rész a nagyobbik kereskedelmi méretu csóbol.
8.7.2. Szivattyús futoberendezések méretezése
l.laf5j
40. ~o,a42 0,010.
Ja ~0,041
?,GG5{a ~0,04 la
~ '" '"
dll
~
.,., '" ri, 10.-3 m
8-49. ábra. Nomogram az egyszinti gravitációs futés csatlakoz6vezetékeinek méretezésére desoátméro
; mv víztömegáram
; Vy vízsebesség;
Jt
fajlagos
vízlehfilés
Általában nem várható, hogya diagrambólleolvasott csoméret mindenkor egy kereskedelmi méretnek feleljen meg. Ha a diagramban két kereskedelmi méret közé eso érték adódik, el kell dönteni, hogy melyik méret választandó, esetleg más méretet veszünk az eloremeno és más méretet a visszatéro vezeték részére. A méretek variálásával elérhetjük, hogy a rendelkezésünkre álló hatásos nyomást elhasználjuk. A gyakorlat számára azonban elegendo annyi is, hogy az egész eloremeno vagy visszatéro vezeték méretét változtat juk, egy szakaszon belül a méretek változtatására nincs szükség. A csatlakozóvezeték-méretek gyors megválasztásának elosegítésére két kereskedelmi méret között két-két pont van megjelölve (8-49. ábra, d' és d" pont). Ezeket a segédértékeket lehet felhasználni annak eldöntésére, hogy az elore meno és visszatéro vezeték mérete milyen legyen. Ha a d' pont közvetlen környezetébe jutunk, akkor a visszatéro vezetéket
Gazdaságos csohálózat a beruházási és üzemkölt· ség optimumának meghatározásával tervezhetó. A szivattyúnyomás nagyságának megválasztása - adott víztömegáram esetén - befolyásolja a csohálózat átméroit és a szivattyúteljesítményt. A L1tb hasznos homérsékletesés, amely megszabja az adott futoteljesítményhez tartozó víztömegáramot, bizonyos határok között ugyancsak szabadon választható, és befolyásolja a rehdszer évi (amortizációs és üzemeltetési) köItségét. Az évi költség alakulását a Llth függvényében a 8-50. ábra szemlélteti. A hasznos homérsékletesést szivattyús futoberendezésekben 10... 30 oC között célszeru felvenni, mert ebben az intervallumban a legkisebb az üzemköltség. Önálló kazántelep esetén Llth=20 oC, távfutésre kapcsolt épületeknél Llth= 30 oC választása szoká-
8-50. ábra. Szivattyús futés évi költsége a Ll/h hasznos homérsékletesés függvényében,adott szivattyúnyomás mellett Ktvl a rendszer amortizációs
és üzemeltetési
évi költsége
MELEGvfz-FUTÉSEK
CSÖVEZETÉKEINEK.
sos és célszeru. A gazdaságos szivattyúnyomás megválasztásakor figyelembe kell venni az épület jellegét, a foáramkör hosszát, az amortizációs idot, a futotestekben megengedett homérsékletesést, az áramköltséget, az épület hoveszteségét. Szakaszos futési üzemre (2300 óra/év) a gazdaságos szivattyúnyomás értéke:
Q
LJPsziv-O,175 _ (Ahe
)0,827
Lo,I?3 LJthO,519
(8-28) Állandó futésre (4500 órajév) ugyanez az összefüggés vonatkozik, csak a 0,175 szorzótényezo helyett 0,1 értékkel kell számolni. Az összefüggésben
309
MÉRETEZÉSE
zánhoz közel levo alapvezetékben nagyobb fajlagos nyomásesést célszeru választani. 1. példa. Méretezendo a 8-51. ábrán látható alsó elosztású gravitációs futorendszer csohálózata. Az ábrán feltüntettük a csoszakaszok számát, a 8-7. táblázatban pedig a szakaszok által szállított hoáramot (a szakaszok terhelését W-ban, 2. oszlop), valamint az egyes szakaszok hosszát (4. oszlop). A homérsékletek megválasztása: Llth=20 oC, te=90 oC, tv=70 oC. A legkedvezotIenebb helyzetii (a legalacsonyabban fekvo és legtávolabbi) az 1. futotest, a méretezést ezzel kezdjük. Hatásos nyomás a (8-14) szerint: LJpRl= LJPgrav=hl«(17o- (!90)g=
az épület kiterjedését kifejezo tényezo (értéke 0,2... 0,3); La foáramkör hossza, m; LJth hasznos homérsékletesés a futotestekben, oC; n amortizációs ido, év; v* áramköltség (0,5 ... 1,0 Ft/kWh). A csohálózatban a súrlódási nyomásesés 100...
=2,45 ·12,5· 9,81 ~301
AJe
Palm (10 ... 12 kP~m2) lehet. A Lllh és LJPsziv elozok szerinti meghatározása után a szivattyús futések méretezésekor úgy járunk el, mint a többi melegvíz-futoberendezésnél. Súrlódásra elozetes méretezéskor a szivattyúnyomás értékének 50%-át (a=0,5) használjuk fel:
120
S' - a Ll,ftv
Palm.
(8-29)
A csohálózat méretezéséhez a 8-1. melléklet táblázatát használjuk. Az eloreméretezett rendszer pontos súrlódási és ütközési ellenállását a 8-1. melléklet és a 8-3. táblázat alapján határozzuk meg. Az elozetes csoméretezés a sebesség felvételével is elvégezheto. (A vízsebesség épületen belül 0,8 ... 1,0 mis, alapvezetékben 1,5... 3,0 mis lehet.) A sebességfelvétele után a víztömegáram ismeretében a csoátméro a 8-1. mellékletbol elozetesen meghatározható. Az eloméretezett rendszer pontos ellenállása a 8-1. melléklet és a 8-3. táblázat segitségével számítható. Ezzel rendelkezésre áll a szükséges szivattyúnyomás is. Ez a módszer természetesen kizárja a gazdaságos szivattyúnyomásra való méretezés lehetoségét. Nagyon magas szivattyús rendszerekben a gravitációs nyomás értéke jelentos lehet, ezért ezt is figyelembe kell venni. Ha azonban LJPsrav<
akkor a természetes felhajtóero elhanyagolható. A méretezés során a rendszer beszabályozhatósága végett a hálózat távolabbi részein kisebb, a ka-
értékeit 1. a 8-2. táblázatban.) Fajlagos súrlódási nyomásesés a (8-15) szerint:
Pa.
(e
S'I
a=0,5
felvételével
a Llpgrav_ 0,5 . 301 ~5 1 P / El 29,5 ~, a m.
A 2. oszlopban feltüntetett hoáramot hordozó Thvvíztömegáram értékei a (8-10) szerint: 105000 4200 .20~1,25 kg/s. A víz fajhojét Cv~4200 J/kgK ( '" 1,0 kcal/kg oc) kerekített értékkel vettük. figyelembe. Hasonló módon számítható az ~, Th3 stb. értéke is (3. oszlop). A 3. oszlop kitöltése után az Thi' ~ stb. tömegáram szállításához szükséges d csoátméro a 8-1. mellékletbol kiveheto. A melléklet S', Palm sorában megkeressük az Thi' ~ stb. értékét, és ennek oszlopában leolvassuk a desoátmérot (5. oszlop). Természetesen, ha a keresett szám nincs meg, akkor a hozzá legközelebbi értéket választjuk, ügyelve arra, hogy a csoszakasz párját viszont ellentétes irányba kerekitsük. Ezzel készen van az elozetes .
ml=
Ql
CvLJth =
I iFJtöfest
8-51. ábra. AIs6 eloszlású
gravitációs
futéS (adatok
példához)
@ szakaaz-sz4mok
az 1.
310
MELEGvfZ-FUTÉSEK 8-7. táblázat. 1. példa. Alsó elosztású gravitációs melegvíz-futés (8-51. ábra) csöméretezése
S', 10 678 Pa m 9IC 4I 53I Apsúr::::Jl/S', 12 mis kaJI Palm W Pa á.V,PaI Apz, It1p, 1.m".I
II
Id,I I
Pa It1p= t1P8Úr+
Méretezés
I
+t1p••
1 105000 50 100 40000 65 20000 54,0 4,1 4,7 24,5 12,3 4,8 16,7 3,8 25,1 1,5 45,5 59,3 3,5 3,5 46,4 2,5 158,8 0,08 21,4 3,0 6,0 0,475 26,4 197,5 0,13 38,7 0,5 2,0 0,17 21,0 28,8 129,9 5,3 84,4 070,238 ,475 1,25 3,3. 8,8 298,2 243,0 1,5 0,069 151,3 1,0 2,8 ,5 2,8 5,5 ,238 1/," 455,2 I 15800 18,6 0,069 45,51 1 1/,' 1,0 1I I 5800 6,0
--
l'
5800 20000 5000 14200 14200 18,6 0,5 8,7 105,0 26,5 1,5 271,3 0,19 201,3 148,5 53,7 0,059 325,0 3,0 1,5 0,18 0,238 0,08 28,1 0,069 109,5 0,19 28,1 51,1 52,8 12,3 6,0 29,0 0,13 70,0 81,4 45,0 0,169 23,0 19,4 12,9 2/) 30,3 43,5 4,4 S/" sI,' 18,0 111/2 1/," 11/." 1/2' '12,0 15,0 11/~1
7,8 52,8
----
II. futotest áramköre Fojtandó:
6,4 Pa
73,7 Pa
I 0,5
I
méretezés. Ezután meghatározznk a csovezeték pontos ellenállását. A választott d átmérónöz és az my víztömegáramhoz tartozó tényleges S' értékek leolvashatók a 8-1. mellékletbol. Az 1. szakasz méretét d= 100 mm-re vettük fel. Megkeressük az lhl= 1,25 kg/s értéket a 8-1. melléklet d= 100 oszlopában. Az ehhez tartozó S' = 3,45 ~3,5 Palm. Ha a keresett my nem található, a hozzá legközelebb levo két érték (kisebb és nagyobb) között interpolálni kell. Az így leolvasott S' értékeket írjuk a táblázat 6. oszlopába. A 7. oszlop az IS' súrlódási ellenállást, a 8. oszlop a számított (vágy a 8-1. mellékletbol kigyujtött) tényleges sebességeket (felkerekítve) tartalmazza. A El: értékei (9. oszlop) a 8-51. ábra alapján a 8-3. táblázatból vehetok (pl. a 8-51. ábra 1. szakaszában 2 db könyök, 1 db tolózár, 1 db nadrágidom ; a 2.
szakaszban 1 db T idom; a 3. szakaszban 1 db Iv 1 db T elágazás stb. van). Az ütközési nyomásesés értékeit a 8-4. táblázat· ból vehetjük (a 8-7. táblázat 10. oszlopa). A 7. és 10. oszlopok összegezésévei kapjuk a LJp=S' 1+ LJpz teljes ellenállás értékét (ll. oszlop). A 12. oszlopban folyamatosan összegezzük az egyes szakaszok LJp ellenállását. Az elmondottak szerint az áramkör minden sza· kaszát méretezzük. A LJp értékek összegezése után látható, hogy az 1. áramkör ellenállása 298,2 Pa ( rv 30 kp/m2), közel megegyezik a keletkezo felhajtáerovel (LJPgray=301 Pa), így ennek az áramkömek a méretsora rögzitheto. A siámitást ± 3% pontossággal kell elkésziteni. Ha a hibahatáron kivül van a végeredmény, valamelyik csoméret változtatásá· val korrigáini kell a méretezést.
MELEGVÍZ-FÜTÉSEK
CSÓYEZETÉKEINEK
II. futotest áramkörének méretezése. A hatásos nyomás LlpRII=5,45 . 12,5 . 9,81 ~668
Pa.
Az eddig méretezett 1., 2., 3. és 6., 7., 8. szakasz ellenállása 269,3 Pa, így az áramkör még nem méretezett 9., 10., 11., 12. szakaszán elhasználható 668-269,3=398,7 Pa nyomásesés. A felsorolt szakaszok hossza: "1:.1;= 9 m. Fajlagos súrlódási nyomásesés:
S' - 0,5 . 398,7 ~22 1 P /
II-
9,0
~,
a m.
A felsorolt szakaszok számítását az elozokben leírtak szerint végezzük. A rendelkezésre álló hatásos nyomást nem tudjuk elhasználni. Bármelyik szakaszt fojtanánk, az ellenállás növekedése olyan mértéku lenne, hogya cirkuláció a kívánt my-nél nemjönne létre, s más egyensúlyi állapot állna be! A különbséget (73,7 Pa) a fiitotestszeleppel tudjuk 1efojtani. A Ill. fiitotestáramköre az 1., 2., 13., 14., 15., 16.,7. és 8. csoszakaszból áll. Már méretezett az 1., 2. és a 7., 8. szakasz.
311
MÉRETEZÉSE
A hatásos nyomás értéke megegyezik az 1. fiitotest áram körében keletkezo felhajtóerovel : 301 Pa. A méretezett szakaszok ellenállása 185,1 Pa. Így a 13., 14., 15., 16. szakaszokon elhasználható 301-185,1 = 115,9 Pa nyomás. A csoszakaszok teljes hossza "1:.1;= 6,0 m. Fajlagos súrlódási nyomásesés:
S~II=
0,5 . 115,9 ~9,7
/;.,"
Palm.
A méretezést az ismert módon fol'ytatjuk. Kismértéku fojtás itt is szükséges, mert csoméret-változtatással már nem lehet az ellenállást finomítani. Gravitációs alsó elosztású fiitorendszerekben az elosztó és gyujto csovezeték kedvezotlen fekvése miatt a csolehulésbol eredo felhajtóero kicsi, s ezért gyakorlati számításban elhanyagolható. 2. példa. A 8-52. ábrán négyszintes épület felso elosztású gravitációs futorendszere látható. Méretezendo a csohálózat. A szakasz-számokat az ábrán tüntettük fel, a hoáram, valamint a méretek a 8-8. táblázatban találhatók. te=90
oC,
ty=70 oC,
így
Ath=20
8-II. táblázat. 1. pékla. FeW eIOSZtáSÚgravitációs melegviz-mtés (8-52. ábra) cs6méretezése d, XC 1, 1011 492S+llp., m 67812 3Ö, Pa mis kaJ5 4:tp.ár=lS', Palm Pa " AP., Illp, W Pa S', mv,
Pa
Méretezés
IIp=llpallr+
I. futotest áramköre 1
32000 65 16000 12000 32000 8000 80 1" 80 65000 50 5000 65000 2500 29,4 76,8 31,5 13,5 2,5 51,3 82,8 82,8 2,4 1,5 0,095 6,0 11,3 0,2 0,381 ,143 37,3 44,9 7,6 00,19 ,19 18,6 16,1 0,3 6,0 36,7 16,5 67,S 238,2 12,0 3,7 406,6 0,060 1.5 3,0 0,16 5,0 0,030 1,5 101,4 18,6 16,8 7,0 0,11 503,8 7,~ 97,2 3,0 0,16 548,7 2,0 3,8 00,773 ,773 320,5 18,0 7,5 23,5 28,8 27,0 67,5 1,3 15,0 221,7 267,0 1,8 302,5 185,0 0,09 0,16 86,1 83,6 33,0 0,11 35,5 8,0 11,0 9,0 9,(1 11/.' 11/." 8/: I 11/," 8,0
Kelctkez6 hatáaos nyomás: E1hllSZÚlt halA_ nyom": Lel'ojtandó: 36,9 Pa.
S8S ,6 Pa (1. a 8-9. lAblbatot). 548,7 Pa.
oC;
312
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
az eloremen<5 vezeték a padláson szigetelten, a f()felszálló fali horonyban szigetelés nélkül, a leszállók szabadon haladnak. A legkedvez<5tlenebb futotestek a legtávolabbi és legalacsonyabban lev<5 1. radiátor és ennek áramköre. Hatásos nyomás a (8-17) szerint: L1Pelöz= (1 + I~)
L1Pgrav= (1 + 1~) hRÜ?v- ee)g·
ha =2,5 m, ev- e2= 12,5 kg/m3 (8-2. táblázat), cx= 65% (a 8-5. táblázatból). L1Pelöz=(1 + 0,65) . 2,5 . 12,5 . 9,81 ;::;:505,8 Pa. A fajlagos súrlódás, ha a= 0,5 és a hálózat hossza 55,5 m:
S' =
0,5 L1Pelöz_ 0,5 . 505,8 ~4 55 L'[ 55,5 ~,
P / a m.
ml' ~ stb. meghatározása, valamint a ~ tényez<5k kiválasztása után a 8-1. mellékletbol a csoátmér<5ket megválasztjuk, s ezek után az 1. példában rögzítettek szerint a hálózat méretezheto. A rendszer ellenállása 548,7 Pa (rv 55 kp/m2). A méretezett hálózatban most már a tényleges hatásos nyomás számítható. Fali horonyban a homérséklet 40 oC, a padlás homérséklete -10 oC, a szigetelés 75%-os, a többi vezeték 20 oC homérsékletu térben halad. Ezek után a (8-13) összefüggés segítségével minden szakaszon a hatásos nyomás számítható: L1Pgrav=~hiL1e,g·
------ -------WI is
rpoo
I
(j)
--
--
8-52. ábra. Felso elosztású gravitációs futés (2. példa) II 1... Illi szakasz-számok A számítás eredményeit a 8-9. táblázatban gyujtöt· tük össze. Az 1., 2., 3. és 4. oszlop adatai a 8-8. táblázatból, a 14. oszlop adatai a 8-52. ábrából vehetó'k. Az 5. oszlopban a szigetelés adatait, a 7. oszlopban pedig a környezet Mmérsékletét rögzítettük. Koncentráljuk a lehulést az egyes csoszakaszok középpontjába (pl. az 1. cs<5szakasz 7,0 m magasságú pontja), az ezekhez tartozó magassági koordiná· ták a 14. oszlopban találhatók. A 8-9. táblázat 6. oszlopában rögzítjük a te homérséklet értékeit (te = 90 oC az 1. szakaszon).
A 8. oszlopban
= te ~ tv - tkö értékeit rögzítjük (gyakorlatilag ehelyett beírhatjuk a te - tkö különbséget, a 6. és 7. oszlop értékeinek különbségét, mi· L1r
8-9. táblázat. 2. példa. Felso elosztású gravitáclósmelegvíz-flítés(8-52. ábra) lehillésooleredo hatásos nyomásának számitása d, •• kgfmO Pa 90,0 84,06 _g_ 20,0 4oc 16 13 12 11 14 Smm 10 91,08 24e, 3% m oc 6IS oc 78oc m tv. h, oc mv. kgfs 20 t1P.~.y, -10 80 40" 84,99 Futo~llo 6S 75 1" '18z18' 0,773 0,075 0,071 4,4 0,386 0,306 50,0 0,381 46,7 01,5 1,02 7,0 ,0375 0,68 0,19 67,21 88,60 98,60 88,25 33,9 0,0534 14,5 0,68 0,35 87,21 88,60 37,0 14,6 7,0 0,38 0,054 0,143 87,21 84,06 87,82 0,0292 13,0 0,0186 0,61 0,43 0,93 0,172 0,62 0,204 88,25 66,15 0,030 51,6 248,2 84,99 86,15 0,0231 0,66 0,65 1,16 7,4 86,15 67,82 64,99 0,095 296,2 15,4 1%,6 154,9 41,7 37,3 10,4 0,67 2,6 87,82 0,0327 117,6 5,0 88,98 98,98 13,5 83,7 0,0814 0,060 32,6 280,8 11/2 3,0 2,5 146,7 11/." 1, 8/." 1/2" "l~ sm ll/c" O,02~1 JO 88,98 I 68,25 Jcr 4t=14t, ' m" I .• test 1. flitotest áramköre 64,081~ 0,59 1289,4 1585,6
'..
~
MELEGvfZ-FUTÉSEK
CSOVEZETÉKEINEK
vela csolehulés igen kis mértéku). Ezt követoen m; értékét a 8-10. táblázatból a 9. oszlopba írjuk. Az m; (9. oszlop) és az mv (2. oszlop) viszonya a méterenkénti .1tl tényleges csolehulést adja meg. A cso hoszigetelése csökkenti a lehulés mértékét, ezért (I - 1]szig).1tlértékét írjuk a csolehulés 10. oszlopába.
A ll. oszlop az l méter hosszú csovezeték lehulését, a 12. oszlop a csoszakasz végén eloálló tv= = te -.1t homérsékletet tartalmazza . .1e értéke a 8-2.táblázatb61 veheto. A 13. és 14. oszlop felhasználásával a hatásos nyomás .1Pgrav=h,.1e,g formájában minden szakaszra számítható (15. oszlop). A 16. oszlop a folyamatos összegezést tartaI'mazza.
MÉRETEZÉSE
Számításainkban a 3. szakaszt két külön részre kellett bontani, ahatásmagasság megváltozása miatt. Az 1. futotest áramkörében keletkezo hatásos nyomás - elhanyagolva a visszatéro vezeték hatásos nyomását - nagyobb a hálózat ellenállásánál: 585,6 Pa:>548,7 Pa. A különbséget a radiátorszelep segítségéve1lefojtjuk. A csohálózat méretezését, valamint a hatásos nyomás meghatározását a továbbiakban a teljes hálózatra elvégezzük. 3. példa. Méretezendo a 8-53. ábrán látható egycsöves gravitációs futoberendezés. A függoleges vezetékek futött térben, szabadon haladnak. Vízszintes elosztó a padlástérben van, hoszigeteléssei ellátva (1]szig=75%). te=90 oC, futotestekben a felvett homérsékletesés : .1tl= 10 oC, .1tll= 15 oC, .1tm= = 15 oC. Az egész futotestsoron legyen a hasznos homérsékletesés .1th = 20 oC.
8-10. táblázat. 1 m hosszú csövön 1°C lehfiléshez tartozó víztömegáram, ,;,:, kg oC sm
..
(a táblázat UP';'; értékeit tartalmazza) 1 ,;, hosszú csoben mv víztömegáram
~ ~,ö
~IN 30
50 300 65 250 125 80 1"mm mm 100 200 150 mm 133,3 8//' 1'/. "34,2 1'/," '/, "mm 100,3 11,4 14,7 67,5 63,9 40,3 42,8 59,2 236,7 69,7 88,1 74,2 76,1 76,4 26,9 54,7 52,2 76,4 23,3 6,7 7,8 200,0 113,9 12,0 67,2 127,2 27,5 53,3 30,3 37,5 52,5 8,9 5,6 4,7 106,1 106,4 10,0 109,5 115,3 104,7 116,7 234,7 207,0 21,7 202,8 222,2 20,0 16,1 216,1 145,8 63,3 18,9 96,1 17,5 90,8 66,1 61,9 63,6 277,8 80,6 42,2 62,8 81,4 152,5 48,9 39,7 93,3 133,6 47,5 143,1 269,5 297,2 68,9 88,3 185,0 19,2 44,4 6,9 90,3 25,0 193,3 179,2 255,6 71,7 87,2 124,5 28,9 58,3 118,1 168,3 320,9 39,2 75,0 49,4 73,9 29,4 24,2 28,1 9,4 17,2 13,9 78,9 27,8 23,6 85,8 74,5 70,6 178,1 54,4 26,4 80,8 33,1 51,7 33,3 18,3 124,7 32,8 35,0 8,1 36,1 53,6 24,7 21,7 70,8 93,1 87,2 60,0 81,4 28,3 55,3 5,6 140,6 105,6 152,8 181,1 166,1 51,9 170,8 104,5 10,8 100,8 117,5 13,6 22,2 10,0 11,1 43,9 61,1 12,2 132,8 28,6 87,5 13,1 25,3 24,4 38,9 33,9 57,5 70,3 60,0 32,2 24,7 150,0 35,6 82,8 74,7 14,7 13,6 18,6 41,4 50,3 32,5 23,1 11,7 19,7 13,3 16,9 123,9 40,6 46,7 134,5 83,3 38,3 60,3 56,9 30,8 158,3 191,7 190,6 224,5 113,6 110,8 20,3 218,9 23,3 45,6 62,2 44,2 95,3 135,3 42,5 97,5 47,8 66,7 37,2 45,0 253,4 16,7 47,2 30,6 55,6 50,8 156,1 34,4 28,3 33,6 8,3 51,1 31,9 20,6 65,6 98,6 32,2 36,1 114,7 128,3 12,5 10,3 337,5 39,4 155,0 161,7 102,2 21,9 22,5 62,5 87,8 18,1 79,2 15,0 45,8 36,7 32,8 I I,125,6 38,1 1202,8 32,8 141,7 168,1 238,9 288,4 46,4 166,1 I 236,1 26,1 8,3 32,8 28,1 343,1 I, 452,8 402,8 283,4 268,1 380,6 386,1 318,1 I 326,1 \ 6,9\ 27,8 I 10,3 43,1 298,6 . 366,71429,2 '/," 252,8 \ 307,0 357,0 120,6 141,71171,7 I 202,2 116,7\140,8 126,7 149,5 180'61212'2 \29,2 1
82,0 I 96,'
313
lehlilése:
A cso névleges átméroje,
Lll
-
=~. mv
°C/m
314
MELEGvfZ-FUTÉSEK 8-11. táblázat. 3. példa. Egycsöves gravitációs melegvíz-fiités (8-53. ábra) csoméretezése
m 9 78II mm kg/s re Palm WQ, 1,mv, v, IS', d,II ,1P'~a=ls',1
-4-1--s--'I
mis
Méretezés
6
I
Foáramkör
méretezése 10
__ 21 _1 38500 I
-3--I _4 -6---5
!
I
0,458' 7,0 0,458112,0
II 700
0,139
11700 11700 -
0,139 0,139 0,074
7,0
lI
50
[_ 16,0
I 1// I-IO:S- ~
2,5 '~
~tI7.-;;-I1,0 I
0,24 I 2,5
112,0 192,0
I-Io.s--~ 10,5 13,7
69,0
I
261,0
I
261,0
--0~-24--0'-3-1 8,3 120,3 1-38-1,312,8 __~86,3 I 467,6-0,1-6- -0-,5- --6-,3-_-1 500,2_
O,l6!I:o ~0,16
25,2 13,7
0,5
5,5 6,3
523,4_ 554,9
--7J-\
-0;-17- -0,-5I 1// 10,5 25,2 8 ill700 0,139 2,4 0,5 6,3! =~7_-_!==~~_~_1--0~~08-31,0 1_1_' _ _ I=~_1-7_'O_i-_-1~7_,-0-____ 1 ------1---,:--- ----1--0,08 1,6 ----1----1 _9 _1 0,041 _1,_0_1__1_'__ 1__ 4_,_5 4_,5 0,139 7,5 I 1// 10,5. 78,8 10 I II 700 ~:~:- ~:~1- ~::: _~_-' 38500 i 0,458 8,0 ----s6-1 16,0 1- 128,0
0,l6
23,2 31,5
1
-0:5
24,1 579,0 31,56io.s-I~616,6
_2~~::_-+~-~
i
Il. mellékáramkör
-14-' -15-'
0,056 0,056
lIT I I
1,5
l'1 1//
\
8,25 2,0
I
12,4 3,0
0,11 0,06
II
I
62,5
10,8 14,8
I
I 1-
13,8 I 13,8 27,21-41,0 Különbség fojtandó
Ill. mellékáramkör
17 _16_1
0,065 0,065
2,6
3,9
10,7
16,0
0,07 0,13
36,5 - 55,1 I-b-I 20,5 --114,7-~1--~118,6 Különbség fojtandó
)~
'" ~
~
<»"-
"-
1 ~I.
ú)m
A 8-53. ábrán a rendszer elrendezése, a szakaszok száma, a 8-11. táblázatban az egyes szakaszok he). árama és a szakaszok hossza található. A /óáramkör méretezése. Az egyes futotestek áramkörén áthaladó víztömegáram : .
Q)
m)=
cyLJtl
.
QII
4100
= 4200
mn=--A= cy/Jtll •
QIJI
mm=-A-= c Ljtm y
8-53. ábra. Egycsöves gravitációs futés (3. példa)
II 1· ..
1!11 szakaaz-számok
. 10 ~0,098 3500 4200 . 15,,=,0,056
4100 4200 . 15,,=,0,065
kgjs; kgjs; kgjs.
A f5áramkör hatásos nyomásának közelíto meg· határozásához kiszámít juk az A, B és ekeveredési
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
CSOVEZETÉKEINEK
A hatásos nyomás a csolehulés hatását is figyelembe véve:
pontokban létrejövo lehulést. Ehhez ismernünk kell a leszálló my víztömegáramot : 11 700 -O 139 k / 4200 .20' g s. Vizlehulés a keveredési pontokban: A pont: . = Ql+Qu+Qm
my
A
atA = B
_
cyL1th
Ql Cymy
4100 = 4200 . 0,139 ~7,0
315
MÉRETEZÉSE
Llp= (1+ 1~) L1Pgray= = 1,45 . 723,5 ~1050 Pa. (iX=45%, a 8-5. táblázatból). A fajlagos súrlódási nyomásesés a= 0,7 felvételével:
o
C.
pont:
~143 P / 51,8 ~, a m. Ezzel az értékkel a csovezeték elozetes méretezése elvégezheto (1. a 8-ll. táblázatot). Az elozetes méretekkel a foáramkör hatásos nyomása számítható (8-12. táblázat). A foáramkörben 944,9 Pa felhajtóero van. Ennek birtokában a 8-ll. táblázat szerinti csoméretezés befejezheto. Méretezés szerint a foáramkör ellenállása 924,4 Pa. A különbség 20,5 Pa, korrekciót nem érdemes alkalmazni (± 3%-on belül van a hiba). A visszatéro vezeték lehulésébol keletkez{)hatásos nyomást elhanyagoltuk. Mellékáramkörök méretezése. A Ill. futotest áramkörében keletkez{) felhajtóero a (8-25) összefüggés szerint: S,=aL1p=0,7.1050
Llt B -_ ••.•",,,3500 ", _",
~ ~6,0
El
oC.
C pont:
Lltc = 42~~~139 ~7,0 oC (LltA + L1tB+ Lltc =20 oC = L1th). A keveredési pontok lehulésébol származó hatásosnyomás, a csolehulés nélkül: 3
=
llPgray = !,h,Lleig 1
=(9,3 ·4,6+5,9 ·3,8+2,5 ·4,1)9,81= =723,5 Pa.
8-12. táblázat. 3. példa. Egycsöves gravitációs melegvíz-mtés (8-53. ábra) lehlilésbÖl eredo hatásos nyomásának számítása
-
I
~ ~ •
o
"8;. ~~
-1 -
8 ....•
2 3 ~1";85
~-=-~~~ -;
4
..
5
:Ö
6
7
--II--I· 1
0,458
50
12,0
-
2
0,458
50
7,0
75
-345
°'1391 1 1/: - ~ ~ 1,0 "\ - 2,5
-6C
0,13911/: -
0,074 1*1/. 1 * 0,139 --~--------l--
7
B _8_
0,083 1* I 11/: 0,139
~ 1,0 ~-
I
90,0
20
88,98
88,64 87,50 88,03
- 10
8
9 E'-
70,0
0,039
i.
:2
I
0,085
I
--=-tO 98,64 20 67,50 20
68,03
>
o
~
13
88,98
0,68
0,25
88,64
0,68
0,66
11,5 I ----
'-"8,1 9,3
0,43 7,0
79,76 80,19
0,62 0,64
I
79,76
20
59,76 0,u20
0,024
0,24
79,52
0,62
179'52 73,52
- 20
53,52 0,021
0,151
I
-
0'0411_1_*_1~-=-173'16
72,74
~
-
1
-
53,1610,017
--1--1--1-- -- -- -- --1
-
1°,415
I
0,36 6,0 173,52 73,161_0,61 0,61 7,0 0,42
65,74 72,74
~ t6
44,3 65,7
0:67 ~!52.l 0,66 9,8 19,6
87,19 87,50 I ----
0,018 -
-
44,3
-13,1121,4
0,61 0,31 0,53
60,19 - 0,025 -
~
15
6,5
0,087 0,031 0,021
- 20
I
14
0,048 0,023 0,029
80,19 87,19
-
~
~
----
1,02
88,03
E
~!
o ••
-=-
I
... .
I
10 ~~~~~~ II 12 o~
98,981 0,0625 0,035
~I ---------------1--1-------------A
-
I.§.!
*;obDl~
-..:
-
0,57 0,60
117,8 176,8 39,4- 157,2
21,2 410,0
608,0 586,8
9,3
617,3
4,7 5,9 I 210,5 10,2
827,8 838,0
6,4
~I~\' 2,5
Keletkezo hatásos nyomás: 944,9 ~a
99,5
944,9 845,~ -
-l'---II Il/t' l'Il/!' %-;;Il/t' l'
-8 316 861 LJpz, 7 ////////./ -oC. cyL1tR - 4200 .20 Pa m .. -~"'EAp, Imis 1, 3/ ',381 9d, 457 mRés---W 10 544 12 370 Pa Pa 6781974 II/64 a visszatéro vezeték padlóban van. V, te=90 coli kg/s kg/s 57 mm S', 2' 6000 477 4487 16000 16000 445 26 625 4741 157 420 45381 37 70 JN 280 190 223 210 150 113 47 497 3304 155 163 437 17 4010 543 mm 32000 236 625 12000 254 3000 IIAP.úr=IS', 65000 128 6156 5818 338 W 80 4-----' Méretezés .. MELEGvfz-FUTÉSEK 450 62411 40 16000 2500 5000 13 65000 1254 393 8000 1751 350 356 893 56 7300 06 32000 16000 8000 0,192 Pa 180 70 3000W 0,036 0,072 1,0 2,5 0,60 120 140 0,36 3,5 120 0,42 0,095 0,34 0,143 2,5 0,30 0,775 70 5Pa. 0,191 3,5ban, 1,5 3,0 3,5 155 0,31 00,44 1,0 1,5 0,0595 0,381 + mv, Llpz, 1,8 2,0 7,5 0,0297 Palm IC 0,3 lenül, apélda. leszállócsatlakozóvezeték horony .Jp=LlPoúr+! 10 450 1/2 '® 150 1% 11/4· 3// kgjs. %' ® ábrából vesszük. 112000 ® 6812 . QR 3000 ~_. Méretezendo a 8-54. levo etá1.t 4. Hoáram, @ __ L-®___ @2...J teket a 8-48. és 8-49. L1th= i1tR =20 oc. gedheto hasznos homérsékletesés :fali 3/S• így a 8-6. táblázat alapján az ábrán 1. futotestben megen· I 6 Csoméret 0,036 2. táb7. futés. haszEtázsfutés (4. példa) II VízHasonló tömegárama, , 1 a kazántóI szakaszok). módon számítható' a II. és 1. A Ifofelszálló és elosztó szabadon, szigetelet A legtávolabbi fogyasztó ]2,0 morevan, I I SzakaszI többi adat a8-13. 8-13.táblázat. táblázatban A csomére4. példa.látható. Etá:lSffités adatai (8-54. ábra)
Il- esL1ts)g =
s
.--
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
CSOVEZETÉKEINEK
vehetok, a rendszer mértékadó áramköre (az V. futotest áramköre ) méretezheto. Az így méretezett hálózat ellenállása a 8-1. melléklet segítségével meghatározható. A méretezés eredménye szerint a hálózat ellenállása .1p=6812 Pa. A rendszerben gravitációs hatásos nyomás is jelentkezik, ennek nagysága a (8-13) szerint az V. futotest áramkörében :
I
I I
317
MÉRETEZÉSE
E::
1(;:)
Il
.1pgravv= hv.1ev.1tvg= = 15·0,625 ·20· 9,81 ~1830
1
I
I
Pa,
1
I
I ~
~-~ ..jg;
az 1. futotest áramkörében :
(;:)
<>s
8-55. ábra. Alsó elosztású szivattyús futés (5. példa)
[Ii ... 114j szakasz-számok 5. példa. Alsó elosztású szivattyús futés csohálózatának méretezése (8-55. ábra). lJ tR = 20 oC. A szakaszok hoáramát, víztömegáramát, hosszát stb. a 8-14.táblázat tartalmazza. A .1Pszivszivattyúnyomást határozzuk meg a hálózatellenállása alapján. A sebesség legyen 0,3... 0,8 mis között (kazánházban ennél nagyobb sebesség is megengedhetó'). A csomércitek a 8-1. mellékletbol
.1Pgvavl=3,0 ·0,625·20·
Pa.
Különösen a magasan elhelyezett radiátoroknál jelentos a gravitációs felhajtóero. A gravitációs felhajtóerot elhanyagoljuk, ha .1Pgrav
8.8. Kombinált gravitációs-szivattyús A gravitációs futés hátránya a nagy átméroju csohálózatés a rendszer nagy tehetetlensége. A szivattyúsfutések e hátrányokat ugyan kiküszöbölik, ezzelszemben a víz keringtetése állandó üzemköltséggeljár. A kombinált rendszerek bizonyos redukált teljesítményigmint gravitációs futés üzemelnek, és csak nagyteljesitményszükséglet vagy gyors felfutés eseténkapcsolják be a szivattyút .. A kombinált berendezés csohálózata szukebb, minta gravitációs futésé, és a rendszernek aránylag kisemelomagasságú szivattyúja van. Ennek üzemköltségelényegesen kisebb, mint az egész évben Ü1.emeltetettberendezéseké. Az alkalmazott szivattyúellenállása kicsi, így gravitációs üzemben a vizáramlástnem akadályozza lényegesen.
9,81 ~368
(utések
A kombinált futés csohálózatát gravitációs futésként méretezzük. A futotestek homérsékletesését .1th= 10... 30 oC értékre vehetjük fel. Az ebbol számított víztömegáramnak azonban csak egy hányadát (50... 75%-át) vesszük figyelembe a csohálózat méretezésekor. A rendszer O... - 5 oC külso homérsékletig gravitációsan, ennél alacsonyabb külso homérséklet esetén szivattyúval üzemel. A futotestek felületét a legnagyobb holeadásra kell méretezni, célszeru .1th=20 oC homérsékletesést felvenni. A kombinált szivattyús futés méretezésére több eljárás van. Az irodalomjegyzékben felsorolt muvekben a berendezések méretezésére több helyen találunk utalást.
318
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
8.9. Keveroberendezések Az épületek egyes hofogyasztói azonos idoben különbözo homérsékletu futoközeget igényelhetnek. A kazánokban a vizet a szükséges legmagasabb homérsékletre melegítjük fel. A legmagasabb homérsékletu vizet igénylo hofogyasztókat (bojler stb.) közvetlenül ezzel a vízzel, míg a többi, alacsonyabb homérsékletu vizet igénylo fogyasztót az eloremenö és visszatéro víz keverékévellátjuk el. 8.9.1. Gravitációs keverés A kapcsolást a 8-56. ábra szemlélteti. A rendszer baloldalán elhelyezett fogyasztók közvetlen kazánvízzel, míg a jobb oldali futoberendezések kevert vízzel is üzemelhetnek. A keverés a B pontban megy végbe, ahol a O)-B csoszakaszokon érkezo te eloremeno és az A-B csoszakaszon érkezo tv visszatéro homérsékletu víz keveredik. A keveroberendezés vezetékeinek méretezéséhez elozetesen a rendszer és elemeinek nyomásviszonyait kell meghatározni. Célszeru a nyomásdiagramot megrajzolni.
I I I I I I
SL
I
I I
I
'SF
I .
. I
~
i .
r 0_01
.
~II i II K" ~ nT;:;7'lkv I. 1,
B
~III~'IL" U~~.JlL~. l~? 1&-:: .
,J.....,I. ,,~.),~~~.,L.
jr---:I
hR [
A hatásos nyomás gravitációs keveröberendezés. ben kicsi, a méretezés kor ügyelni kell arra, hogya legalsó radiátorok is kapjanak kellö mennyiségu futoközeget, mert különben lemaradnak. Ennek e~ kerülése végett a kazán áramkörét (A-K-O)-B) bore kell méretezni. A kevero méretezése során ak· kor járunk el helyesen, ha a kazánáramkört, amelyben az A-B keveroszakasz is benne foglaltatik, csak az A-K-O)-B szakaszban fejlodo felhajtóerore méretezzük, míg a futotest áramkörét a radiátor tényleges hatásos nyomására. A radiátor h~ hatásos magasságát a B pont magasságától kell figyelembe venni. A radiátor áramkörében elhasználható nyomás a 8-56. ábra jelölésévei : APsrav= .1PR = (hR-hB)CRAtRg
Pa.
(8-JO)
8.9.2. Keverés szivattyús futésekben Szivattyús üzemben a kazánvÍz és a visszatéro víz keverése egyszeruen megoldható. Minden olyan csoportot, amely a kazán víztol eltéro homérsékletu vizet igényel, keveroszerkezettel látunk el (8-57. ábra, A 110nt).A szabályozószelepek kézi beállítása helyett automatikus szabályozás célszeru.
[hR
,
_A ,
HU
8-56. ábra. Gravitációs keverés melegvíz-üzemú kazánoknáI. A baloldali hofogyasztó közvetlen kazánvízzel, a jobb oldali futési rendszer kevert vízzel üzemel Bkeveredési pont; h~ a futotest hatásos magassága
8-57. ábra. Szivattyús melegvíz-futés keveréssel le az eloremeno víz homérséklete; ty a visszatéro víz homérséklete; tkeY a kevert víz homérséklete; A az eloremeno és visszatéro viz kevercdái pontja
8.10. Melegvíz-futések szabályozása A méretezési alapul választott tkül külso homérséklet a futési idényben alig néhányszor fordul elo. A futési napok túlnyomó többségében ennél magasabb a külso homérséklet, kisebb az épület hovesztesége. A futoberendezés teljesítményét a külso homérséklet függvényében változtatni kell.
Melegvíz-futések szabályozása a beavatkozás helye szerint lehet helyi és központi, a beavatkozás módja szerint lehet minoségi (az eloremeno homérséklet változtatásával) vagy mennyiségi (a víz tömeg· áramának változtatásával) szabályozás.
,. MELEGVÍZ-FUTÉSEK
8.10.1. Helyi szabályozás Fela~ta az egyes holeadók teljesítményének változtatása. Legegyszerubb megoldása az egyes futotesteknek automatikus szabályozószeleppel való ellátása (mennyiségi szabályozás). Bovebben 1. a 6.8. pontot és a 12.3.1. pontot.
A te=f(tkül), ty=f(tkül)' ill. a te-ty=f(tkül) öszszefüggés a helyiségre és a futotestre vonatkozó homérlegbol következik. Eszerint a víz lehulése a futotestben : ty= ~k
te-
myCy
(tbe1- tkül) oC.
Az elobbi homérsékletadatokkal zei a
8.10.2. Központi szabályozás
319
SZABÁLYOZÁSA
te-ty=f(tkül)
(8-32)
~k
myCy
= 0,5, ez-
függvény a (8-32) alapján:
Lehetséges a te eloremeno vízhomérséklet központi változtatásával (minoségi szabályozás) vagy a víztömegáram központi változtatásával (mennyiségi szabályozás). Mindkét szabályozási mód azt jelenti, hogy a kazán teljesítményét, ill. a futotest középhomérsékletét változtat juk a külso homérsékletfüggvényében.
ty= 0,5(20- tkm) oC, (8-33) Az elore meno és visszatéro homérsékleteket a (8-33) összefüggés alapján a külso homérséklet függvényében a 8-58. ábra tünteti fel (szaggatott vonalak). A diagramból bármely tkül külso homérséklethez leolvasható a futovíz te és a lehult víz ty homérséklete. Automatikus szabályozás esetén is e diagramot vehetjük alapul.
8.10.2.1. Homérséklet-szabályozás szivattyús futés esetén
8.10.2.2. Homérséklet-szabályozás gravitációs futés esetén
te -
A rendszerben a szivattyú állandó víztömegáramotszállít, és szabályozzuk az eloremeno homérsékletet. A szabályozási görbe a tkútkülso homérséklethez hozzárendeli a szükséges tköz R futotest-középhomérsékletet, valamint a te és ty homérsékletet. A tközR= f(tkül) összefüggés a helyiségre. és a futötestre vonatkozó homérlegbol határozható meg:
(8-31)
Gravitációs futésekben az my víztömegáram nem állandó. Ha ugyanis a te eloremeno vízhomérsékletet változtat juk a futoteljesítmény szabályozása érdekében, akkor a hatásos nyomás és így my víztömegáram is változik. A tközRközepes homérséklet menetét megadó (8-31) összefüggés gravitációs futésekre is érvényes. Az my értéke gravitációs futések esetén a tkúzRváltozásával folyamatosan változik. A szabályozási görbe egyenlete a helyiségre és a futotest re vonatkozó homérlegbol, valamint a hatá-
t
90 oC
, 80 70
ahol te az eloremeno homérséklet; ty a visszatéro homérséklet; tbel helyiség-homérséklet; A a helyiség lehulo felülete; k a lehulo felület hoátbocsátási tényezoje; tkül külso homérséklet; AR a helyiség fütotestjének ffitofelülete; k* a futotest jellemzo (mért) hoátbocsátási tényezoje, te=90 oC, ty= =70 oC, tbel=20 oC esetén [1.a (6-3) összefüggést]; :1t:öz R=60 oC, a ffitotest közepes homérsékletkülönbségeméréskor.
A
tközR=f(tkúl) görbe a tkúl=20
tbel=20
oC,
és ~"-- ~ 1,5 értékkel a 8-58. ábrán ARk: látható(folyamatos vonal).
;1tk:z
R
= 60
oC,
oC
BO
50 40
20
10
o
-10
-20
{kü!, oc
8-58. ábra. Szivattyús melegvíz-fútés homérséklet-szabályozási diagram ja '. el6remen6 h6mérséklet; 'y yisszatér6 homérséklet; 'k(lE R a flitotest közepes homérséklete; 'kUl külso homérséklet
320
MELEGvfZ-FUTÉSEK
sos nyomás és a csovezeték-ellenállás egyenloségébol fejezheto ki. A 8.10.2.1. pontban említett feltételekkel a ~zabályozási görbe egyenlete:
100
f,
._._. -=:]100
oC
3
te-ty=
j15(20-tkfil)2
oc.
(8-34)
A szabályozási görbét a (8-34) összefüggés alapján a 8-59. ábra tünteti fel. A diagram tartalmazza a relatív víztömegáram változását is.
8.10.2.3.
. mV,%
mvo
80
Mennyiségi szabályozás
állandó értéken A te elore meno homérsékletet tartjuk, az my víztömegáramot szabályozzuk a külso homérséklet függvényében. Ennek következtében a futotest közepes homérséklete és a visszatéro homérséklet is változik. A szabályozási görbe egyenlete a helyiségre és a futotestre vonatkozó homérlegbol, a 8.10.2.1. pontban felsorolt feltételekkel : m" _ 20- tkül fh-:~-2(90- tJ '
60
40~-
40
20
20
Ol
I
i
-20
-10
O
I~IO 10 . fküt,
20 oC
8-60. ábra. Gravitációs melegvíz-futés mennyiségi szabályozása te eloremeno homérséklet; tv visszatéto homérséklet; (kUlkülso homénék· let; m".Jmv o relatív víztömegáram
[A jelölések értelmezése ua., mint a (8-31) összefüggésnél.] A relatív víztömegáram szabályozási görbéjét és a fv=f(tkül) homérsékletgörbét a 8.10.2.1. pont feltételei mellett a 8-60. ábra szemlélteti.
(8-35)
8.10.2.4. Kombinált szabályozás
ahol my a relatív víztömegáram. myO
A ty és tkül homérséklet helyiségre és a futotestre adja:
közötti kapcsolatot a vonatkozó homérleg
(8-36)
90 f
,
oC
100
80
.
Az elozokben tárgyalt szabályozási módok hátrányait kívánja megszüntetni a kombinált szabályozás. Gazdaságosabb szabályozási módszert ad a minoségi és mennyiségi szabályozás kombinációja. Magyarországon a tküt;§ - 5 oC külso homérséklet elofordulási gyakorisága igen kicsi. Ezeket a napokat el kell választani szabályozás szempontjából a többitol. Ez a kis tartomány tekintheto a melegvízfutorendszer csúcsüzemi idejének. A budapesti ada· tokat tekiotve + 12 és - 5 oC tartományban alap-
~f72L,% mvo 80 60 40 20
2 20
10
O
-10
-20
O
fküt, oC
8-59. ábra.
Gravitációs
melegvíz-futés ramja
szabályozási
-20
-10
-5
O
1012 fküt.
diag8-61. ábra. Kombinált
20 ·C
te eloremeno homérséklet; ty visszatéro homérséklet; tköz R a futotest
szabályozási mód szabályozási diat ramja
kozepes homérséklete; tkOI külso homérséklet; :nv''';v o relatív viztömelláram
te eloremeno homérséklet; ty visszatéro homérséklet; tköz R a fútótal közepes homérséklete
MELEGVÍZ-FUTÉSEK
üzem, - 5 oC és -15 oC tartományban pedig csúcsüzem van. A Barcs-féle kombinált szabályozási mód abból áll, hogy két különféle teljesítményu (pl. kétharmad és teljes teljesítményu) szivattyút alkalmaz. Alapüzemben a kisebbik, csúcsüzemben a nagyobbik teljesítményu szivattyú üzemel. Mindkét üzemben minoségi szabályozás is van. A kombinált szabályozás szabályozási görbéje a 8-61. ábrán látható. A kombinált szabályozás a csohálózat pontos méretezését és beszabályozását teszi szükségessé.
321
SZABÁLYOZÁSA
A kombinált szabályozás gazdaságosabb, mint az egyszeru szabályozás. Ez a szivattyúmunka csökkenésében vagy kisebb futotestben mutatkozik. A két szivattyú alkalmazása sem okoz többletköltséget, mert a rendszereket amúgy is mindenkor két szivattyúval tervezik és szerelik. Kombinált szabályozás esetén természetszeruleg a szivattyúk egymás tartalékai is. Melegvíz-fütorendszerek
szabályozásával
még a
12.3. pont foglalkozik.
8.11. Melegvíz-futések üzemeltetése és karbantartása A felszerelt futohálózatot, lehetoleg még a radiátorok beillesztése elott, többszörösen át kell mosni. Egyidejuleg a tömörségi próbák (folyáspróbák) is elvégezhetok. A tiszta, tömör hálózatra felszerelendok a futotestek, és ezután a rendszer gondosan feltöltheto. A feltöltést a rendszer jellegének megfelelo sebességgel kell végezni (gravitációs futést lassan kell feltölteni). A kazánt külön kell tisztítani. A rendszer feltöltése és a légedények lezárása után a próbafutés elvégezheto. Törekedni kell, hogya hálózat mindig vízalatt maradjon, évenkénti cserére nincs szükség, csakutántöltésre. Új rendszer üzembe helyezésekor meg kell vizsgálnia biztonsági berendezéseket. Ha a BF vezeték-
ben levo hurok nem megfelelo (átcirkulál), csere indokolt. Minden futorendszert elkész\ilte után be kell szabályozni. Ezt a tervezo és kivitelezo az üzemelteto (beruházó) jelenlétében végzi el. Oszi üzemkezdet kor a beszabályozást ellenorizni és korrigálni kell. Hasonlóan ellenorizendo a hálózatban levo zárószerkezetek, muszerek és szabályozóelemek állaga, üzeme is. Nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a tüzeloszerkezet és a kémény (a vízszintes füstjárat is) egy egységet képez, s ezek együttes jó üzeme biztosíthatja a kívánt eredményt. A kéményt (vízszintes füstjáratot) folyamatosan ellenorizni (muszeres ellenorzés) kell. Ha koromleválasztó is van, úgy annak ellenorzését szak-szervizvállalatra kell bízni.
8.12. Egyéb folyadék hohordozók Kísérleteket folytatnak a víz mint hohordozó mellettorganikus anyagok hohordozóként való felhasználására is. Különféle szerves anyagok jöhetnek szóbaerre a célra, de ezek még nagyon költségesek, ésa muszaki megoldás sem teljes. Olajat már több helyen alkalmaztak futorendszerek hohordozójaként. Nagy elonye, hogy nyitott rendszerben - az olajminoségtol függoen - közel 300 oC homérsékletig melegítheto, s így a homér-
23Az épületgépészet
kézikönyve
séklet-szabályozás könnyen megoldható. Kedvezo abból a szempontból is, hogy az olaj a belso korróziót megakadályozza. Az olajféleségek jellemzo adatait a gyártók megadják. Közelíto adatok: fajho 1,8... 2,4 kJ/kgK (0,4 ... 0,5 kcal/kg oC), hovezetési tényezo ~0,4 kJ/m h K (~O,l kcal/m hOC). A technikai megoldások, szerelési módszerek még meglehetosen kiforratlanok.
80 oC közepes homérsékletii víz áramlásakor acélcsoben Alsó számsor: " vizsebesség, mis Ii belso átméroje, 0,481 0,0685 0,0807 0,1470 0,0985 0,1223 0,2023 0,2532 0,3014 250 65 mm 300 125 100mm 80 mm mm 150mm I II1II I 0,14
0,60
I
m 200 mm 0,11 17,5 3,05 43,0 0,08 0,281 0,05 14,1 2,05 4,85 0,07 1,20 13,3 10,3 14,2 11,0 25,7 24,1 9,60 2,55 6,05 40,8 0,65 5,70 0,40 16,4 0,18 5,65 5,25 0,77 1,37 9,0 1,80 12,4 12,8 4,40 22,5 8,75 0,60 0,55 0,48 0,34 0,42 0,30 5,30 0,16 35,8 5,50 1,86 1,27 0,253 3,35 6,10 0,12 0,09 9,70 1,41 0,06 0,60 13,1 14,9 14,4 12,1 11,6 27,1 20,8 23,0 4,15 6,40 4,90 7,95 7,20 0,44 0,26 0,25 0,17 0,15 7,55 18,5 33,1 3,40 1,08 10,0 0,90 6,0 2,5 3,0 11,3 10,5 3,60 7,10 0,13 1,53 0,329 0,305 0,80 0,70 10,4 16,8 2,70 26,7 2,40 30,0 9,25 4,45 18,9 0,32 3,95 4,0 2,60 28,4 2,25 24,9 4,20 0,20 3,65 • 8,85 0,07 0,06 0,71 1,26 0,412 15,3 2,10 3,50 3,70 38,4 1,97 0,88 0,83 1,47 1,57 0,482 0,448 0,09 8,0 1,60 1,40 3,25 0,38 0,78 1,83 8,00 0,434 0,64 1,14 0,372 0,08 0,50 7,0 1,00 0,86 0,351 11,5 3,00 0,50 0,46 0,36 1,87 0,19 1,76 0,14 0,93 1,66 1,69 1,05 0,12 0,68 0,11 2,00 3,90 0,14 6,60 0,10 1,65 0,94 0,52 0,56 1,01 0,22 1,36 5,0 15,7 17,9 9,85 0,24 0,28 1,45 4,5 0,22 1,23 1,15 0,51 0,26 0,20 1,07 2,20 1,16 0,24 0,99 0,18 0,10 0,61 0,54 1,30 0,90 0,79 0,85 0,14 0,15 0,74 3,5 0,17 0,16 8,60 S',
Palm
---.------- 0,133 -------------------0,070 0,0146 I11/2" 0,22 0.13 0,30 0,55 0,375 0,066 0,102 0,22 0,331 0,20 0,458 0,57 1,07 1,26 0,301 0,52 0,15 0,92 0,18 0,26 0,54 0,32 0,28 0,095 0,17 0,086 0,32 0,284 0,488 0,36 0,0095 0,218 0,34 0,48 0,60 0,65 0,078 0,081 0,0185 0,267 0,0415 0,0179 0,258 0,305 0,141 0,412 0,0230 0,24 0,26 0,69 0,442 0,79 0,0086 0,0215 0,0156 0,24 0,65 0,120 0,55 0,38 0,487 0,60 0,44 0,0250 0,114 0,19 0,108 0,438 0,060 0,245 0,373 0,70 0,34 0,64 1,14 1,20 0,0125 0,0225 0,0240 0,30 0,13 0,91 0,229 0,072 0,14 0,075 0,0210 0,248 0,20 0,22 0,392 0,426 0,0079 0,54 0,354 0,079 0,322 0,84 0,0165 0,227 0,105 0,056 0,110 0,058 0,096 0,051 0,286 0,346 0,237 0,0220 0,316 0,208 0,28 0,74 0,42 0,59 0,0106 0,384 0,48 1,00 0,187 0,11 0,0198 0,50 0,0350 0,143 0,0151 0,42 0,101 0,175 0,124 0,053 0,191 0,0430 0,169 0,325 0,62 0,406 0,0089 0,0136 0,0111 0,226 0,44 0,74 0,052 0,0182 0,463 0,215 0,0260 0,204 0,46 0,050 0,66 0,198 0,0485 0,09 0,069 0,0365 0,157 0,0385 0,12 0,163 0,0400 0,0158 0,150 0,0166 0,239 0,10 0,0172 0,410 0,0082 0,0076 0,0100 0,164 0,149 0,489 0,0345 0,40 0,16 0,360 0,435 0,62 0,0116 0,0121 0,178 0,58 0,0198 0,36 0,0455 0,40 0,0305 0,0285 0,0440 0,0380 0,0470 0,0240 0,0250 0,0410 0,0406 0,0260I 0,0497 0,0347I 0,0204I 0,0150I !II IIII II 0,24 0,14 50 mm II/43/4" 1/2-- -~------Palm 0,087 0,15 0,30 I -
II
0,0072 I \
-
"~----
--.------
A cso A cso név.turt, legkisdlll
8-1. melléklet folytatása belso átméroje,
m 0,0807
LO,0685 átméroie,
0,0985
0,1223
0,2023
0,1470
0,2532
0,3014
S' Palm
80mm
65mm
125 mm
100mm
150mm
1.
200mm
250 mm
300 mm
II 0,24 0,88 0,92 0,26 0,% 0,26 1,00 0,28 1,04 0,30 1,08 0,30 1,15
0,28 1,37 1,43 0,28 1,49 0,30 1,55 0,32 1,61 0,32 1,66 0,34 1,77 O~ 1,87 0,38 1,97
0,36 4,15 4,35 0,38 4,50 0,40 4,70 0,40 4,85 0,42 5,05 0,44 5,35 __ 0~ 5,65 0,50 5,95
0,40 6,75 7,05 0,42 7,35 0,44 7,65 0,46 7,90 0,48 8,20 0,50 8,70 __ 0~ 9,20 0,55 9,65
0,36 2,85 0,38 3,00 __ 0~ 3,20 0,42 I '3,35
0,40 2,05 ~
0,46 3,50 ~
0,50 6,20 ~
0,60 10,1 ~
1,39 0,38
2,15 0,44
3,65 0,50
6,50 0,55
10,5 0,65
1,45 0,40 1,50 0,42 1,63 0,46
2,25 0,44 2,30 0,46 2,50 0,50
3,80 0,50 3,95 0,55 4,30 0,60
1,74 0,48 1,85. 0,50 -------1,96 0,55 ------------2,15 0,60 2,35 0,65
2,70 0,55 2,85 0,60 3,00 0,60 3,30 0,65 3,60 0,70
I
------------~ 1,21 0,34 1,27 1~6 __ 1,33 ~D I
0,32 2,35 2,45 0,32 2,55 0,34 2,65 0,36
----Zjs
I
i
<
I
I
I 1
I
0,70 2,50 2,65 0,75 2,80
0,80
0,80 4,30
0,85 4,55 0,90
1,00 7,70 1,05
l'
I
0,80 2,95 0,80
__ 0,95 67,5 ~
24,5 0,80
42,6 ~ 44,4 0,90
--
7,00 0,60 7,60 0,65
1,00 11,5 12,3 1,05 13,0
----------I
~7~_?~ 23,5 ~
-------------------1----6,75 10,9 25,5 46,1 0,60 0,65 ---0,80 ----0,95 11,3 0,70 12,3 0,75
4,60 _ --8-,10--~8~13,2 __ 0,60 O~ 4,85 8,65 14,0 0,65 0,75 0,85 5,15 9,10 14,8 0,70 ------ 0,80 0,90 5,65 10,0 16,2 0,75 -----0,85 .------1,00 6,10 10,8 17,5 0,80 0'?2~20,90 6,55 6,95 0,95 7,35
3,85 -----------4,10
0,65 45,2 47,3 0,70 49,3 0,70 51,0 0,75 ----s3,-0-1---1S-0,75 55,0 0,80
----.---------------
'-----------1--I
0,50 0,60 15,7 28,5 16,4 29,8 0,55 0,60 17,1 31,0 0,55 -------0,65 17,8 32,3 0,55 0,65 18,5 33,4 0,60 0,70 19,1 34,6 0,60 0,70 -20,3-~~8--__ 0,65 0~ 21,4 38,8 0,70 0,80 ~5--~8--~
I
1,15 13,6 1,20
26,4 0,85 28,6 0,90
'I
47,8 1,00 52,0 1,05
ss:s
12 13 14
16 18
~5 61,5 0,90
20
22
24
---I-~----70,5 26 1,00 73,0
28
-----1,05
30 76,0 1,10 82,0 -1----35--1,20
-----g8.<>-I------;w-----__ 30,6 1~ __ 55,5 1_,1-5-__ 1'~2_ 32,5 59,0 93,5 1 45 1,05 1,20 1,35 50 34,3 62,0 98,5 1,10 1,25 ----<-1,40 ------60 37,7 68,0 108,0 1,20 1,40 1,55 -----70 40,8 73,5 117,0 __ 1,30 I_,5~1 __ l,70 _
-------
----
1,15
1,40
1,20 21,1
1,50 48,9
1,25 22,1 1,35,
1,55 51,5 1,65
1,60
1,80
18,8 43,6 79,0 125,0 ----------------I--~---20,0 46,3 83,5 133,0
I
80 90
-----1-----1,70 88,5
1,80 92,5 1,90,
1,90 140,0
I
2,00 147,0 2,10
100
I
110
A cso lúrl,legkisebb
S'
0,0114
I
0,0150
I
0,0204
I
0,0260
3/8"
I
1/2"
I
3/4"
I
1"
0,126 0,40 0,131 0,40 0:137 0,42 0,142 0,44 0,146 0,46 0,156 0,48 0,164 0,50 0,173 0,55 0,181 0,55 0,189 0,60 0,196 0,60 0,203 0,65 0,220 0,70 0,236 0,75 0,251 0,80 0,265 0,80 0,291 0,90 0,315 1,00 0,337 1,05 0,358 1,10
I
0,237 0,46 0,247 0,48 0,257 0,50 0,266 0,50 0,275 0,55 0,292 0,55 0,309 0,60 0,325 0,65 0,340 0,65 0,354 0,70 0,368 0,70 0,381 0,75 0,413 0,80 0,442 0,85 0,470 0,90 0,495 0,95 0,54 1,05 0,59 1,15 0,63 1,20 0,67 1,30
~- 0,0347-
o,0406~-I-
0,0497
Palm
I
I
120 1301 140
I
150
I
160
i
-~--I 180
I
200
I
~--I 240
I
260
I
280
I
~--I 350
I
400
--1
450
I
--~--I 600
I
1 1/4"
0,0265 0,26 0,0275 0,28 0,0285 0,28 0,0295 0,30 0,0310 0,32 0,0330 0,34 0,0345 0,34 0,0365 0,36 0,0380 0,38 0,0400 0,40 0,0415 0,42 0,0430 0,44 0,0465 0,46 0,050 0,50 0,053 0,55 0,056 0,55 0,061 0,60 0,067 0,65 0,071 0,70 0,076 0,75
0,055 0,32 0,057 0,34 0,060 0,34 0,062 0,36 0,064 0,38 0,068 0,40 0,072 0,42 0,076 0,44 0,079 0,46 0,082 0,48 0,086 0,50 0,089 0,50 0,096 0,55 0,103 0,60 0,110 0,65 0,116 0,65 0,127 0,75 0,138 0,80 0,148 0,85 0,157 0,90 0,95 0,166
1,15 0,378
I
1,35 0,71
1,65 1,51
1/2"
3/4"
I
1"
Il/4"
700
I
800
I
900
I
1000
I
0,80 0,080
I
3/8"
I-~-I I
-
0,51 0,55 0,53 0,60 0,55 0,60 0,57 0,60 0,59 0,65 0,63 0,70 0,66 0,70 0,70 0,75 0,73 0,80 0,76 0,85 0,79 0,85 0,82 0,90 0,89 0,95 0,95 1,05 1,01 1,10 1,06 1,15 1,17 _ 1,25 1,26 1,35 1,35 1,45 1,43 1,55
1 1/2"
50mm
I
0,77 0,60 0,80 0,65 0,84· 0,65 O,87-W 0,70 O,90-w3 0,70 0,95 0,75 1,00 0,80 1,06 0,85 1,10 0,90 1,15 0,90 1,19 0,95 1,24·~ 1,00 1,34 1,05 1,44 1,15 1,52·-----z:60 1,20 .. 1,61 1,25 1,76 ~ 1,40 I 1,91 1,50 2,05 1,60 2,15 1,70
1,32 0,70 1,37 0,75
-w
1,80 2,30 I
1 1/2"
0,75 0,80
0,80 1,62 0,85 1,71 0,90 1,80 0,95 1,88 1,00 1,% 1,05 2,05 1,10 1,10 2,30 1,20 2,45 1,30 1,35 2,75 1,45 1,60 3,25 1,70 3,50 1,85 3,70 1,95 2,05 3,90
I
50rrrrn
8-1. melléklet folytatása \
f- 0,0685-átméroje, 65mm
I
I
0,0807
I
0,0985
I
0,1223
I
0,1470
I
0,2023
I
80 mm
I
IOOmm
I
125mm
I
150mm
I
200mm
3,10 0,85
4,75 0,95
3,20
4,95
0,90 --------1,00 3,35 0,95 3,45 0,95 3,55 1,00
-----
1,05 3,80 4,00 1,10 4,20 1,15
1,15 5,85 I 6,15 -----1,25 6,50 1,30
4,40 1,20 ! 4,60 1,25 4,75 1,30 4,90 1,35 5,35 1,50 5,70 ---1,60 6,05 1,70 6,40 1,80 7,00 1,95 7,60 2,10 8,10
6,75 1,35 7,05 1,40 7,30 1,45 7,60 1,50 8,20 1,65 8,80 1,75 9,30 1,90 9,85 1,95 10,8 2,15 11,7 2,35 12,5
.------
.---
I
5,15 1,05 5,30 1,05 5,50 1,10
8,05 1,10
14,3 1,25
I 23,1 1,40
53,5 1,70
8,40 1,15 8,70 1,15 9,00 1,20 9,35 1,25
14,9 1,30 15,4 1,35 ----~16,0 1,40 16,5 1,45
24,1 1,45 25,0 1,50 25,9 1,55 26,8 1,60
56,0 1,80 58,0 1,85 60,0 1,90 62,0 2,00
1,35 9,90 10,5 1,40 11,0 1,50
1,55 17,5 -.-s:-5-1,60 19,4 1,70
1,70 28,4 30--;01,80 31,5 1,90
2,10 66,0
11,5 1,55 1:?,0 1,60 12,4 1,65 12,9 1,75 13,9 1,85 14,9 2,00 15,8 2,10 16,7 2,25 18,3 2,45 19,8 2,65 . -
20,3 32,9 1,75 2,00 -------zt-,I-- ~21,85 2,05 21,9 35,5 1,90 2,15 22,7 36,8 2,00 2,25 24,6 39,9 2,15 2,40 26,3 42,6 2,30 2,60 27,9 2,45 29,4 2,55 -
-----
I
----1
------------
--------
----
--------- -------------
-----
240 ~
-
-
I
9:05
-
2,55
1
1
65 mm
I
80 mm
I
I
97,0 1,95 101,0 2,05 105,0 2,15 108,0 2,20 112,0 2,30
-----
73,0 2,35
76,0 2,45 79,5 2,55 -
-----
-
-
-
-----
-----
I
I
I
\
I1
1
-----
0,3014
I
300mm
\
155,0 2,20 160,0 2,30 166,0 2,40 172,0 2,50 ------
--_.--
S' Pa/:n
120 130
-------140
------'
2,45 119,0 125,0 2,55 -
I
----- ----- -------- ---- -----
-- -----
~
250mm
I
I
150
--.--.---160
-
2,20 --------
---------
~
II
----- -----
~-
\--0:;532
180 200 220
-
240 260 ----
-----
280
-----
-------
-----
------
-
300 350 400
---------450 -500
-----
600 700
-------800
-
-----
~
\
100 mm
I
125 mm
I
150 mm
I
200 mm
M.gj.gyzés: A bekeretezett számok átmeneti értékek, használatuk at célszeru mellozni. Készitette a BME I. Épületgépészeti Tanszék dr. Molnár Zoltán irányításával.
I
1000 I
250 mm
I
300 mm
1
328
MELEGVÍZ-FUTÉSEK 8.13. IRODALOM
[1] Barcs V.: Szivattyús futések szabályozása. Épületgépészet. 5, 5/6. 154-158. (1957). [2] Belinkij,E. A.: Racionalnüe szisztemi vodjanovo otoplényija. Leningrad, Goszuqarsitvoe Izdatyelsztvo literaturi po sztroityelsztvo, 1963. [3] Brodszkij, E. F.: Gorjacseje vodosznabzsenyije pri tyeplofikácii. Moszkva, Gosztrojizdat, i961. [4] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [5] Garms, M.: Handbuch der Heizungs- und Lüftungstechnik. Leipzig, Fachbuchverlag GmbH, 1952. [6] Kamenyev, P. N.: Otoplényie i ventiljacija 1-11. Moszkva, Izdatyelsztvo literaturi po sztroityelsztvo, 1965. [7] Kapp, L.: Die Wasserheizung. Berlin, Springer Verlag, 1958. [8] Macskásy és szerzotsai: Központi futés 1. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [9] Macskásy-Menyhárt-Homonnayné: Központi fUtés. Budapest, Tankönyvkiadó, 1964. flO] Macskásy Á.: Zur Dimensionierung der Stockwerksheizung. Gesundheits Ingenieur. 17/18. 261-266. (1957). [11] Maximov-Orlov: Futés-szellozés. Budapest, Építoipari Könyv- és Lapkiadó, 1953.
[12] Menyhárt J.: Melegvíz-futések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1972. [13] Oficerov, L. F.: Odnatrubnie szisztémi vodjanovo otoplényija. Moszkva, Gosztrojizdat, 1960. [14] Menyhárt-Molnár: Kisnyomású gozfutések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1964. Segédlet. Budapest, Tankönyvkiadó, 1972. [15] Molnár [16] Pattantyús Á. G.: Gyakorlat~ áramlástan. Budapest, Tankönyvkiadó, 1951. [17] Raiss, w.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1970. [18] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung und Lüftung. München-Wien, Verlag R. Oldenbourg, 1974. [19] Ruhmann J.: Segédlet. Budapest, Tankönyvkiadó, 1972 [20] Száday R.: Szabályozáselmélet. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1966. [21] Szokolov, E. J.: Tyeplofikacija i tyeplovije szetyi. Moszkva, Goszenergoizdat, 1963. [22] Muszaki eloírás a futo-, szellozteto- és klímaberendezések tervezésére és méretezésére (ME 853, ME 867). Budapest, Építoipari Könyv- és Lapkiadó, 1968.
z.:
9. Gozfutések Szerzo: DR. TÖMÖRY TIBOR Lektor: Mészáros Ferenc
Gozfutések esetén a hohordozó közeg a telített goz. Állapotjellemzoit a 9-1. táblázat tartalmazza. rúlhevített gozzel általában csak nyomáscsökkento alkalmazása esetén futenek a rendszer vagy a hocserélofelület egy bizonyos részén. A gozfutések csoportosítása egyben a hohordozó közeg nyomására, a hálózat kialakítására, a futoberendezés teljesítményszabályozására is utal. A gozfutések csoportosíthatók: goznyomás szerint: - kisnyomású, - nagynyomású, - vákuum-gozfutések; a gozvezeték épületen belüli elhelyezése szerint: - alsó,
- felso, - közbenso elosztású rendszerek; a kondenzvezeték szerint: - száraz, - üzem közben nedves, - nedves kondenzvezetékes rendszerek; a kondenzátum kazánba táplálása szerint: - gravitációs, - mesterséges (szivattyús) kondenzvíz-visszatáplálás; • a teljesítményszabályozás szerint: - mennyiségi, - szakaszos, - minoségi (homérséklet szerinti) szabályozás, - goz-lég forgatás os rendszer.
9.1. Gozfutések hálózatsémái 9.1.1. Kisnyomású gozfutés Ezt a rendszert nyitott gozfutésnek is nevezzük, mert a kondenzhálózat a közegáramlás irányából tekintve a futotestek után az atmoszférával érintkezik. A kazánban eloállított 0,05... 0,5 bar (0,05... 0,5 at) túlnyomás (a rendszer üzemnyomása) az áramlási ellenállások legyozésére szükséges. Akisnyomású gozfutések kívánatos üzemállapota, hogy valamennyi hocserélo felületelem mellett a hártyakondenzációhoz szükséges telített goz helyezkedjékel. A holeadó felület után goznek nem szabad mutatkoznia. (Ezt a követelményt elégítik ki a hálózat beszabályozásakor.) Az említett ideális állapot azonban a hálózat egyes áramköreinek eltéro nyomásviszonyai miatt nem minden esetben valósítható meg.
Helyiségfutésre használt berendezések túlnyomásaa hálózat kiterjedésétol (a legtávolabbi futotest gozcsovezetékének hosszától) függoen változik: kb.
50 m kiterjedésig az ÜNy=0,05 bar (0,05 at) 200 m-ig az ÜNy=O,1 bar (0,1 at), kb. 300 m-ig az ÜNy=0,15 bar (0,15 at), kb. 500 m-ig az ÜNy=0,2 bar (0,2 at). A 0,2... 0,5 bar (0,2 ... 0,5 at) goznyomást általában technológiai célú (mosoda, konyha stb.) berendezésekhez használják. A szükséges üzemi goznyomást azonban nemcsak a hálózat kiterjedése szabja meg, hanem az épület egyes szintjeinek belmagassága is. A biztonsági, továbbá a vízteleníto vízzsákok hossza a goznyomással arányos. Ezek elhelyezhetosége esetleg kisebb goznyomás választását teszi szükségessé. A 0,1 bar-nál (0,1 atnál) kisebb túlnyomás alkalmazása igen gondos kazán üzem-szabályozást (egyenletes kezelést) igényel. A gozfutés elonyei: - kis tehetetlenség, gyors felfutés ; - kis fagyveszély ; - kis beruházási költség. Hátrányai: - nehéz központi teljesítményszabályozás (gya-
st-
330
GÖZFUTÉSEK
Fajlagos térfogat I!
P i"entalpia Goz, i' Goz, kcal/kg kcal/kg kJ/kg kJ/kg I Fajlagos I77,97 Folyadék, kg/m' 3,258 621,1 0,9582 656,0 645,7 641,3 642,8 603,9 606,0 0,4242 639,8 610,4 0,4622 645,0 0,6386 83,90 0,1227 10,04 5,03 0,00 633,3 2793,0 61,8015 665,6 658,7 663,6 661,3 6,394 4,122 673,3 763,3 2600,4 616,8 619,0 646,4 653,0 649,8 1,5740 1,2335 2,547 1,966 1,496 45,00 503,7 230,2 209,3 188,4 18,6277 1,056 495,3 0,7278 0,8264 642,1 13,3900 452,9 444,4 2528,4 15,04 0,0128 62,97 2609,2 2546,4 2573,6 2537,2 20,04 608,2 613,6 623,2 614,7 0,9950 0,3167 10,8775 0,5977 639,1 11,6680 0,7375 0,1302 1,9917 30,02 427,5 0,0173 125,7 104,8 167,5 146,6 32,93 19,55 2500,8 2519,2 0,0872 0,0611 0,1704 0,00 601,7 597,3 640,5 599,5 206,3 106,4 147,2 42,04 21,06 0,0048 637,2 0,5045 398,0 0,2337 644,2 0,9354 16,3614 643,5 2634,8 2617,6 625,2 627,3 635,2 629,3 631,3 3,1165 4,7356 5,7800 7,0108 8,4524 3,8550 0,2934 0,2420 0,4235 272,1 293,0 314,0 334,9 100,2730 125,5251 203,6 79,1985 192,9 171,8 182,3 667,1 5,157 7,862 719,3 807,6 0,00110 0,194 0,127 0,307 0,156 2582,4 2591,8 2746,5 2706,3 2734,0 27,0114 47,6015 36,1375 140,7 120,3 19,8536 0,1044 1,121 49,99 546,4 589,1 54,98 632,2 0,00107 0,00106 0,00108 15,28 12,04 0,802 0,509 9,58 2688,3 106,2 14,3265 110,2 12,5045 0,7758 461,3 0,00105 1,29 2555,6 2564,8 2700,5 2678,7 102,1 10,1322 116,3 0,6821 40,01 25,03 35,01 59,98 486,8 419,1 0,0512 251,1 0,2031 0,00104 0,0304 0,0396 0,0230 0,00101 0,0433 25,24 43,40 57,84 7,68 1,57 1,67 2681,6 17,4647 104,1 0,0063 0,0125 0,0094 0,0068 2667,8 95,07 1,98 2694,2 15,3160 0,8795 112,2 478,1 469,8 2651,5 2659,5 2626,4 2,5007 0,1982 0,1613 0,3536 80,00 64,98 85,02 69,98 356,0 377,0 0,00103 2,36 6,20 4,13 2,83 3,41 2768,7 2757,8 2786,3 2778,4 155,5040 161,3 852,4 0,00111 0,00116 0,243 2720,6 130,5 151,0 0,0654 0,0831 0,1258 0,1605 0,00109 0,0977 0,668 0,393 4,854 2703,4 118,3 0,00106 1,8995 0,947 2685,0 2691,3 108,2 1,3654 1,2751 1,37 1,21 2675,8 100,1 0,0573 0,0323 0,0752 1,1092 1,01 1,47 0,0174 0,0010 0,0089 0,00104 2697,1 114,2 0,0238 1,07 1,14 2643,1 90,04 74,99 0,3931 0,5894 0,7149 0,00102 0,3178 0,4829 5,05 0,00113 0,00114 6,302 15,857 2,0245 3,685 1,4609 1,0332 1,1898 1,7809 e" 1,6684 1,5618 0,2550 12,800 8,076 10,225 2,7544 0,8619 I 2510,0 0,00106 436,0 ábra szerinti Nyomás, 0,0010 0,0010IImi/kg kp/cml I
II
Súrlíséa:,
FOly;dék, I
I
goz, hohordozó alsó(aelosztású elrendezés esetén aa goz· A 6%0) 9-1. hálózatsémái a 9-1., 9-2., 9-3. ábrán láthatók. vezeték A különbözo legalacsonyabban gozelosztó levo csovezeték-rendszerek hocserélo goz. felület (radiátor) és a kazán között helyezkedik el. A(3... vezetéket az áramlás irányában lejtésben
I
GOZFUTÉSEK
---
vízgoz fizikai jellemzoi Dinamikai Pas • 10" .l. ep 2,71 2394,0 kcal 10'· Kinematikai mh°C kcaljkg Fajho, viszkozitás, kcaljkgOC kljkgK m'js Hovezetési tényezo, Prandtl0,61 1,67 481,3 1,55 2,21 512,3 577,6 580,4 574,7 2370,1 0,50 11,70 1,23 2,09 2,00 2,21 463,5 526,1 563,2 566,1 531,3 586,0 591,7 594,5 1,28 0,59 3,30 3,69 3,83 1,61 1,06 2,54 3,83 3,18 472,6 489,5 0,53 0,55 3,00 3,49 3,08 1,02 1,50 1,44 2,29 2,38 4,67 7,18 5,76 497,4 505,0 0,65 0,48 4,10 4,31 0,68 2,37 2,75 3,53 3,71 2,41 20,15 1,77 1,72 1,15 1,39 1,34 2,17 2,84 9,11 0,99 2,64 1,02 519,3 527,4 528,7 530,0 571,8 557,3 560,2 539,0 542,1 545,2 548,3 551,3 536,4 554,3 537,7 569,0 583,2 588,9 597,3 0,49 15,20 2,04 532,6 533,9 3,18 1,09 2,46 2,85 2,65 0,57 3,31 1,04 0,52 2,53 2,08 2,94 1,01 2,23 2,59 1,00 535,2 10', '1 A felszálló gozvezetékek 2382,3 1,11Elpárolgási pr 2441,7 ho, szám, I
I
II
HÁLÓZATSÉMÁI
I
331
víz- nye. végén. az Aalapvezeték felso Vízzsák szükséges minden abiztosabban gozvezeték ne áramoljék acsatlakoznak, felszállóba. Ezhogy aesetben feltétel félpalástjára a kondenzátum Iejtésben szerelt gozvezetékek függoleges helyigé-
332
GOZFUTÉSEK
-L r_ I I f---J
fÍJ
C
I
_
--
1_ (-"--_'Lr:~L'--__ I --_-_ -
-
-1---I
----
A---
~+
-::.JI
~-L
T-
5
I
I
--- .•-=---~ I I ,lJ
~----C
--- --A
'-1-1':"'1--
---=----c_'-cJ
y'
9-1. ábra. Alsó eloszlású kisnyomású
---.....
••.
~
gozfulés száraz kondenzvezelékkel
A-A
üzemi vízszint a kazánban; C-C üzemi vízszint a kondenzvezetékben; J göz-alapvezeték; 2 goz-felszállóvezeték; 3 vízteleníto vízzsákcsö; 4 kondenzvíz-leszáltóvezeték; 5 száraz kondenz-alapvezeték; L kondenzvíz-aJapvezeték légtelenítése
kielégítheto, ha a felszálló közvetlenül a vízzsák után, a levíztelenített goz-alapvezetékre csatlakozik. A felszállóban a kondenzátu.m a gozzel ellenáramban halad. Ez különösebb tervezoi figyelmet nem igényel, mert a kondenzátum keletkezési helye miatt a vízhártya a csofalat borítja be, a cso keresztmetszete lényegében szabadon marad. A goz-ágvezetékeket (radiátorkötéseket) célszeru a futotest felé emelkedoen kialakítani. Ezzel elkerülheto, hogyafelszállóban keletkezett és a csofalon lecsurgó kondenzátum az ágvezetékbe áramoljék. A goz áramlási sebességére felgyorsult vízcseppek eróziója (vízutés) különösen a radiátorokban lehet veszélyes (a rideg öntöttvas törését is okozhatja). A felso gozvezeték-elhelyezés (felso elosztás) a 9-2. ábrán látható. Ezt a rendszert elsosorban ott alkalmazzák, ahol az építészeti adottságok (belmagasság, pince hiánya stb.) az alsó elosztás kialakítását nem teszi lehetové. A felszálló megfeleloen nagy keresztmetszete teszi lehetové a goz és a kondenzátum ellentétes áramlását. A felszállót vagy a gozosztót célszeru vízteleníteni, hogy a fofelszálló kondenzátuma ne közvetlenül a kazán gozterébe áramoljék vissza. Felso elosztás esetén is célszeru a leszálló függoleges gozvezetéket az alapvezeték felso félpalástjáról csatlakoztatni. Az alapvezeték végét vízteleníteni kell. Egyes esetekben a leszállók az alapvezeték alsó félpalástjához csatlakozI1ak, és ezáltal az alapvezetékeket maguk a leszállók víztelenítik. A leszállók víztelenítését vagy
leszállóként kialakított vízzsákkal oldjuk meg, vagy a legalsó radiátoron keresztül vezetjük el a vezetékhálózatban keletkezo kondenzátumot. Az ágvezetékeket a futotestek felé emelkedoen célszeru szerelni. A legalsó szint ágvezetékeit azon· ban lejtésben kell kialakítani a leszállóvezeték vagy a legalsó függoleges szakasz kondenzátumainak elvezetésére. Ez utóbbira akkor nincs szükség, ha a leszállóvezetékek külön-külön vízzsákkal víztelenít· hetok. Közbenso elosztású gozvezeték a 9-3. ábrán látható. A kialakítás szempontjai az alsó és felso el· osztásnál emIítettekbol értelemszeruen adódnak. A különféle kondenzvÍzvezeték-elrendezések (szá· raz, nedves, üzem közben nedves) a rendszerben kialakuló vízszintekkel vannak kapcsolatban (9-4. ábra). A nyitott kisnyomású rendszerben üzemszünet· ben a víz felszíne mind a kazán ban, mind a kon· denzvezetékben azonos. Üzem közben a kazán gozterében kialakuló nyomással a kondenzvezetékben felemelkedett vízoszlop tart egyensúlyt. A kazánban üzem közben a vízszint kismértékben lesüllyed (A-A szint). Akisnyomású gozfutések jellegzetessége az ingadozó goznyomás. Ez részben a tüzelés egyenlotlenségébol, részben a rendszer energiafogyasztásának ingadozásából adódik. Emiatt a goznyomás növekedését korlátozó biztonsági áll· ványcsövet a választott üzemnyomáshoz (ÜNy) szükségesnél hosszabbra választjuk. Az állványcs6 hossza által megszabott nagyobb kazánnyomás (lefúvási nyomás, LNy) miatt számítani kell arra, hogy
GOZFUTÉSEK
E
F
2.
D
A
-
333
HÁLÓZATSÉMÁI
8
-----"'\ 04-- --
2
c
F
5
c- --
----c
A-- ---
-A
Ji'
9-2. ábra. Felso elosztású kisnyomású
gozfutés száraz kondenzvezetékkel
A-A
üzemi vizszint a kazánhan ; C-C üzemi vízszint a kondenzvezetékben; 1 goz-felszál1óvezeték 2 goz-alapvezeték; 3 goz-Ieszállóvezeték; 4 kondenzvíz-Ieszállóvezeték; 5 száraz kondenz-alapvezeték; L kondenzvíz-alapvezeték légtelenítése; Ll felso elrendezésú alapvezeték vízzsákcsövének légtelenltése; A felszálló csatlakozása a felso alapvezetékhez; B. C és D gozleszállók száraz csatlakozása az alapvezetékhez; E gozleszálló nedves csatlakozása az alapvezetékhez (a leszálló az alapvezetéket vízteleníti); F gozvezeték végpontjainak víztelenítése a goz-leszállóvezetékkel
a vízszint a kondenzvezetékben esetenkét a lefúvási nyomásnak megfelelo magasságban helyezkedik el (B-B szint). Gravitációs kondenzvíz-visszaáramoltatás esetén a kondenzvezeték utolsó szakaszában a kondenzvízgyujto,továbbá a kazánba áramlás ellenállása miatt további vízszintemelkedés következik be. Ezért üzemközben a kondenzvízhálózatban a goznyomással egyensúlyt tartó vízoszlopmagasságnál (B-B szint)magasabban helyezkedik el a kondenzvíz szintje(C-C szint). Megfelelo méretezés esetén az ellenállás legyozéséhez szükséges nyomáskülönbség
c=
100... 300 mm vízszintemelkedést jelent. A száraz kondenzvezeték legmélyebb pontjának is az üzemszeruen eloálló vízszint (C-C szint) felett kell elhelyezkednie. Száraz kondenzvezeték esetén a kondenz-alapvezeték a C-C víznívó felett van (1. a 9-1., 9-2., 9-4. ábrát). Üzem közben, nedves vezeték esetén, az alapvezeték az A-A és C-C vízszintes síkok (szintek) között helyezkedik el (9-5. ábra). Nedves kondenz-alapvezeték teljes terjedelmében a kazán vízszintje (A-A sík) alá kerül (9-6. ábra). Az épületgépészeti gyakorlatban a száraz kon-
3...6
_
%0
!
L
__ (' -A- __ 9-3.
ábra. Közbenso elosztású kisnyomású gozfutés száraz kondenzvezetékkel (hálózatrészlet)
3...6%0
I
8-r~----.1.. 48 C'- -== -=:-= : -+_ A_ ..J C
----------T-
Kondenzvezefék
~
9-4. ábra. Kisnyomású gozfutés nyomás- és vízszintviszonyai
v goz-a1apvezeték víztelenítése; L kondenzvíz-alapvezeték
légtelenítése
334
GOZFUTÉSEK
__ hL_ ~==-=--:- -~--~ C
--O. --1. -
--~-~--
'--j -1: I r~1 ~D
,-"
I
l.L-----
kx!-R
--Al I 0-1-'- _J
--
90S. ábra. Alsó elosztású kisnyomású
gozfutés üzem közben nedves kondenzvezetékkel
A-A
üzcmi vízszint a kazánban; C-C üzemí vízszint a kondenzvezetékben ; D-D a víztorlasztó hurok által megemelt vízszint (a hurok magassága a vízzsák hosszával megegyezo); M-M a kondenzvíz-vezeték áramlási ellenállását legyozo vizszintemelkedés; L a légvezeték légtelenítése; Va gozvezeték víztelenitése; R a vízvisszatorIasztó hurok rövídrezárása
denzvezeték legmélyebb pontján kell megoldani a hálózat légtelenítését, ill. a légbevezetést. Azért szükséges a legmélyebb ponton kialakítani a légtelenítés csomópontját, mert a levego fajsúlya nagyobb, mint a kondenzvezetékbe kerülo gozé. A 9-4. ábrán a légtelenítés egyszerusítve látható, általában azonban egyszeru csoívvel nem oldható meg. A kondenz-alapvezetékre a függoleges kondenzvezetékek (ejtovezetékek) ugyancsak a felso félpalást felületén csatlakoznak, hogy biztonsággal
I
, lJ .•.• " '" ........-r-t
I
B~T!
'TIf1
•••
d
elkerülheto legyen vízzsák kialakulása, amely a levego mozgását gátolja. A kondenz-ágvezetékeket minden esetben a függoleges kondenzvezeték felé lejtésben kell szerelni A kondenz-ágvezetékben a goztorló szerelvények beépítése gyakorlatilag nem kerülheto el. Az üzem közben nedves kondenzvezeték (9-5. ábra) alapvezetéke elvileg vízszintes lehet. A gyakorlatban 1... 2%0 lejtés az alapvezeték víztelenítésevégett indokolt. Az üzem közben nedves kondenz· vezetéket hurokkal kötjük a kazánba. A kondenz· vezeték - különösen kiterjedt hálózat esetén jelentos térfogatú. A hurok megakadályozza, hogy a benne levo vízmennyiség a futés leállásakor a kazánba áramoljék, amelyet - egyes esetekben teljesen feltöltene. Ez nehezítené az újraindulást Célszeru az üzem közben nedves kondenzvezeték feltöltésérol gondoskodni, mert az alapvezeték fe töltodéséig nincs kondenzvíz-vissza táplálás , és eset· leges kazánkiégés (repedés) következhet be. Az üzem közben nedves kondenzvezeték esetén' is a B-B szint felett kialakuló hidrosztatikus nyomómagasság teszi lehetové az áramlási ellenállásJe. gyozését. Az egyes függoleges kondenzvezetékekbeu a víznívó a kazántói távolodva emelkedik a növekW áramlási ellenállás miatt. Ezért a már emlitett üzemi vízszint (C-C szint) kb. LNy+300 mm magasan van a kazán középvízszintje felett. A vízvisszatorlasztó hurok magasságát célszerua kazán középvízszintje felett a vízzsákcso hosszá megegyezo magasságúra választani.
I
B
Ür/fo 9-6. ábra. Alsó elosztású kisnyomású gozfutés nedves kondenzvíz-vezetékkel A-A üzcmi vízszint a kazánban; ~B a lefúvónyomással egyensúlyt tartó vf7.szintmagasság; C-C üzemi vizszint a kondenzvezetékben; E, és Ez vizszinteme1kedés a goz-alapvezetéket vízteleníto csövekben; E3• E4 és Eo vízszinteme1kedés a kondenz-Ieszá\lóvezetékben; L a légvezeték légtelenitése; L, ésLz a nedves kondenzvezeték vízzsákjainak légte\ClÚtése; V a gozvezeték víztelenítése
GÖZFUTÉSEK
335
HÁLÓZATSÉMÁI
Az üzem közben nedves kondenzvezetékkel szerelt rendszer is nyitott, ezért külön légvezetéket kell kiépíteni a levego áramoitatására. A légvezetéket az üzemi vízszint (C-C szint) lólött kell elhelyezni. A légvezetéket célszeru a levego és a goz fajsúlykülönbségére tekintettel a kazán felé lejtésben (1...2%0) szerelni. Meg kell oldani azonban, hogya légvezeték legmélyebb pontján a légvezetékbe jutó gozkondenzátumát elvezessük. Kiterjedt hálózatok esetén szokásos a légvezetéket furészfogasan is kiképezni, azaz az egyes felszállók között váltakozva lejtésben-kiemelkedésben szerelni a behnagasságigény csökkentésére. A mélypontokat vízteleníteni kell.A vízvisszatorlasztó hurok legmagasabb pontját a légvezetékbe be kell kötni. A 9-6. ábrán nedves kondenzvezeték létesítési feltételeiláthatók. A függoleges kondenzvezetékben az üzem közben nedves kondenzvezetéknél említett változó vízszint áll be. Üzemszünetben ez a vízszint a kazán vízszintjére csökken. A felszállóvezetékeknekaz üzemi vízszintig való feltöltéséhez szükséges vízmennyiség nagyobb, mint a száraz kondenzvezeték esetén alkalmazott, egy-két nagy keresztmetszetu cso feltöltéséhez szükséges mennyiség. Ebbol következik, hogy leálláskor, ill. induláskor a kazánban nagyobb vízszintingadozással kell számolni.Az esetek többségében a kazán említett feltöltodése nem okoz az induláskor lényegesebb rtehézséget. Különleges torlasztóhurkok alkalmazása nemszükséges. Kisnyomású egycsöves goz-futoberendezéseket is létesítenek. Az egycsöves berendezések esetén a függolegeskondenzvíz-Ieszállóvezeték és -ágvezeték marad el, a kétcsöves (goz- és kondenzvezetékes) rendszerrel összehasonlítva. A függoleges gozvezeték és a goz-ágvezeték látja el a kondenzvezeték feladatát. A gyakorlatban ritkábban alkalmazott egycsöves gozfutéselonyei: - a gozfutések között a legkisebb a beruházási költsége; - egyszeru a berendezés kialakítása (esztétikai, építészeti és szerelési szempontból); hátrányai: - magas épületekben kedvezotlen a goz és a kondenzátum ellentétes áramlási iránya; - fokozottan megvan a vízütések gyakorisága és veszélye; - gondos méretezés szükséges hozzá. Az alsó elosztású egycsöves gozfutés sémáját a 9-7. ábra szemlélteti. Az ábra jobb oldalán száraz, baloldalán nedves kondenz-alapvezetékes megoldás látható. Kívánatos a goz-alapvezeték víztelenítése a 9·1. ábra megoldása szerint. Az alapvezeték légtelenítésérol, ill. légbevezetésrol gondoskodni kell,
--l
L--
I
-
-
I
C
it
d
§
I 1 l..L
I
--
A---I•.
t
..l_
9-7. ábra. Alsó elosztású egycsöves kisnyomású 1 nedves és 2 száraz kondenzvezetékkel
gozfutés,
A-A
üzcmi vlzszint a kazánban; C-C üzemi vlzszint a kondenzvezetékben; L a goz- és kondenzvlz-alapvezetékek légtelenítése; Va gozvezeték vlztelenitése
annak ellenére, hogy valamennyi futotestre automatikus szelepet szerelnek. A futotestek alsó pontjára illeszkedo légtelenítoszelepekre azért van szükség, mert a gozt bevezeto és a kondenzátumot elvezeto ágvezetéken keresztül a légtelenítés, ill. a légbevezetés nem oldható meg. Egycsöves gozfutés esetén a felso elosztás kedvezobb, mert csak az ágvezetékben jön létre a goz és a kondenzátum ellentétes áramlása (9-8. ábra). Felso elosztású egycsöves gozfutéseknél kívánatos a függoleges leszállóvezeték vízzsákkal megoldott víztelenítése.
=--~
9-8. ábra. Felso elosztású egycsöves kisnyomású száraz kondenzvezetékkel
A-A
gozfutés
üzcmi vizszint a kazánban; C-C üzemi vizszint a kondenzvezetékben; L kond"nz-alapvezeték légtelenítése
336
GOZFÜTÉSEK
9.1.2. Nagynyomású gozfutés Ipari épületekben, ahol a technológia céljára nagynyomású goz eloállítása szükséges, gyakran futés céljára is felhasználják ezt a 0,5 bar-nál (0,5 at-nál) nagyobb túlny6mású gozt. A nagynyomású gozfutések elonyei: - a kisebb méretu csovezetékek és futofelületek miatt kisebb beruházási költség; - a fagyveszély elkerülése; - a viszonylag kötetlen csovezeték-vonalvezetés (pl. emelkedo gozvezeték); - a holeadók kondenzvezeték alá (vízzsákba) helyezésének lehetosége; hátrányai: - nyomásálló hocserélok és szerelvények alkalmazásának szükségessége; - a magas felületi homérséklet (érintésvédelem); - kondenzedények alkalmazásának szükségessége; - teljesítményszabályozási nehézségek; - nyomáscsökkentés esetén eloálló túlhevülés, és az ezzel együtt járó hocserélo felület növekedés vagy gozhuto alkalmazásának szükségessége; - a 100 °C-nál magasabb homérsékletu kondenzátum 100 oC alá hutesének szükségessége (hocserélok sorba kötése); - költséges kondenzvíz-visszatáplálás. Nagynyomású goz közvetlen felhasználása elsosorban ipari csamokok termoventilIátoros vagy sugárzóernyos futése esetén jön számításba. Az említett holeadók esetén nincs érintési veszély, szerkezeti anyagaik (acélcso) a nagy nyomá!inak ellenállnak, és az esetek többségében lehetoség van a falak mellé elhelyezett hocserélokkel (konvektorokkal, bordáscsövekkel) a kondenzvÍZ 100 oC alá hutésére. A nyomáscsökkentés esetén eloálló túlhevülés kedvezotlen hatása a hoátadás romlásában mutatkozik. A túlhevített goz energiáját a gázokra jellemzo nagyságrendu hoátadási tényezovel, a felület mentén változó homérséklettel adja le. Kiszámítható a hocserélo felület azon része, amelyen még nem a telített goz hoátadási viszonyai érvényesülnek. Gozhuto alkalmazása elsosorban akkor indokolt, amikor a futött oldalon a hohordozó közeg víz vagy más folyadék. Goz-levego hocserélo esetén a gozhuto elhagyható. A gozfutésu holeadóból kiáramló kondenzátum homérséklete a telített futogozévei megegyezo. A kondenzedény után vízzsákba helyezett futotest hoátadási felületének megválasztásával a lehutés mértéke változtatható.
9.1.3. Goz-Iég
forgatásos rendszer
A goz-lég forgatásos rendszert a gozfutések nehézkes teljesítményszabályozásának kiküszöbölésére fejlesztették ki. Muködési elve a keverékgázok azon fizikai tulajdonságán alapszik, hogy a keverékben az egyes alkotók parciális nyomása kisebb, mint a keverék össznyomása. A goz-lég forgatásos rendszer gozvezetékében csökkent teljesítményigény esetén goz és levego keveréke áramlik. A goz-levego keverék össznyomása akisnyomású gozfutésekhez hasonlóan az atmoszferikus nyomásnál nagyobb, 0,1...0,2 bar (0,1. ..0,2 at) túlnyomás. A keveréken belül a goz parciális nyomása az atmoszféra nyomásánál kisebb, következésképpen homérséklete a parciális nyomásnak megfeleloen 100 °C-nál alacsonyabb. A ka· zánban termeit, atmoszferikusnál nagyobb nyomású goz energiája a rendszer injektorában végzett munka révén csökken a parciális nyomású goz alacsonyabb energiaszintjére. A teljesítménycsökkenés (a leszabályozás) a levego jelenléte miatt is bekövetkezik. A rendszerben cirkuláló levego a hocserélo felü· let egy részét kiiktatja a filmkondenzációból. A goz-lég forgatásos rendszer sémája a 9-9. ábrán látható. A kazán a szokványos kisnyomású rendszernél nagyobb nyomású. Ennek mértékét az injektor nyomásviszonyai határozzák meg. A na· gyobb nyomású kazán az esetek többségében biz· tonsági állványcsovel nem biztosítható, rugós, súlyterheléses szelepek alkalmazása szükséges. A gozalapvezetékbe épített E injektor megkerülovezetékébe N nyomáscsökkento szelepet szerelünk. A nyomáscsökkento elé épített A és az injektor elé szerelt B szeleppel szabályozunk. Nyitott A és zárt B szelep esetén a rendszer teljes teljesítménnyel mint kis· nyomású gozfutés indul. A rendszerbol a levegoa D légteleníton keresztül távozik. Az A szelep zárá· sával és a B nyitásával a goz az injektoron keresztül
C"--D
I I
...w-r~
E
.
-.-?- _L-
~L
I
I K
9-9. ábra. Goz-Jég
~..-1 forgatásos rendszer
K kazán; A, B elzárószelepek; C, D lég1elenító-légbevezeto szelepet; E injektor; F futotest; G oxigénleköto edény; L kondenzvíz-levego szit. választó edény; N nyomáscsökkento szelep
,.
GÖZFÜTÉSEK
áramlik. Az injektor szívóterében kialakuló depresszió hatására a C szelepen keresztül levego jut a rendszerbe. A levego a vasforgáccsal töltött G oxigénleköto edényen keresztül jut a rendszerbe. Az injektor keverocsÖvében kialakult goz-levego keverék a diffúzor után atmoszferikusnál nagyobb nyomású lesz. Állandósult üzemben, meghatározott teljesítmény esetén, a goz-Iég forgatásos rendszerben a levego drkulál. (A C is D légteleníto-, ill. légbevezeto szelepek zárva vannak.) A teljesen zárt A és .teljesen nyitott B szelepek esetén áll elo a maximális teljesítménycsökkenés az injektor méretezésének megfeleloen. A maximális és minimális teljesítményigény között az A szelep fokozatos nyitásával "rontható el" az injektor mukodése. A goz-lég forgatásos rendszer zárt, mert a kondenzvezeték egész terjedelmében túlnyomás alatt van (a levegoáramlás miatt). A rendszerben elhelyezeÜL edény feladata a kondenzátum és a levego szétválasztása. A zárt rendszerben cirkuláló levego miatt a futotest után torló nem építheto be, mert a levego körforgását akadályozná. A goz-Iég forgatásos rendszernek a megfelelo teljesítményszabályozáson túl nagy elonye az. is, hogyaz egész rendszer túlnyomás alatt van. Emiatt különleges szerelvények és igen gondos szerelés (hegesztés) nem szükséges. A tömörtelenségi hibák is kedvezobb körülmények között kereshetok. A goz-Iég forgatásos rendszer hazánkban nem terjedt el, részben az átlagosnál nagyobb költsége, részben a tervezéssel, üzemeltetéssei kapcsolatos tapasztalatok hiánya miatt. 9.1.4. Vákuum-gözfutés A gozfutések központi teljesítményszabályozása a telített goznyomással összefüggo homérsékletváltozás segítségével is megoldható. A 9-1. táblázatban láthatjuk a nyomás-homérséklet összefüggést. A vákuum-gozfutés zárt rendszer. A tüzelés megfeleloszabályozásával, azaz a termelt goz mennyiségénekváltoztatásával a rendszerben a goz nyomásátaz atmoszferikus nyomás alá lehet csökkenteni. Az atmoszferikus nyomásnál kisebb nyomást magaa kondenzáció eredményezi. A kondenzáció sorána közeg fajtérfogata jelentosen (mintegy 1500-ad részére)csökken. Amennyiben a futotestben a kondenzáció miatt eloálló depressziót a kazánban termeltgoz nem kompenzálja, az egész rendszer nyomásacsökken, következésképpen a nyomáshoz tartozótelítési homérséklet csökkenés érvényesül. A vákuum-gozfutés hálózatának sémája a 9-10. clbránlátható. Az ábrán feltüntetett levegoszivatytyúcsak az induláskor, valamint az esetleges tömí24Az épületgépészet kézikönyve
HÁLÓZATSÉMÁI
I _____ J b 9-10. ábra. Vákuum-gozfutés a kondenzvízgyújto tartály; b nedves levegoszívattyú; c légtelenítés; d vízállás-szabályozó; e torló •
tetlenség miatt bejutó levego eltávolításakor üzemel. A levegoszivattyú különleges kialakítású, mert egyben a kondenzvíz-vissza táplálás feladatát is ellátja. Erre azért van szükség, mert az esetek többségében a kondenzvízgyujto edény nem helyezheto el a gravitációs visszatáplálást biztosító magasságban. A rendszer csovezeték-elrendezése a hagyományos kisnyomású gozfutésekével megegyezo. A futotestek után kondenzvíztárolót építünk be. A vákuum-gozfutés teljesítményszabályozását a tüzelés szabályozásával oldjuk meg. A tüzelésszabályozás kiemelt volta miatt a gáz- és olajtüzelés elonyösen alkalmazható. A vákuumfutések kazánjainak biztosítására ugyancsak biztonsági állványcsöveket használunk. Az állványcsövek különleges kialakításúak, túlnyomás és depresszió esetén is biitosítják a megfelelo üzemi viszonyokat. A különleges kialakítás lényege, hogy az állványcso szárhosszúsága mindkét oldal felé azonos. A vákuum-gozfutés muködésének fizikai alapjai igen egyszeruek, gyakorlati megvalósításához azonban kifogástalan minoségu szerelvények szükségesek, következésképpen létesítési költsége nagy. A rendszer hátrányaként említheto a különleges - tömszelence nélküli - szerelvények alkalmazása, a nedves vákuum-kazánszivattyú szükségessége és üzemköltsége. A vonatkozó irodalom tanúsága szerint 0,25 bar (0,25 at) nyomásnál kisebb nyomás létesítése és fenntartása nehézkes, ezért a futotestek felületi homérséklete minimálisan 65 oc. A megfeleloen szabályozott melegvíz-futéseknél azonban ennél alacsonyabb futotest-középhomérsékletre is szükség van átlagos külso (meteorológiai) feltételek figyelembevételével. A vákuum-gozfutéseket korábban a magas épületek futésére fejlesztették ki. Ezekben a rendszerekben ugyanis a hidrosztatikus nyomás okozta problémák nem jelentenek nehézséget. A magas épületek légkondicionálásának szükségessége miatt azonban a rendszerek létjogosultságajelentosen csökken.
G6zFuTÉSEK
338
9.2. Goz-futoberendezések
különleges csomópontjai és szerelvényei
A gozfutések kialakítása kötöttebb az egyéb hiShordozó közegu futéseknél. Ennek oJca a goz. a kondenzátum. a levego áramlásának biztosítása és ezek sajátos feltételei.
9.2.1. A kazánház belmagassága A kazánház szükséges belmagassága a 9-11. ábra alapján határozható meg. Száraz kondenzvezeték kialakítása esetén a kazánház maximális belmagasságú:
a+b+c+d+e+J m.
(9-1)
ahol a a kazán középvízszintjének magassága a padlósiktói (katalógusadat. figyelembe véve a kazánalap magasságát). m; b a biztonsági állványcso lefúvási nyomásával (LNy) megegyezo vízszintemelkedés. m; c a kondenzátum visszaáramIásakor eloálló ellenálIás legyozésére szükséges vízszintemelkedés. m; d biztonsági távolság (0.1 ÜNy) a száraz kondenzvezeték üzembiztos légtelenítésére. ill. légbevezetésére. m; e a goz-alapvezeték legmagasabb és a kondenzvezeték legalacsonyabb pontja közötti távolság a goz és a kondenzvezeték hosszának és esésének figyelembevételével. m; J szerelési helyszükséglet (szigetelés után). m.
gozelvételt. Ezzel a megoldással csökkenteni lehet a kazánban a gozelvétel helye felé emelkedo víz· szint kialakulását. amely a közgyurukön fokozódó sebességgel átáramIó gozsugár depressziójának következménye .. A kazánhoz közvetlenül csatlakozó gozcso mérete a kazáncsatlakozás méretének figyelembevételévela maximális legyen. A goz nagy mennyiségu vízcseppet is magával ragadhat. A nagy méretu cso víz· leválasztóként muködik. Ebbol a célból elonyösek az olyan kazánszerelvények. amelyek hirtelen keresztmetszet-változással fokozzák a goz-viz szét· választás lehetoségét és a leválasztott kazán VÍZnek közvetlenül a kazán vízszint alá vezetését. A tagos vagy kis vízfelszínu kazánok esetén biz· tonságosabb. ha külön kiegyenlítoedénnyel. meg· feleloen választott méretu kondenzvízgyujtovel növelheto a vízfelszÍll. Ez csökkenti a vízszintingadozást. A 9-12. ábrán külön vízszint-kiegyenlíto tar· tály felszerelése látható. A kiegyenlitotartály elhelyezésére irányadó. hogy az edények felso élei a kazánközép-vízszinthez képest lefelé tolva aszimmetrikusan helyezkedjenek el. A gyakorlatban meg· felel. ha a kiegyenIítoedény D átmérojét figyelembe véve a tartály felso éle 1/3D távolsággal van maga' sabban. mint a kazánközép vízszintje. Ez az eIren· dezés a biztonságos. mert csökkeno vízszint esetén a növekvo felület (vízszintes hengerelrendezés mi·
--::::.~-
lJ)
9-11. ábra. A göz-fútöberendezések ka:zánházának szükséges belmagasságát meghatározó összetevok
9.2.2. Kazánkötések Az épületgépészeti gyakorlatban szélesköruen használják a tagos kazánokat. A kazánok szerkezeti kialakítása folytán viszonylag kicsi a párolgási vízfelület. továbbá az egyes kazántagokat kis keresztmetszetu közgyiiruk kapcsolják össze. Ezekbol következik. hogy célszeru megvalósítani a kétoldali
ej
9-11. ábra. Gózka2án vi7szint-kiegyenlitó
tartállyal
Kiegyenlítötartály: a) szintbe helyezett I)'6jtövd; b) alul dhdyezett t6vcl, fds6 vízbcvczctésscl; e) alul elhelyezett gy6jtövd, alsó v~ lDl
ri
GÖZ-FUTOBERENDEZÉSEK ~·2. táblázat.
Koadeozvíz-kiegyenlíté5 6rtartaJma
59 44 52 22 25 33% 1% 40 45 50 24 36 4931 7066 43 47 125 61 158 86 28 30 1931 54 76 48 78 88 97 29 33 35 39 54 Tartály 69 200
I
KULÖNLEGES
tartályok
1Vf2szintküJönbség, m hosszúság csetén I mm tir180 I 160 , 140Teljes I 120 I 100
CSOMÓPONTJAI
ÉS SZERELVÉNYEI
339
hasznos
tartalom,
att) a vízszintcsökkenést lassítja. Az edények adatai a 9-2. táblázatból vehetok. A kazánvízszint közelében elhelyezett kondenzvízgyujto esetén a kondenzátumot a kazánvízszint alá kell bevezetni. A lehetséges megoldásokra példák a 9-13. ábrán láthatók. 9-14. ábra. U alakú biztonsági állványcsó 1 lefúvatócsonk; 2 terelosapka; 3 felfogótartály; 4 visszavezeto cso; 5 lefúvatócso; 6 elolefúvató cso; 7 töltötölcsér; 8 töltocsap; 9 ürítés; 10 talplemez. (Méretek a 9-3. táblázatban)
ségévei felhívja a figyelmet a beavatkozás szükségességére. A biztonsági állványcso és a kazán összeköto csovezetékét az állványcso felé 3%0 emelkedésben kell szerelni, hogy a kondenzátum a kazánba viszszafolyjék. Az állványcsövet rögzíteni kell. Kisebb helyet foglal el az ún. teleszkópos biztonsági állványcso (9-15. ábra). Ez az állványcsotípus
Gyujto
b} 9-13. ábra. Kondenzvíz-vezeték
bekötése a gyújtóbe
aj vízzsák-rendszertí kondenzvizvezeték-bekötés;
bJ
teleszkóp-rendszerú
kond~izvezeték~ekötés
9.2.3. Kazánbiztosítás A kazán szükséges túlnyomását biztonsági állkorlátozza. A biztonság ~rdekében a kazán ésa biztonsági állványcso közé elzárószerkezet nem építheto be, és a legrövidebb, irány törés nélküli kazánkötést kell megvalósítani. U alakú állványcso szerkezeti kialakítását a 9-14. ábra, méreteit a 9-3. táblázat tartalmazza. Az állványcsöveket elolejúvatóval látják el. Az elolefúvatásra kisebb méretu csövet használnak. Célja, hogy a kazánnyomás növekedését korlátozza,és a kis gozveszteséget okozó lefúvatás zanelenványcso
9-15. ábra. Teleszkópos biztonsági állványcsó 1 visszaereszto cso; 2 elölefúvató furatok ; 3 üritOliugó
-
---
---- --
--
talma, 3000 fogó130 250 200 120 357X2,9 140 110 108 X 3,6 89X3,2 76X2,9 2,5 H 50 5044,5 h. Fel· call, ill. mmmm túlIlYomás. 1140 h, 400 IN 70 50 bar ('" at) 1170 240 4490 1470 710 400 2210 2750 3070 420 3000 1000 50 1550 0d, 1500 600 3000 5980 480 690 4500 15 360 .(j()() 1090 1130 315 1700 400 2400 2410 315 240 680 730 30 1050 1060 1080 2000 1570 1120 420 1490 2180 480155 6120 5500 2430 2140 480100 750 4410 2110 5920 2090 3200 1640 3500 3390 1630 360 3420 3410 1620 5900 5990 3030 4420 4390 I h, 3380 0,30 0,20 0,30 38x2,6 0,10 0,45 0,55 340 702380 2000 2210 2170 2180 420 30 4000 2300 600 400 urtar· 100 0,40 tartály 0,403/4N 4000 3 ! A jelölések értelmezését J. a 9-14. ábrán 0D I,.:-
1: I
3//
GOZFUTÉSEK
l
I
alakú biztonsági állványcsövek mliszaki adatai
üzemi szempontból kedvezotlen. A koaxiális csoelrendezés miatt a nyomómagasságot biztosító vízoszlopot a goz futi, részben a fajsúlyváltozás, részben az intenzív gozölgés (forrás) az állványcsövet instabillá teszi. A 9-3. táblázatbóllátható, hogy az állványcsövek függoleges mérete jelentos. A méretek a 9-16. ábra szerinti megoldással csökkenthetok. A több szárú állványcso muködése több, sorba kapcsolt állványcso muködésével magyarázható. A több szárú állványcso 1 szárában érvényesül a kazán goznyomása. Ezzel tart egyensúlyt a 2 szárban kialakuló II vízoszlopmagasság, továbbá a 3 szárban levo levego atmoszferikusnál nagyobb nyomása. A 3 szárban levo levego nagyobb nyomását a 4 szárban levo és 12 hosszúságú vízoszlop, továbbá az 5 szárban levo levegonek az atmoszferikusnál ugyancsak nagyobb nyomása hozza létre. Az 5 szárban levo levego túlnyomását a 6 szárban helyet foglaló 13 hosszúságú vízoszlop határozza meg. A több szárú állványcso szárhosszúsága változik. Figyelembe vesszük a közvetíto légzsákokban a levego összenyomódását. Az állványcso szárhosszúságának kiválasztására irányadó, hogy
(9-2)
legyen. A több szárú állványcso vízzel feltöItésekor a töltovezetékek A, B, C, Dcsapját, valamint a légtelenítoket ki kell nyitni. A több szárú állványcso
9-16. ábra. Több szárú biztonsági állványcso 1 légtelenítés ; 2 páracsö
GÓZ-FUTÓBERENDEZÉSEK
KÜLÖNLEGES
CSOMÓPONTJAI
ÉS SZERELVÉNYEI
341
vatásához) a vízszintmutató alsó pontjára ürítocsapot célszeru szerelni. A szilárd tüzeloanyaggal muködo kazánok telje~ítménye bizonyos határok között a kazánok huzatszabályozásával változtatható. Az általában használt úszós, membrános tüzelésszabályozók a kémény huzatát változtatják vagy fojtással (csappantyúval), vagy a kazán füstcsonkján kialakított nyílással. Ebben az esetben a nyílás megkerülovezetékként muködik, a kazán mögött beengedett levego rontja a kémény huzatát.
0--1---'--9-17. ábra. Több szárú állványcsövek
bekötése
~ltöltése csak a kazán üzemen kívül helyezéséveI lhetséges. Üzem közben bekövetkezett lefúvás setén a kazán biztosítására két állványcsövet kell lkalmazni a 9-17. ábrának megfeleloen. A két áll'ánycso kazánra kötéséhez használt szerelvénynek j kell elégítenie azt a feltételt, hogy a fogyasztók elé meno vezetéket, valamint vagy az egyik, vagy I másik állványcso-bekötovezetéketüzembiztosan Iyitvatartsa. Közbenso zárást, de fojtást se hozzon étrea szerelvény lehetséges közbenso állása. E köletelménynek tesz eleget a kétcsapos megoldás. \ két csap ellentétesen zár. A csapok kényszerkap:solatban vannak egymással, azaz az egyik nyitott lelyzetéheza másik zárt helyzete tartozik. Célszeru 1 csapok mozgatására a kézi állítás ú vasúti váltókIOZ alkalmazott, végállásban felütközo súlyterheléleSváltókart alkalmazni, hogy a csapok közbenso lelyzetu rögzítése mindenképpen elkerülheto le~en.
9.2.5. Csovezetéki csomópontok A gozvezetékek vízzsákcsovel vízteleníthetok. A vízzsákcsövek szárhosszúsága 1,3... 1,5 LNy legyen. A 9-18. ábra gozvezetékek közbenso (furészfogas vezetésu) vízteleníto csomópont jának kialakítását, a 9-19. ábra gozvezetékek végpontjainak VÍztelenítését mutatja. A 9:20. ábra a felszállóveze-
1
3...6%" 2
3 9-18. ábra. A gozvezeték közbenso szakaszainak víztelenítése vízzsákcsovel UNy üzemnyomás; LNy lefúvási nyomás; 1 gozvezeték; 2 kondenzvezeték; 3 üríto
f1
2
9.2.4. Kazánszerelvények
3...8%0 gozkazánokat fel kell szerelni az üzemvitelhez szükséges muszerekkel. A gozfuto-berendezések üzemnyomásának ellenorzésére manométer szükséges.Az általánosan használt csorugós feszmérokbe a gozbejutásának (a kondenzációnak) elkerülésére mindenesetben vízzsákcsövet és a vízzel való feltöltésellenorzésére kétjáratú feszméro csapot célszeru a manométer elé kell beépíteni. A kazánvízszint ellenorzésére vízszintmutató beépítéseszükséges. Az üvegcso cseréjéhez a kazáncsatlakozásba szelepet vagy csapot kell beépíteni, továbbáaz üvegcso gozZel való tisztításához (kifúA
3...6%0
~ 9-19. ábra. A gozvezeték végpontjainak csovel 1 goz; 2 kondenz
víztelenítése vizzsák-
342
GOZFUTÉSEK
-+---%.
3... 6
9-22. ábra. Mechanikus sarok-góztorló NNy 6; NÁ l/z ... 1'
(j 9-20. ábra. Elhúzott goz-feIszálI6vezeték viztelenítése vizzsákcsovel 1 góz; 2 kondenz; 3 alapvezeték
ték elhúzása esetén alkalmazandó csomópontra ad megoldást. A vÍzzsákcsövek bekötési csomópontjainak kialakításakor általános szempont, hogy a goz útjába kell az éles iránytörést beiktatni. Ez jobb vízleválasztást eredményez. A vízcseppek nagyobb tömegük folytán a hirtelen irányváltozást nem tudják követni.
9·23. ábra. Mechanikus karimás keresztáramú góztorló NNy 6; NÁ 15... 25 mm
9.2.6. Fíítotestszerelvények A futotestek goz-csatlakozóvezetékébe szabályozó- és elzárószerelvényeket kell beépíteni. A szerelvények kettos beáUításúak legyenek. Gozfutés esetén különösen fontos az ilyen típusú szerelvények beépítése, a hálózat nyomáskiegyenIítése és a futotest szakaszos üzemeltetése végett. A kettos beállítású radiátorszelepek alapfojtását a nyitott kondenztorlóval kell beállitani. A futotest után goztorló beépítését a gozvezeték-hálózat jelentos nyomáskiegyenIítési nehézségei indokolják. A goztorlók egyik típusa tisztán mechanikai elven muködik. A torlóval eloáUítható nagy fojtás viszonylag csekély goz átáramlását teszi csak lehetové. Folyamatos üzemben a torló átömlési keresztmetszetét a kondenzátum tölti ki, mintegy tömíti azt a goz átáramlásával szemben. A 9-21. ábra átmeneti, a
9-21. ábra. Mechanikus NNy6;NÁI/Z"
átmeneti goztorl6 .1'
I
9-24. ábra. Gyorsürito NNy 5; NÁ 1/2" .1'
9-22. ábra sarok-kivitelu mechanikus goztorlót szemléltet. A mechanikus torlók csoportjába tar· tozik a 9-23. ábrán látható keresztáramú goztor/ó is. Ez mozgó alkatrészeket nem tartalmaz. Muködésé· nek alapja az átfolyótérben egymást keresztezo és szembetalálkozó labirintrendszer. A nagy fojtást létrehozó labirintrendszer minimális mennyiségu gozt enged áto A termosztatikus elven muködo tor/ókban, gyorsürítokben tágulótest zárja, nyitja a folyadék útját A rugalmas, bordás falú mozgatóelemben levo folyadék halmazállapot-változása mozgatja a szelep záróelemét (9-24. ábra). A gyorsüríto egyik csat· lakozócsavarja dugóval lezárva átmeneti vagy sa· rok-torlóként építheto be. A 9-25. ábrán mikr{io gyorsürítot láthatunk.
GÖZ-FUTÖBERENDEZÉSEK
KÜLÖNLEGES
CSOMÓPONTJAI
ÉS SZERELVÉNYEI
343
e3A"
9-27. ábra. Légtelenítotulipán NNy 6; NÁ 1/, ... 8/8-
9-25. ábra. Mikro-gyorsüríto NNy6
Nagynyomású gozfutések esetén a hocserélo felület (gozfogyasztó) után kondenzedényt kell beépíteni. Szerkezeti kialakítása és méretezése a ll. fejezetben található.
futésnél) esetén légtelenítotulipánt használunk (9-27. ábra). NagynyomásÚ rendszerben a légtelenítés nem okoz nehézséget, mert a nagy goznyomás a levegot eltávolítja.
9.2.8. Kondenzvíz-visszatáplálás 9.2.7. Légtelenítés Gozfutés esetén fenn kell tartani a levegoforgalmat a rendszerben. A légtelenítést, ill. légbevezetést a rendszerek sémái általában íves csovel jelölik. A kézi légtelenítéssei az induláskor szükséges nagy mennyiségu levegot vezetik ki. Ekkor szükségszeruen gozkiáramlás is van, aminek következtében az automata légteleníto (9-26. ábra) lezár. A légtelenítoszelep másik alapveto feladata az automatikus légbeeresztés a futés leállásakor. A táguló testben levo folyadék halmazállapot-változásához viszonylag kis homérséklet-különbség is elegendo, tehát a kondenzvezetékbe jutó goz futésének megszunésekor nyit a szelep és levegot enged a rendszerbe. Futotestenkénti légtelenítés (1. az egycsöves goz-
9-26. ábra. Önmuködo
légbeszivó és légteleníto
NNy 6; NÁ
l/!...
1-
Amennyiben a kazánház nem elég mély, a kondenzátumot a kazánba vissza kell táplálni. A legelterjedtebb a szivattyús visszatáplálás (9-28. ábra). A megfelelo mélységben elhelyezett kondenzvízgyujtobe a kondenzátum gravitációsan folyik. Ebbol a kondenzvizet a megfelelo magasságban elhelyezett táptartályba szivattyú juttatja el. Célszeru két szivattyút párhuzamosan kötni, továbbá áramkimaradás esetére kézi szivattyút is tervezni. Az alsó gyujtotartályhoz szívóoldalon csatlakozó tápszivattyút a táptartály vízszintjérol vezérlik. A táptartályba célszeru pótvízként meleg vizet vezetni. A táptartályból a víz a kazánba vízszintszabályozón keresztül áramlik (9-29. ábra). A tartályokban a kondenzátum lehulhet. A táptartályból a kazánba áramló lehult víz az öntöttvas kazánok kazánfalát megrepesztheti. Ez elkerülheto, ha a kazánba áramló kondenzátumot gozzel elomelegítik. Az áramszolgáltatás várható kimaradása esetére különbözo goznyomásos vagy vákuumos kondenzátum-visszatápláló berendezést is lehet tervezni. Amennyiben a kazánház magassági viszonyai lehetové teszik, a 9-30. ábrán látható egylépcsos gozüzemu visszatáplálás alkalmazható. A kazán vízszintje fölött elhelyezett zárt edényben levo úszó külso rudazat segítségével ellentétesen zárja-nyitja a gozvezetéket és a nyitott gyujtotartály vízvezetékét. A zárt tartály feltöltodése után a kazán goznyomása érvényesül a zárt tartályban, és ez lehetoséget ad a kondenzátum gravitációs visszaáramlásá-
344
GOZFUTÉSEK
,2, i I
.~ '_,1
5-1-
---
~
r---- .. ri I
I
ro...)
I
r-I
~
r-----
: Ti:
1
_16
I
t
I
t
1ItV
.
L.J
rI
-
IL!~L.J .f: i
18
9
--L-
,
tI
I
i-~l I
---1 V ....I
15 ~
.•...•_~ __
17 Il'
I I
7
I 12
-i
11
L_
II
I 913 I t4 I l: II
,, í' J =u
9-28. ábra. Szivattyús kondenzvíz-átemelés
gravitációs kazántáplálással
1 túlfolyó gyüjtotartályhoz; 2 villamos csengohoz; 3 szivattyú motorvédohöz; 4 villamos kapcsoló; 5 táptartály; 6 meleg víz bojlertol; 7 goz; 8 elomelegito hocserélo; 9 megkerülo; 10 adagoló; II üríto; 12 villamos kapcsolóhoz; 13 motorvédo és indítókapcsoló; 14 páracso; 15 villamos csengohöz; 16 kondenzátum; 17 túlfolyó; 18 gyüjtotartály
9-29. ábra. Kazánvízszint-szabályozó NNy 0,5; NÁ 25 mm
ra a kazánba. E megoldás esetén is szükség van a kazánvÍzszint -szabályozó adagolószerelvényre. Vákuumos kondenzvíz-visszatápláló berendezés használata esetén (9-31. ábra) a goz kondenzációjakor jelentos térfogatcsökkenés következik be, és
ezzel megegyezoen számottevo vákuum keletkezik. Az ezen az elven muködo berendezések kb. 3 ro emelo magasságúak. Muködésük automatizálható a 9-30. ábránál leírt ellentétes muködésu szeleppárral.
GOZ-FUTOBERENDEZÉSEK
KÜLÖNLEGES
CSOMÓPONTJAI
ÉS SZERELVÉNYEI
34S
9-30. ábra. Egylépcsos gozüzemü kondenzvíz-vísszatáplálás 1 páravezeték; 2 kondenzátum; 3 túlfolyó; 4 kondenzgyújto tartály; 5 üríto a csatornába; 6 úszótói; 7 átemelo; 8 goz; 9 adagoló
9-31. ábra. Egylépcsos vákuumos
kondenzvíz-vissza táplálás
1 légteleníto; 2 átemelo; 3 goz; 4 hideg víz; 5 adagoló; 6 kondenzátum; 7 kondenzgyújto tartály; 8 csatornába
9.3. Csovezeték-méretezés A goz-futoberendezések csohálózatának méretezésekoraz a cél, hogy valamennyi áramkör áramlási ellenállása egyenlo legyen a rendelkezésre álló goz-
nyomással. A kazán üzemnyomását (ÜNy) a rendszer kiterjedésétol függoen a 9.1.1. pontban közölt értékeknek megfeleloen célszeru választani.
GÖZFUTÉSEK
A csoátméro
-
150 0,8852 3,17 16,4 12,08 6,01 3,90 20,2 0,6551 16,46 0,00731 0,5999 4,64 0,00837 2,62 11,9 2,13 5,94 2,37 0,7053 1,79 2,98 0,7528 3,47 3,70 1,746 6,39 17,69 18,86 5,47 14,7 0,972 0,00248 6,14 2,52 4,89 3,93 2,052 3,888 3,16 8,439 25,4 5,64 22,10 12,5 7,21 2,109 2,30 0,5805 0,00093 1,110 0,00203 3,40 28,61 9,37 0,01270 7,010 3,79 5,44 0,00536 0,00311 6,03 4,35 8,34 3,51 12,3 6,25 31,1 7,98 1,520 0,00278 38,92 0,01728 9,564 0,00424 2,651 2,01 0,00117 0,00062 0,00079 0,00042 0,00019 1,78 0,00091 0,00033 0,00035 0,944 0,9478 0,00031 0,00082 0,00039 0,00077 1,796 1,72 1,851 1,397 15,15 10,30 3,914 7,619 0,00338 0,00374 0,00256 0,00173 5,767 35,83 24,43 0,01857 0,00390 0,01591 8,798 0,00265 0,01084 6,83 0,00981 0,00571 0,00886 19,97 0,00785 3,72 0,00457 3,31 2,388 0,00106 0,00055 2,26 0,7256 0,00032 1,258 13,65 0,00230 5,197 32,32 0,00352 7,71 7,930 5,83 0,00063 0,00044 0,00012 0,00138 0,00868 3,80 3,22 2,59 11,2 4,64 17,3 7,40 8,49 2,78 3,104 3,311 4,37 4,09 2,47 3,50 2,96 2,82 5,31 3,82 3,88 2,79 1,637 14,7 11,1 12,9 7,91 6,746 4,27 4,99 5,78 7,194 9,00 44,55 41,82 5,33 22,7 6,81 7,18 4,76 9,48 7,95 8,47 5,56 0,104 0,00022 0,00043 0,1451 13,29 0,00143 0,00590 3,236 2,67 3,15 3,85 4,29 4,93 1,433 0,419 1,13 1,012 19,55 3,125 2,11 4,38 2,80 1,27 1,07 2,02 1,75 2,31 3,71 4,63 6,79 10,1 12,85 6,28 8,% 52,16 0,00025 1,76 2,35 0,00049 1,67 3,67 4,592 4,36 4,56 5,13 15,3 9,91 6,96 2,884 0,00128 6,271 I1IIII,II,III 2,45 3,508 0,00155 0,00137 0,00072 0,00147 0,4353 0,7981 0,00172 1,28 11,61 2,66 0,00299 0,00319 2,90 47,15 0,01978 0,02316 0,02094 0,00456 0,00486 5,977 4,39 0,00515 0,00672 3,23 3,14 4,69 0,01436 0,00606 0,00212 0,00365 4,59 6,05 3,30 10,28 10,96 6,84 20,0 9,82 5,93 5,17 0,366 0,9691 0,5018 0,778 0,00093 5,598 1,29 2,87 0,2902 1,46 4,774 8,238 0,575 1,56 2,15 1,15 1,89 2,58 2,97 0,00004 '/. 2,115 1,69 '/, 1'/. 0,00067 I65 00,5063 ,00006 0,00002 I0,00026 0,00008 I 0,00029 0,00018 0,00017 0,00019 0,00021 0,00006 0,00012 0,0406 0,00010 0,00015 0,0497 0,0150 0,0204 0,0260 0,0347
I I
0,0114
'/.
MSZ 120/2 acélcsö, NÁ, coli
oszlopában,
adott
S' értékhez
tartozó
számok jelen~
A cso tllrt, legkisebb
347
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS
(1 m hosszú, kör keresztmetszetü esoben, 10' Pa túlnyomású telített vízgoz áramlásakor)* kgls kW
lÖmegáram,
bóáram, dinamikus scbcss6g,
nyomás,
Pa
mis
belso átméroje,
m
0,0807
0,0985
0,1223
0,1470
0,2023
0,2532
100
125
150
200
250
0,3014
acélcso, NÁ, mm 80
0,00917
5,34 0,1089 0,2601 152,2 12,5 4,29 358,3 9,06 5,85 93,13 0,1591 9,74 19,3 4,53 3,35 445,5 29,9 9,71 64,99 15,1 0,1978 5,54 04,78 ,02885 153,0 135,6 245,3 40,7 51,6 0,2308 11,4 0,5667 519,9 585,8 11,3 176,0 0,6463 12,3 8,08 15,6 12,3 0,06761 0,2901 0,02313 3,78 52,09 7,24 0,04135 3,25 10,2 0,5742 116,0 6,28 19,4 0,08419 0,3603 6,91 189,6 7,81 0,05154 5,96 0,3175 0,6691 0,9015 1065,0 1178,0 104,1 10,3 169,4 103,1 249,7 276,4 299,8 20,6 26,3 24,1 221,5 69,6 12,7 41,2 9,11 0,5231 0,1991 0,04622 0,4202 95,06 63,2 63,49 16,3 0,1331 14,8 0,1227 0,07526 0,02819 0,03375 85,1 0,04581 26,5 19,6 7,87 85,82 0,01574 0,06025 32,2 15,4 0,0816~ 76,02 35,45 221,0 14,7 0,9665 1,027 1696,0 130,0 114,0 1368,0 10,9 21,4 20,2 222,2 210,1 48,5 67,7 16,5 70,8 0,1775 9,14 14,1 0,1607 49,6 %,7 43,8 14,6 12,6 23,6 41,5 0,06126 0,7533 14,9 362,1 19,0 0,4731 0,1109 12,5 17,4 0,1520 0,09332 63,3 0,6829 0,3761 342,4 17,7 15,3 399,8 0,05542 28,4 0,08766 11,7 0,06797 0,03811 6,97 0,05239 55,9 0,04920 38,0 32,7 1042,0 0,4627 7,01 33,1 26,2 6,24 653,4 1293,0 12,6 11,2 9,09 40,4 7,82 811,5 16,6 69,3 18,4 0,8324 1874,0 87,7 16%,0 715,0 1276,0 10,0 448,5 946,3 0,2877 0,09835 647,9 702,3 0,3118 33,7 183,8 0,04221 8,72 26%,0 144,0 26,4 182,0 24,0 0,7532 19,9 21,3 1,197 1,085 131,0 108,0 1538,0 10,1 137,9 124,8 1455,0 118,0 10,8 110,8 20,3 245,5 85,4 753,4 13,2 18,4 0,4151 847,0 801,4 99,9 321,7 86,3 145,0 16,4 0,09869 197,4 0,3345 0,1428 50,7 55,5 0,1090 13,1 74,2 9,47 37,1 51,0 107,0 lS07,O 2030,0 54,9 125,0 2445,0 2314,0 2176,0 22,7 163,0 934,8 0,3558 0,6077.
300
348
GOZFUTÉSEK
S' Pa
_0~1~~~
0,0204
m
14,0
16,0
18,0
20,0
22,0
24,0
26,0
28,0
30,0
35,0
40,0
45,0
0,0260
0,0347
0,0406
0,0497
MSZ 120/2 acéIcso, NÁ, coli
'1.
'/,
'1.
0,00020 0.4599 3,15 3,15 0,00021 0,4949 3,65 3,39 0,00023 0,5282 4,16 3,62 0,00024 0,5598 4,68 3,84 0,00026 0,55900 5,19 4,05 0,00027 0,6189 5,72 4,25 0,00028 0,6468 6,24 4,44 0,00029 0,6737 6,78 4,62 0,00031 0,6998 7,31 4,80 0,00033 0,7583 8,58 5,20 0,00036 0,8209 10,0 5,63 0,00038 0,8749 11,4 6,00
0,00042 0,9631 4,62 3,81 0,00046 1,036 5,35 4,11 0,00049 1,105 6,09 4,38 0,00052 1,171 6,83 4,64 0,00054 1,234 7,59 4,89 0,00057 1,294 8,35 5,13 0,00060 1,352 9,11 5,36 0,00062 1,408 9,88 5,58 0,00064 1,462 10,6 5,80 0,00070 1,594 12,6 6,32 0,00076 1,713 14,6 6,79 0,00081 1,826 16,6 7,24
0,00099 2,231 7,11 4,73 0,00106 2,400 8,23 5,09 0,00l13 2,559 9,35 5,43 0,00120 2,7l1 10,4 5,75 0,00126 2,855 11,6 6,06 0,00132 2,994 12,8 6,35 0,00138 3,127 13,9 6,64 0,00144 3,256 15,1 6,91 0,00150 3,380 16,3 7,17 0,00163 3,683 19,3 7,82 0,00175 3,956 22,3 8,40 0,00187 4,215 25,3 8,95
1'/.
0,00187 4,226 9,86 5,57 0,00201 4,544 11,4 5,99 0,00215 4,844 12,9 6,39 0,00227 5,129 14,5 6,77 0,00239 5,402 16,1 7,13 0,00251 5,662 17,7 7,47 0,00262 5,913 19,3 7,80 0,00273 6,155 20,9 8,12 0,00283 6,389 22,5 8,43 0,00309 6,958 26,7 9,18 0,00331 7,472 30,8 9,86 0,00353 7,958 34,9 10,5
0,00407 9,169 74;6 6,79 0,00437 9,854 16,8 7,30 0,00466 10,50 19,1 7,78 0,00493 11,11 21,4 8,23 0,00519 11,70 23,8 8,67 0,00544 12,26 26,1 9,08 0,00568 12,80 28,5 9,48 0,00591 13,32 30,8 9,87 0,00613 13,82 33,2 10,2 0,00668 15,05 39,4 11,1 0,00717 16,15 45,4 11,9 0,00763 17,19 51,4 12,7
1'/,
0,00620 13,96 18,1 7,56 0,00666 15,00 20,9 8,12 0,00710 15,98 23,7 8,65 0,00751 16,92 26,5 9,16 0,00790 17,81 29,4 9,64 0,00828 18,66 32,3 10,1 0,00865 19,48 35,2 10,5 0,00900 20,26 38,1 10,9 0,00933 21,03 41,0 11,3 0,01016 22,88 48,6 12,3 0,01090 24,55 55,9 10,2 0,01160 26,13 63,4 14,1
50
65
0,01065 24,00 23,8 8,67 0,01144 25,78 27,4 9,31 0,01219 27,46 31,1 9,92 0,01290 29,05 34,9 10,4 0,01357 30,57 38,6 11,0 0,01422 32,02 42,4 11,5 0,01484 33,42 46,1 12,0 0,01544 34,77 49,9 12,5 0,01601 36,07 53,8 13,0 0,01742 39,24 63,6 14,1 0,01869 42,09 73,2 15,2 0,01989 44,79 82,9 16,1
0,02513 56,59 36,7 10,7 0,02698 60,76 42,3 11,5 0,02872 64,69 47,9 12,3 0,03037 68,41 53,6 13,0 0,03195 71,96 59,3 13,6 0,03346 75,36 65,0 14,3 0,03491 78,63 70,8 14,9 0,03631 81,77 76,6 15,5 0,03766 84,81 82,4 16,1 0,04094 92,21 97,4 17,5 0,04390 98,87 112,0 18,8 0,04669 105,1 126,0 19,9
349
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS
folytatása belso átméroje,
m
0,0807 __
1_.
O,098S
I
0,1223
I
0,1470
I
0,2023
O,2S32
0,3014
I
12S
I
ISO
I
200
2S0
300
acéJcso, NÁ, mm
80
I
270,0 0,2658 I , 293,0 1280,0 152,8 111,3 3359,0 162,5 32,9 401,0 518,0 23,7 22,6 548,7 20,4 522,0 147,0 622,2 178,0 19,1 574,2 0,2318 598,6 494,1 131,0 0,2549 162,0 21,5 0,2436 26,6 645,0 0,2864 209,0 0,2763 750,1 24,7 0,2194 1,077 0,3331 265,0 28,9 700,4 0,3110 224,0 25;6 0,3539 33,7 30,9 304,0 797,1 40,4 237,0 32,2 0,9287 268,0 343,0 1,123 330,0 1836,0 299,0 101,0 0,2063 1,030 28,6 17,8 25,5 46,0 1,209 36,5 361,0 1,166 30,6 23,6 27,3 2529,0 0,9807 0,5410 0,1923 0,8155 0,1181 22,2 2320,0 35,2 392,0 3321,0 32,6 3507,0 1,474 1153,0 2208,0 2091,0 0,5122 29,1 1,710 433,2 1,388 207,0 0,8737 0,4818 154,0 3126,0 34,4 22,0 464,6 1968,0 30,7 2,227 1,404 1631,0 2,081 0,7246 1,312 42,4 37,9 2723,0 1,918 0,6675 40,9 31,6 1,491 423,0 316,0 49,2 44,0 38,0 1450,0 2627,0 613,0 1,851 2426,0 0,6441 3162,0 4014,0 692,0 1,557 0,4495 36,1 3683,0 5327,0 177,0 46,7 0,09569 298,0 336,0 1218,0 200,0 0,6198 25,1 414,0 0,5947 375,0 1012,0 266,1 259,0 1,635 1085,0 26,5 15,8 0,1757 4688,0 2954,0 41,1 35,5 670,0 535,0 0,1078 32,7 570,0 20,5 455,0 340,0 1503,0 0,09922 2,365 0,8240 531,0 37,8 29,2 0,09204 19,7 453,0 4170,0 270,0 768,0 459,0 3852,0 1339,0 105,0 1747,0 1396,0 114,0 866,0 39,4 52,2 198,7 27,9 30,4 25,3 246,0 17,4 19,0 223,0 0,08824 0,5684 79,5 0,1267 285,4 0,1155 157,0 4321,0 223,4 0,1228 123,0 215,5 18,2 23,8 5017,0 1855,0 204,0 0,08017 14,7 0,06642 276,6 189,8 96,1 0,07127 87,0 16,5 0,08429 242,8 22,2 133,0 180,0 0,1348 0,07584 260,1 207,2 193,0 149,5 180,5 15,6 170,7 59,7 160,5 13,7 0,1761 21,0 17,0 29,2 21,9 103,0 303,6 18,0 91,5 0,1567 0,1498 0,2050 208,0 25,6 0,1913 23,6 176,0 396,7 22,7 0,2179 164,0 27,5 140,0 152,0 0,1699 0,1424 461,7 368,1 20,0 320,9 127,0 19,1 431,0 382,7 239,0 353,0 490,7 337,3 115,0 52,6 0,03892I II IIII 2918,0 0,1634 1,295 I I I 492,0 1,782 II
I
100
116,0
-
65 50 1'/. 0,0497 37,0 1 II1II III I 10,09 0,02263 43,95 0,01674 0,01951 0,01769 147,0 179,0 0,06313 35,45 0,02112 132,0 37,71 116,0 47,57 19,1 23,7 210,0 60,10 32,5 11,1 12,28 2,322 9,21 13,3 40,9 0,00597 0,00693 0,00287 81,9 0,00085 0,00124 111,1 101,0 241,0 21,1 201,0 0,01468 21,5 0,05892 97,74 17,9 27,5 303,0 50,98 14,9 30,9 0,02513 0,03337 39,84 0,03868 11,52 0,00219 12,2 0,00095 8,48 122,5 272,0 0,02405 16,5 86,4 0,01355 10,82 2,494 0,00480 5,745 0,00110 0,01574 35,1 25,7 20,8 24,3 0,00818 91,1 16,9 435,0 0,1064 335,0 0,04558 15,62 11,3 23,1 4,460 28,4 20,6 26,8 2,810 0,00198 3,614 3,106 48,0 99,8 9,47 0,00317 0,00448 0,00646 0,00343 7,143 0,00511 16,0 17,6 7,66 8,418 18,6 82,3 0,00373 19,8 16,1 0,00237 0,00103 0,00368 0,00160 8,303 0,00180 0,00779 0,00271 0,00540 6,467 59,7 13,7 39,1 56,2 0,00137 0,00149 39,3 5,352 14,3 1,933 18,18 132,6 141,0 13,4 27,63 92,6 25,2 0,07086 0,07809 43,4 68,16 47,34 0,04933 0,02102 0,01227 35,3 87,13 70,9 56,61 57,21 0,04340 0,02540 0,03026 395,0 192,0 24,6 33,06 30,3 31,4 75,15 313,0 2,656 6,115 0,06710 111,0 10,4 2,139 22,8 3,846 47,7 18,7 0,00737 9,305 0,00413 73,7 152,0 0,00392 0,00170 4,933 34,7 112,0 23,3 0,05442 0,02320 0,09608 52,26 30,51 0,0411 18,8 54,18 14,56 47,1 17,7 15,1 7,742 0,00255 64,7 12,3 31,0 142,1 60,68 233,0 0,08447 0,03611 0,02694 10,5 15,2 73,2 53,4 12,9 151,1 261,0 20,4 172,0 28,7 64,52 23,3 12,1 9,89 14,2 85,6 56,5 231,0 21,9 27,1 152,0 16,4 19,2 29,3 273,0 18,44 137,0 187,0 9,811 4,276 0,00435 0,00189 102,6 239,8 0,02668 658,0 3500,00066 13,44 17,54 134,0 4,066 169,0 0,00414 98,4 72,8 9,334 0,00117 65,1 175,8 159,5 57,5 0,00807 291,0 0,00966 17,1 0,1014 597,0 0,09045 38,7 45,6 16,61 21,9 8,832 20,08 0,00892 70,2 41,1 536,0 92,58 3,368 0,01036 354,0 117,0 190,2 27,0 33,4 81,33 414,0 36,1 0,00091 '/. 1'/. 273,0 39,65 29,3 0,01760 124,0 119,0 203,7 228,3 21,77 247,0 37,73 33,61 28,96 16,1 0,01286 0,01492 0,01675 0,01165 24,9 0,01103 27,9 475,0 216,3 35,73 222,0 0,01586 14,8 23,35 107,0 17,3 0,00049 0,00059 145,0 26,25 82,4 0,01392 196,0 19,4 24,84 26,4 21,4 31,36 94,8 18,4 171,0 23,2 0,00053 0,00071 0,00077 0,00086 0,00056 0,00082 0,00045 0,0204 0,0150 0,0685 0,0260 0,0347 0,9406 0,0114
MSZ 120/2 acélcsö, NÁ, coli GÓZFUTÉSEK
0J. 1
A cso turt, 0,00041 legkisebb
".1
I
0,02865
I
9-4. táblázat
MSZ"
150 250 300 200 125 rolytatása 100II II 0,2532 0,3014 0,2023 0,1223 0,0985 80 ",186 átméroje, 0,0807
351
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS 0,1470 m
57,6 I I 0,2301
-- -
1759 1408 1002 2369 1425 1386 17SO 1258 1589 2145 1428 2852 1364 1091 1168 1562 1250 1057 10180 2764 1106 2214 1663 1267 1958 1177 1567 1897 1051 2627 2386 1130 3161 2533 1904 3173 661,4 5621,0 36,7 2,747 0,2536 0,2742 1,035 2495,0 4512,0 938,0 491,0 70,2 62,8 39,3 54,4 2,127 1,241 2,468 759,0 2,496 74,3 1,574 3,192 1715,0 0,4698 7190,0 597,8 52,0 954,0 3773,0 6817,0 566,6 3544,0 518,2 100,0 70,8 54,8 964,0 577,0 301,0 55,1 42,7 49,3 30,8 65,6 818,0 41,4 428,0 50,8 543,0 58,7 6685,0 2331,0 617,6 4217,0 0,4117 6187,0 3,176 1,872 0,4766 0,2936 571,0 1,108 60,7 47,0 934,0 34,0 366,0 7153,0 1073,0 622,0 44,3 7592,0 2649,0 702,5 4790,0 0,5062 0,3119 1,176 554,0 74,S 66,6 57,7 3,556 2,244 0,3292 63,2 3,027 77,S 56,2 52,S 1,675 48,9 45,7 8009,0 4,225 8809,0 86,4 9515,0 3,911 1203,0 1431,0 1531,0 2795,0 3323,0 2,667 2076,0 3555,0 2,852 67,0 6424,0 6006,0 44,1 944,5 70,3 60,9 741,5 5054,0 749,0 5560,0 0,4194 617,0 467,0 875,0 0,3625 0,3918 77,3 1,366 663,0 816,4 461,0 42,3 533,5 0,2047 1,475 0,2369 38,4 567,0 0,8698 66,1 0,3737 1058,0 2980,0 67,1 0,7616 82,2 94,8 59,7 1,767 0,2654 1002,0 1625,0 856,0 1958,0 841,6 771,0 382,0 86,7 63,0 4177,0 1800,0 0,7993 0,4931 0,2787 1,854 34,7 1,732 2,968 2157,0 2,003 972,2 0,4452 3902,0 700,0 464,0 38,2 54,3 3,371 1140,0 702,0 41,8 0,5342 99,9 93,4 72,4 0,7219 59,1 83,6 89,4 0,2515 4,518 78,6 1324,0 0,5880 947,0 781,0 0,6355 54,6 48,6 498,4 882,5 0,2213 91,0 1110,0 627,6 26,8 373,2 34,2 396,5 419,0 36,3 0,6800 49,6 418,5 1,578 0,1297 292,1 227,0 324,0 31,9 322,0 0,1547 29,5 371,0 0,1858 0,1430 348,4 276,0 0,1760 0,1657 0,9578
,
352
GOZFUTÉSEK 9-4. táblázat A cso turt, legkisebb
S'
Pa
0,0114
0,0150
m
260
280
300
350
400
450
500
600
700
800
900
0,0260
0,0347
0,0406
0,0497
1 '/.
1'/,
50
0,01841 41,47 299,0 30,7 0,01919 43,23 325,0 32,0 0,01994 44,92 351,0 33,2 0,02067 46,55 377,0 34,5 0,02243 50,52 444,0 37,4 0,02401 54,08 509,0 40,0 0,02551 57,45 574,0 42,5 0,02692 60,63 639,0 44,9 0,02964 66,75 775,0 49,4 0,03204 72,16 906,0 53,4 0,03429 77,23 1037 57,2 0,03640 81,99 1169 60,7
0,02791 62,86 366,0 34,0 0,02909 65,52 398,0 35,4 0,03022 68,07 430,0 36,8 0,03132 70,54 461,0 38,1 0,03398 76,54 543,0 41,4 0,03637 81,92 623,0 44,3 0,03863 87,00 702,0 47,1 0,04077 91,82 782,0 49,7 0,04488 101,0 948,0 54,7 0,04850 109,2 1107 59,1 0,05190 116,8 1268 63,2 0,05510 124,0 1429 67,1
0,04767 107,3 476,0 38,7 0,04968 111,8 517,0 40,4 0,05161 116,2 558,0 41,9 0,05347 120,4 599,0 43,5 0,05800 130,6 705,0 47,1 0,06207 139,8 808,0 50,5 0,06591 184,4 911,0 53,6 0,06955 156,6 1014 56,5 0,07652 172,3 1228 62,2 0,08271 186,2 1434 67,2 0,08849 199,2 1642 71,9 0,09392
0,06~
MSZ 120/2 acéIcso, NÁ, coli
'/. 240
0,0204
0,00095 2,156 69,4 14,8 0,00099 2,249 75,5 15,4 0,00103 2,339 81,7 16,0 0,00107 2,426 87,9 16,6 0,00117 2,637 103,0 18,1 0,00125 2,827 119,0 19,4 0,00133 3,007 135,0 20,6 0,00141 3,177 150,0 21,8 0,00155 3,504 183,0 24,0 0,00168 3,793 214,0 26,0 0,00180 4,064 246,0 27,9 0,00191 4,320 278,0 29,6
'/, 0,00198 4,476 99,8 17,7 0,00207 4,669 108,0 18,5 0,00215 4,854 117,0 19,2 0,00223 5,033 126,0 19,9 0,00242 5,469 149,0 21,6 0,00260 5,861 171,0 23,2 0,00276 6,231 193,0 I 24,7 0,00292
I I
6,582 215,0 26,1 0,00322 7,256
1262,0
28,7 0,00348 7,852 307,0 31,1 0,00373 8,410 352,0 33,3 0,00396 8,936 397,0 35,4
'/. 0,00455 10,26 150,0 21,8 0,00475 10,70 163,0 22,7 0,00494 11,13 176,0 23,6 0,00512 11,53 190,0 24,5 0,00556 12,53 224,0 26,6 0,00596 13,52 257,0 28,5 0,00633 14,26 290,0 30,2 0,00668 15,06 324,0 31,9 0,00737 16,59 393,0 35,2 0,00'797 17,95 460,0 38,1 0,00853 19,22 527,0 40,8 0,00906 20,41 595,0 I 43,3
0,00856 19,29 205,0 25,4 0,00893 20,11 223,0 26,5 0,00928 20,90 241,0 27,6 0,00962 21,67 259,0 28,6 0,01044 23,52 305,0 31,0 0,01118 25,19 350,0 33,2 0,01188 26,77 395,0 35,3 0,01255 28,26 440,0 37,3 0,01382 31,12 534,0 41,0 0,01494 33,66 625,0 44,4 0,01600 36,03 716,0 47,5 0,01699 38,26 50,5 .1808,0
MSZ99
1·
1849 76,4 211,5
65
0,1113 250,7 720,0 47,6 0,1160 261,2 782,0 49,6 0,1204 271,3 943,0 51,6 0,1248 281,4 905,0 53,4 0,1353 304,8 1064 57,9 0,1448 326,1 1218 62,0 0,1537 346,2 1373 65,8 0,1621 365,2 1528 69,4 0,1784 401,8 1849 76,4 0,1927 434,0 2158 82,5 0,2061 464,3 2470 88,2 0,2187 492,7 2781 93,7
353
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS 200 12S 100III I olytatása 0,2023 O,098S I 0,1223 80 ItlIsö átméroje, 0,0807
ISO 0,1470
m O,2S32
I 0,1716 668,6 715,0 0,3175 97,9 91,6
-- - -3197 1912 1900 2232 2875 1246 2236 2074 1771 1642 1409 1149 2869 2398 1442 1514 2552 2817 1939 1695 1344 3112 2184 2430 3220 1959,0 0,8701 0,9034 1599,0 0,8354 1300,0 1160,0 2107,0 1881,0 84,0 0,5773 0,7490 89,7 0,6258 77,4 1209,0 1507,0 2,018 77,6 69,1 0,6692 0,3784 83,9 2034,0 80,9 0,5574 1686,0 0,5154 0,2913 4365,0 0,9356 656,1 65,1 0,3264 0,7102 74,7 95,2 0,4237 2283,0 87,0 67,4 0,3538 796,9 4545,0 95,1 0,5368 60,2 683,4 0,3034 2939 1255,0 99,1 62,7 0,3151 72,0 904,6 954,2 0,4659 87,5 1,938 83,0 78,2 0,4017 735,1 1,014 2441,0 852,3 73,1 709,7 1049,0 94,3 1,084 100,0 96,3
-
II Az é~
kéziköDyVo
-
-
2S0
0,3014
300
354
GÖZFUTÉSEK 9-4. tábIáZII
-
--
10,00202 SO 0,0497 1302 3094 1434 1914 2058 1590 1176 1700 2076 2685 / 2267 1752 1084 1567 2475 6S 42,39 0,01004 64,1 90,80 0,00231 0,02049 0,01792 0,2307 0,09907 88,4 60,9 52,3 73,2 80,9 44,31 55,9 143,6 67,2 94,91 22,62 45,7 663,0 37,4 900,0 9,908 53,3 137,3 0,04032 234,1 0,06100 80,6 0,1039 70,8 98,8 21,55 40,37 130,9 86,50 223,1 519,6 10,79 24,64 46,16 991,0 0,01094 731,0 149,5 0,04389 98,85 0,03841 254,8 0,06640 0,05812 0,1131 867,0 580,0 50,2 41,0 58,4 70,3 42,8 92,0 48,0 799,0 0,01967 0,01050 0,04214 244,7 0,06376 0,1086 84,5 74,3 0,00439 0,00212 9,434 489,0 0,00418 0,00479 0,00956 77,7 10,36 23,65 534,0 0,00460 39,2 0,00222 1'/. III I IjIII 0,0114 443,0 0,0347 0,0260 O,OlSO 0,0204 0,0406 0,0685 I0,01882
'/. '/.
'/,
A
MSZ 120/2 acélcsö, NÁ, coli
A csovezeték áramlási ellenállásának legyozésére rendelkezésre álló nyomáskülönbség: LJp= ÜNy- LJPR'
(9-3)
ahol LJPR a futotestek, radiátorok töltésére "tartalékolt" nyomáskülönbség. Ez a túlnyomás szükséges a futotestekben levo levego eltávolításához, kiszorításához. A gyakorlatban minden futotest elott egységesen azonos nyomáskülönbséget tartalék 0lunk. Amennyiben feltételezzük, hogya futotestszabályozó szelepek a radiátorhoz tartoznak, akkor a radiátorszelep elott a szükséges túlnyomás LJpR=0,02 bar (0,02 at), amennyiben pedig a szelepet a hálózathoz tartozó szerkezeti elemnek tekintjük, akkor a radiátorszelep után szükséges túlnyomás LJpR=O,OIbar (0,01 at). Az utóbbi feltételezés a kedvezobb, mert a szabályozószelep áramlási ellenállása a hálózat áramköreinek méretezésekor számításba veheto. A rendszer valamennyi (i csoszakaszt tartalmazó) áramkörére teljesülnie kell a LJp= Ei(S',l,+ EC')Pdin ,.
(9-4)
összefüggésnek, ahol S; az adott átméroju í-edik cs6szakasz fajlagos súrlódási nyomásesése, Palm vagy kp/m2 m ; l,az adott átméroju í-edik csoszakasz hossza, m; EC, az adott átméroju í-edik csoszakasz alaki ellenállás-tényez6inek összege, 1; Pdin' az
cso turt,
legkisebll
MSZ91
adott átméroju i-edik csoszakaszban áramló közeg dinamikus nyomása, Pa vagy kp/m2• A méretezés során a csoszakaszokat a szállított közeg mennyisége szerint kell megkülönböztetni. Egy csoszakasz a leágazástói a leágazásig értelmezendo, azaz egy csoszakaszban azonos mennyiségu goz áramlik. Az egyes szakaszok kijelölésekor nem vesszük figyelembe a kondenzálódás miatt bekövetkezo gozmennyiség-csökkenést. Akisnyomású gozfutések csovezetékének mérete· zéséhez szükséges áramlási ellenállás adatokat a 9-4... 9-7. táblázatok tartalmazzák. A 104 Pa tú~ nyomású telitett vízg6z áramlásakor 1 m esore vonatkoztatott fajlagos súrlódási ellenállás SI mér· tékrendszerben a 9-4. táblázatban, az alaki ellenállás a 9-5. táblázatban található. A 0,1 at t~ nyomású telitett vízgoz áramlásakor eloálló fajla· gos súrlódási ellenállás értékek technikai mérték· rendszerben a 9-6. táblázatból, az alaki ellenállás értékek a 9-7. táblázatból vehet6k. A táblázatok értékei között lineáris interpoláció lehetséges. A g{'yz •.. vezeték csomópontjainak és szerkezeti eIemeinek alaki ellenállás-tényewjét a 8-3. táblázat tartalmaz· za. A csovezetékekben megengedhet6 sebességekJe a 9-8. táblázat ad tájékoztatást. A közölt méretezési táblázatok a ffitéstechnikában szokásos cs6méreteket figyelembe véve a tömegáramot (kg/s), a áramot (kW vagy kcalfh) is tartalmazzák, mivela telített gozfutés esetén a fizikai jéllemz6k egyérteJ. hcS-
355
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS folytatása >elso átméroje,
m
0,0807
0,0985
0,1223
0,1470
0,2023
0,2532
100
125
ISO
200
250
0,3014
,céleso, NÁ, mm 80
I I
.-----
- ---
-
-I I
I
9-5. táblázat, Alaki ellenállás (104 Pa túlnyomású telített goz esetén) I 1 10 42128,3 87,603 5350,68 67911,40 5,068 5173,0 121,6 230,9 4561,0 93,13 155,2 139,7 1026,0 620,9 923,7 1267,0 372,5 ~15,5 1143,0 1284,0 481,8 823,9 641,5 8ll,0 3492,0 558,8 68,42 191,6 91,23 273,7 10,13 12,67 79,19 39,60 15,20 30,41 2,534 6415,0 101,3 102,6 205,2 202,7 153,9 141,9 182,4 76,98 162,2 60,82 1520,0 3041,0 5068,0 46,56 124,1 17,61 31,04 1070,0 1013,0 11,40 114,9 1094,0 1164,0 22,80 229,9 228,0 214,1 2141,0 2235,0 274,6 243,3 912,3 615,8 686,1 405,5 1459,0 457,7 459,9 1226,0 1533,0 1713,0 1940,0 3880,0 993,4 1490,0 855,3 1995,0 1710,0 1425,0 8,553 17,10 14,25 28,51 25,66 383,3 344,9 456,1 321,2 267,6 760,3 496,7 574,4 1824,0 1642,0 549,3 766,6 712,8 486,6 642,4 1499,0 1927,0 2483,0 153,3 306,6 319,3 160,6 535,3 1140,0 310,4 732,4 1379,0 513,2 821,1 571,8 356,4 570,2 2851,0 343,0 107,0 5,702 91,23 114,0 57,02 221,7 20,27 23,76 47,52 253,4 6,336 63,35 190,0 158,3 8,870 35,48 95,04 316,7 10,13 15,83 791,9 2376,0 4752,0 3960,0 7919,0 5544,0 7128,0 641,5 2566,0 3849,0 179,6 5132,0 81,10 1924,0 3207,0 40,55 51,32 506,8 2027,0 4055,0 2534,0 3548,0 108,6 15,52 1241,0 136,8 1029,0 248,3 2328,0 264,9 428,3 633,5 434,6 640,8 410,5 457,4 213,8 427,6 19,95 268,3 506,8 129,9 613,6 285,1 498,9 648,8 1552,0 2716,0 1738,0 374,7 887,0 1277,0 919,9 718,5 914,9 800,5 3104,0 1986,0 380,1 186,2 366,2 324,4 856,6 745,1 307,9 142,5 2,851 124,1 183,1 228,7 306,6 76,66 34,21 22,80 126,7 40,55 55,43 7,919 63,35 6335,0 3167,0 1583,0 4490,0 1283,0 20,27 25,66 1013,0 248,3 1073,0 1140,0 114,3 153,3 182,4 126,7 11,40 2280,0 79,83 71,28 567,7 91,55 53,53 38,33 205,2 253,4 364,9 428,3 496,7 776,1 570,2 214,1 45,61 62,09 31,67 388,0 1,267 I 285,1 256,6 I25,34 I5,068
3,8011
I
C Alaki ellenállás-tényezo,
Alaki ellenállás,
Pa
300
356
GÓZFUTÉSEK 9-6. táblázat. Fajlagos súrlódási e11eaí11i A csoátméro
7,87 I
SO 2256 2985 20790 2817 1070 2032 12890 30490 1188 7486 11310 10 14010 1794 1105 24350 40130 33120 1799 4768 5964 9882 280 I 10940 7181 1746 18810 3308 16640 1221 1528 2658 1391 1486 5085 8767 7008 2641 11620 27510 6747 0,0685 160SO 17000 2752 8138 1293 1574 2454 44390 15060 35590 4061 8751 9331 4421 4907 0,0497 6483 3330 5739 6121 0,0260 0,0406 0,0347 O,OISO 0,0204 1" 1,46 3,75 45,25 1,73 30,92 3907 5336 5,12 3,19 6S1II II0,0114 0,682 3,67 0,077 5,51 4,32 8,87 6,22 3,88 2,01 1,53 2,35 6,74 0,936 5,38 5,41 4,71 2,33 122,4 13,02 2,SO 38,64 7,32 15,12 6,OS 2,57 0,213 61,57 0,2275 56,68 4,942 1,036 1,190 3,336 3,76 2,054 0,387 17,34 4,24 0,847 2,762 427,0 0,717 3,246 ,6827 0,175 0,278 2,64 0,329 0,7939 945,1 0,035 1,757 1,498 612,1 51,14 0,281 1,19 0,582 2,928 1,11 0,225 0,434 2,00 4,59 0,201 13,91 0,437 2,95 8,38 600,0 66,16 0,092 0,041 2,76 2,00 1,73 0,279 2,94 0,129 1,115 4,05 0,530 1,69 0,177 0,330 0,211 0,980 1,55 0,097 3,20 16,27 ,9487 0,127 0,143 3,43 0,381 3,66 2,210 510,3 2,53 3,13 0,316 5,58 1,64 7,14 1,00 0,678 1,25 0,488 9,81 82,52 3,11 6,18 34,97 1,23 20,34 5,07 6,88 4,31 0,600 3,47 2,25 4,31 2,75 3,46 2,93 244,8 16,29 489,6 367,2 0,ot0 00,178 11,08 640,4 0,164 557,3 26,04 70,49 0,947 19,10 4,88 3,345 1,400 2,270 2,841 1,11 0,458 0,245 4,562 5,237 3,11 9,453 2,405 7,551 ,9103 ,4551 805,8 854,1 1,587 12,05 2,27 0,257 21,60 74,60 31,59 0,898 0,769 1,262 6,1SO 0,314 0,604 5,549 18,37 0,247 27,99 0,564 2,29 4,94 6,74 6,32 1,69 1,137 1,12 5,27 3,68 0,169 1,29 2,34 3,777 0,113 4,909 4,194 2,55 5,87 2,589 1,87 2,10 1,99 1,990 1,05 678,9 4,58 13,35 753,1 0,389 7,90 0,832 4,22 3,36 11,37 4,59 29,84 0,577 3,81 5,88 0,683 9,920 7,264 0,469 10,67 0,266 2,87 0,438 6,190 0,366 1'/. 0/. 9,122 0,790 8,220 0,07593 0,1518 0,2277 8,854 0,4555 0,3037 0,6074 0,3796 III I 21,02 I0,5315 0,092. I I0,7593 0,6833 S' 37920 I'/, 2,82 0,602 0,666112,54 5,117 II I 0,4551 I 23,96
ml
MSZ 120/2 acélcso, NÁ, coli
oszlopában,
MSZ99
adott S' értékhez
tartozó
számok jelenléll:
351 ~ (1 m hosszú, kör keresztmetszeti
I
300200 tömesáram, 0,3014 250 100II II 125 150 0,2532 0,1470 0,1223 0,0985 0,2023
mis kgJh kcaI/h kp/m'
80 0,0807
32,67
129600 721000 209000 11283000 101000 379200 1444000 1596000 212600 498600 130300 1728000 87810 608500 30160 54020 641300 94300 682200 178900 44 79250 330 2295000 1444000 189200 161 690700 98770 300 442500 64690 115500 805400 1003000 235300 73030 80900 907000 1086000 255200 597800 156600 !l8580 381700 1853000 11686,0 273900 165000 1239000 100 291500 400 886900 305000 556100 1309000 117400 106 308200 200 55300 188500 551 144200 500 208700 1970000 2081000 340400 164,6 7,42 2165,0 0,584 0,452 4,37 795800 1,93 1,51 10,2 9,05 12,6 395,1 8,50 9,02 111,0 2019,0 290,9 131,0 388,0 100,4 56,07 709,5 16,92 4,84 12,2 175,3 192,0 9,98 17,5 312,8 3,79 1,55 4,25 5,29 3,21 1,23 3,74 11,4 8,53 16,2 541,9 5,58 11,6 1033,0 240,8 17,2 9,66 566,9 147,3 82,40 20,0 4,95 1,45 7,07 632,7 16,3 18,2 8,62 21,2 14,5 17,6 6,76 13,1 1284,0 6,22 4,73 4,03 11,1 9,61 7,74 350,4 5,90 214,6 6,84 1025,0 437,4 1864,0 14,6 16,4 135,7 926,9 4,12 6,31 13,9 1,54 3,36 13,0 14,6 2,06 242,1 2,62 3,22 3123,0 163,2 474,3 12,5 15,1 509,1 9,37 2,83 10,8 1268,0 6,94 14,4 13,1 0,904 186,7 3,27 0,334 2303,0 6,17 18,8 332,5 1648,0 1340,0 22,4 12,9 6,32 572,9 197,5 2434,0 12,3 3,31 2,61 0,723 0,973 1479,0 23,7 13,1 10,7 2685,0 218,2 14,8 4,15 12,5 5,07 23,3 14,4 388,5 5,54 10,1 2046,0 102,8 299,9 704,9 7,73 9,00 183,6 5,48 5,09 2,98 1,12 2384,0 12,5 1497,0 120,2 822,6 2966,0 268,1 10,7 2684,0 18,2 8,77 11,2 2,40 4,06 2,64 5,16 6,90 7,79 8,63 1,96 6,96 16,2 5,48 9,99 7,99 3444,0 19,7 168,000 21,1 3662,0 10,0 16,3 3869,0 10,7 3,71 351,6 22,1 26,2 4267,0 11,3 20,1 150,4
CSÖVEZ!i.TÉK-MÉRETEZÉ.S csoben, 0,1 at túlnyomású telített vízgoz áramJásakor)
358
-5,37 50 6,36 0,0497 11890 20430 48170 13610 12770 21940 84160 51 55060 4122 710 29600 24730 58230 15880 78490 1898 3134 3596 89510 2042 2178 23370 35830 3367 20900 3866 1244 11 30710 72190 17250 17900 770 66930 16580 2306 14400 27260 64150 2548 4365 4818 1050 15 26020 61250 4596 160 1554 12810 7802 38130 3587 6772 22250 5922 19480 13 8936 6359 750 1198 2770 2876 5238 5437 69610 10900 28450 2661 5032 1101 10440 9459 9958 2430 65 1356 1458 8385 11340 22,09 12,6 1II7,74 14640 1,748 3,22 2,94 6,00 4,85 1,93 89,54 8,23 15,9 1,523 6,685 3,530 14,0 9,73 17,3 43,44 12,2 19,7 1,65 6,33 166,4 0,461 3,77 940,6 3,66 881,7 6,71 18,6 96,14 1,639 2,74 23,74 5,52 1,80 7,48 5,59 3,797 1,13 0,710 2,08 0,821 4,06 9,21 5,93 7,663 4,049 5,04 0,607 3,11 1,29 2,36 0,934 0,8854 17,58 12,1 134,2 4,33 0,986 15,3 3,08 12,4 1,852 2,08 2,25 6,32 26,77 4,10 3,80 4,288 6,84 5,37 129,4 0,909 10,4 7,07 14,8 9,738 6,57 1,39 1,0232,139 124,4 2,14 5,OS 6,49 14,1 3,48 1,45 7,39 9,99 2,65 30,82 6,29 1,27 119,2 4,59 24,84 29,52 8,958 9,06 ,047 4,736 5,69 0,757 5,92 13,5 1,952 3,85 8,545 7,05 9,54 4,517 1,16 1,26 2,66 0,7274 1,2072,522 14,50 10,1 145,9 819,3 23,81 5,74 12,9 37,97 8,34 11,2 36,21 7,10 5,827 102,3 11,0 11,82 6,25 25,55 14,0 38,85 10,3 12,6 7,16 5,13 8,28 3,49 2,53 8,85 0,7828 1,384 10,6 15,59 11,8 11,1 2,889 6,72 27,21 2,37 1,46 4,53 4,22 0,534 1,68 7,31 40,79 15,0 70,88 1,46 7,188 0,984 3,07 41,35 13,1 2,23 4,68 6,669 8,31 11,4 16,61 7,22 4,78 1,1062,313 108,2 10,10 21,87 10,8 5,52 4,99 9,77 45,97 7,70 9,81 7,65 57,08 1,06 3,32 8,114 8,56 33,27 1,62 5,348 1,51 21,07 2,84 5,30 55,02 11,9 4,61 1,92 7,72 32,06 3,51 5,151 2,61 0,833 0,682 5,35 4,23 52,89 9,355 1,76 1,04 0,9790 19,40 12,8 8,15 50,67 6,70 18,51 113,8 10,9 8,58 48,37 28,17 1,60 3,93 11'/1 ll, 11,00 62,10 1,2982,710 156,4 66,61 9,09 6,260 12,59 9,76 1,91 996,6 8,04 9,39 20,25 8,99 4,947 'f. I1/. 16,0 25,29 I0,0114 1,14 II0,9332 II1,0652,228 I I 1150 I0,8354 0,0150 0,0406 0,0685 0,0204 0,0347 0.0260 33400 m
MSZ 120/2 acélc.cs, NÁ, coll GOZFUTÉSEK
I A csó turt ,legkisebb II
9-6.
táblázat
MSZ91
I
II
359
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS 0,0807
0,0985 0,1223 0,1470 125 HlOIII I 150 folytatása
80 belso átméroje,
m
138,7
111,6 781000 549100 596300 1564000 1675000 136600 127300 395500 226500 243000 420600 444400 3551000 467100 183400 678700 2237000 2860000 4272000 3992000 3679000 2318000 2693000 488800 638700 2484000 368800 2986000 153700 1880000 1580000 4536000 161600 529700 1487000 169200 206 2516000 176400 509 190200 2153000 700 2661000 923700 861800 145400 258500 2828000 273200 235500 417800 3136000 1975000 1389000 1280000 1140000 3418000 3280000 221500 2066000 337800 1090000 325800 313 366900 393100 400 236,7 685,6 13,5 2906,0 25,3 15,6 421,1 253,9 735,2 3114,0 451,7 15,4 20,6 7,95 23,7 16,8 982000 20,1 10,3 1037000 287200 25,4 26,3 42,3 36,1 1188000 300600 1602,0 21,8 17,7 1717,0 25,9 10,1 5,96 270,2 17,7 6,86 18,9 14,5 480,5 9,14 13,1 826,2 3495,0 26,8 28,8 17,9 5830,0 14,7 11,5 86,6 20,4 34,3 32,S 25,1 1020,0 1108,0 48,7 6839,0 56,9 7941,0 12,3 22,4 20,9 947,4 22,0 20,3 28,6 23,4 984,8 37,7 16,2 34,0 26,4 24,4 30,6 19,3 13,3 411,7 30,3 23,6 12,7 4003,0 40,7 43,S 4310,0 36,2 45,4 37,S 34,8 33,0 3841,0 33,4 4677,0 53,S 20,8· 15,2 16,4 19,8 13,9 4618,0 28,3 4947,0 1825,0 30,3 29,8 23,4 781,9 27,1 5550.0 32,2 33,6 24,9 7,17 507,8 21,3 22,3 868,3 8,69 29,9 3672,0 30,4 533,8 18,9 51,7 40,0 51,8 69,2 46,2 27,0 28,9 41,3 2209,0 2295,0 2119,0 67,0 11235000 45,2 42,0 6097,0 1261,0 45,S 39,0 8433,07 53,0 7420,0 76,8 11,4 10,5 2582,0 45,9 29,3 2765,0 26,9 2379,0 908,7 24,6 28,9 9,60 15,7 18,8 30,1 35,2 437,7 19,5 31,3 31,6 32,4 353,6 384,2 187,0 341,0 4159,0 5006,0 5316,0 39,2 31,9 61,3 22,S 20,8 21,7 627,0 682,1 582,6 17,6 23,3 27,2 558,7 25,4 5257,0 3310,0 1928,0 20,0 285,7 2026,0 34,0 37,S 300,4 40,S 49,1 35,8 37,4 6354,0 6601,0 2937,0 328,0 314,4 27,6 18,0 17,2 23,9 605,7 730,7 176,6 15,5 16,4
0,2023
0,2532
0,3014
200
250
300
360
GÖZFUTÉSEK
--
-I------13,3 48190 50 0,0497 8588 184200 17100 104 10 162000 12400 26700 7919 4198 5504 370 300 40300 7164 204 15700 14940 194500 87410 200 21 9807 150 13300 173400 149700 11450 7068 113000 18530 28 4554 150 14140 30420 78820 7518 135900 22350 44490 69240 25980 6589 15480 94580 23520 3796 33760 32130 48710 8352 7945 128700 54930 5205 24660 28620 63980 74180 6080 19880 121000 30180 4889 9216 1976 46130 1820 2391 58030 40 500 1645 3639 83220 51 17063,05 32100 3076 2122 51660 3274 2867 33920 3461 2260 65 1'/. 2643 43400 7,01 89,58 27,3 18,6 41,4 361,5 38,3 20,4 15,2 26,1 137,9 5,74 35,4 37410 16,9 23,1 9,47 1,6223,384 2,751 13,14 23,0 29,0 35,8 19,0 146,5 342,4 56,55 13,97 26,28 1,7623,674 2,562 209,9 11,2 128,7 14,72 12,25 252,5 15,96 11,7 34,45 14,7 49,63 10,3 33,1 26,8 20,9 4,77 12,1 23,05 8,55 8,63 16,3 8,467 15,0 17,5 154,7 162,4 7,36 24,7 40,7 379,6 43,0 22,1 26,2 53,6 59,7 24,6 62,75 27,6 59,72 34,9 39,4 31,1 22,9 21,7 18,7 16,9 18,5 17,4 2,135 10,7 12,0 239,1 10,23 39,31 26,7 18,23 28,4 13,1 59,67 19,0 5,33 12,8 9,677 19,27 14,1 7,32 193,9 11,9 118,9 14,5 10,9 1,85 278,3 29,1 23,3 7,58 6,SO 45,1 9,25 45,83 19,6 82,70 24,3 19,1 43,5 30,0 322,4 31,3 14,7 21,28 48,29 3,90 7,08 13,5 2,83 15,9 9,97 9,83 32,2 13,32 28,77 20,9 7,057 1,8933,946 225,0 11,6 36,95 11,2 20,2 96,04 17,13 15,2 17,7 56,11 6,46 13,1 5,61 5,719 16,2 6,086 107,8 2,27 23,0 12,1 8,39 301,0 5,330 5,64 17,1 52,32 23,5 3,47 3,257 3,097 9,10 8,23 15,1 14,1 11,1 14,77 13,7 12,4 15,52 29,18 27,77 90,55 29,0 27,3 95,13 30,3 19,6 2,361 11,0 102,1 4,80 421,2 9,79 11,30 21,7 3,93 3,51 18,2 19,2 21,3 20,2 17,9 69,55 5,96 8,18 7,27 ,914 ,446 14,1 29,0 36,7 65,8 80,68 20,6 9,37 14,8 10,1 2,68 9,11 20,1 3,09 24,9 4,70 9,090 4,08 1,465 13,2 25,5 85,75 75,29 613,4 15,9 27,2 30,6 ,766 10,4 131,78 '1. 16,7 24,1 33,5 6,434 1'/. 27,3 '/, kp/m' I47,5 III 2,928 II,IIIII0,0114 II2,0174,203 7,804 0,0260 0,0347 0,0685 0,0204 0,0406 0,0150 53,19 I I 74,92 m II 41,54 24,72 43,74 175,8 3,058 1
,
9-6. táblázat MSZ 120/2 acélcso, NÁ, coli
MSZ99
A cso tútt,legkisebb
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS
361
folytatása belso átméroje,
m
0,0807 acélcsö, NÁ, -
O,098S
mm
977,6 I
II
-
300 200 250 ISO 12S 100 11320 5693000 1668000 6091000 12020 4079000 12680 10 804 170 200 7502000 1837000. 789400 1985000 3591000 3557000 4787000 3018000 716500 10580 6465000 631300 6820000 4303000 15060 10790 8103000 5471000 5806 5114000 751 500 000 13950 4735000 5268000 853700 1533000 945600 II 914000 6123000 3843000 563100 598200 380 8666000 16110 853900 695200 3323000 486200 525900 441200 1460000 3389000 900900 970700 1024000 195,0 1304 1219000 000 98.9 60,1 136,0 534400 2849,0 69,S 5(1) 100 156,0 175,0 73,8 77,8 1384000 482400 454300 3214000 116,0 9794,0 274200 175,0 296700 48,8 33,6 64,9 248700 6676,0 62,2 5611,0 58,1 7583,0 49,1 140,0 156,0 69,6 85,6 2830000 424400 3028000 58,S 82,7 76,6 236,0 253,0 2619000 189,0 1467,0 262,0 3414,0 46,4 70,0 73,6 6177,0 93,4 65,S 903,8 54,6 42,2 46,5 37,9 54,2 53,7 30,S 42,9 6612,0 158,0 99,1 317,0 8898,0 1332,0 96,4 .38,2 3100,0 2715,0 142,0 77,0 57,7 285,0 59,1 30,1 820,1 11128000 40,9 587,0 39,0 36,4 2256000 2125000 1046,0 -7143,0 317800 337600 124,0 62,2 1699,0 66,0 8000,0 41,4 2380000 78,1 9508,0 92,5 276,0 110,0 2424,0 221,0 8801,0 62,6 392500 94,7 126,0 100,0 316,0 88,5 90,1 138,0 34,4 238,0 125,0 62,4 214,0 112,0 93,9 43,8 3690,0 50,3 1804,0 112,0 1109,0 356400 1904,0 70,1 46,6 55,4 173,0 1397,0 2265,0 49,1 61,7 844,6 1587,0 2573,0 2096,0 54,1 1495,0 48,1 87,4 52,0 190,0 74,8 55,7 32,3 81,8 54,3 757,0 1674,0 946,4 6301,0 81,4 51,4 53,8 4194,0 3950,0 93,7 105,0 789,0 43,7 1292,0 45,8 896,8 66,2 75,9 76,7 56,6 57,0 27,6 36,6 26,5 29,2 993,5 22,7 85,6 462,3 31,6 33,9 37,1 41,9 662,5 57,2 36,0 117,0 46,7 60,3 5261,0 38,0 66,4 166,0 5628,0 71,7 729,7 142,0 48,4 5(1),7 551,5 627,6 590,7 4425,0 4869,0 I85,9 I5974,0
0,1223
0,1470
0,2023
0,2532
0,3014
--
----
50 0,0497 0,0347 0,0406 '1. 294800 9822 95260 91410 9115 8741 0,0685 4284 39630 419600 311 98960 180100 9475 000 10 670 I65II0.0114 1]/, 16430 3974 35310 36810 342100 277700 395400 133400 126400 102500 173SO 4132 17800 7608 38250 48910 43010 4656 259600 20030 213500 222400 158600 17130 3810 6684 369600 53520 II'l, 146800 56840 119000 169700 16370 11430 7160 4989 231000 12150 12830 18450 105700 239300 69820 5603 5305 22790 325SO 57960 111200 15290 61440 557SO 93010 14 6177 26500 130 46050 65760 21450 306SO 51630 24060 60060 78 74080 ISO 65170 38,4 21,5 28660 99530 86060 69750 65,2 91,0 56,0 53,1 116,0 51,0 41,5 52,9 37,6 32,9 35,0 34,1 55,8 75,6 23,30 19,0 24,2 17,6 70,5 46,7 30,5 169,9 247,9 78,1 68,42 71,10 73,68 636,0 272,8 780,0 40,0 3%,9 15,0 29,9 47,6 66,6 177,0 18,26 30,4 31,7 143,0 22,5 16,3 221,2 516,2 246,0 75,6 61,6 71,2 61,4 80,7 SO,O 137,0 101,0 21,S 68,7 152,0 42,1 63,9 57,3 44,0 36,9 39,5 34,9 106,0 278,0 90,4 44,3 60,1 84,3 43,0 59,9 25,9 28,3 50,0 30,7 22,4 42,9 10,8 105,6 129,7 429,5 444,9 215,0 7,388 7,682 7,083 47,2 17,5 234,9 334,8 16,25 65,64 548,0 16,94 49,1 72,0 578,1 190,6 51,7 17,61 32,4 183,9 22,3 20,5 33,09 60,56 26,2 42,37 62,5 33,6 206,7 9,276 79,96 482,5 85,61 39,88 13,31 12,42 103,0 122,0 26,2 294,8 87,4 35,2 315,4 77,5 184,0 687,1 48,9 164,0 56,6 40,6 71,6 53,27 62,6 53,4 54,1 40,4 121,0 23,0 50,8 39,6 32,9 19,3 24,4 25,8 44,4 70,2 11,7 19,7 24,1 46,1 27,3 36,4 21,4 92,7 25,0 14,8 37,0 57,4 SO,7 142,0 59,5 10,42 11,48 14,14 107,7 103,7 413,5 7,966 18,3 9,97 145,3 30,7 30,8 95,97 90,5 81,7 31,84 30,54 34,30 44,73 49,27 43,9 25,2 39,8 58,5 196,4 99,50 36,6 26,27 32,31 37,7 129,6 121,1 8,656 37,23 122,2 114,2 28,4 735,0 33,0 47,0 126,0 57,03 94,7 39,3 17,1 35,0 25,7 49,2 29,0 46,6 78,2 29,9 31,6 32,3 19,0 39,7 42,9 66,5 37,8 41,0 54,3 26,3 111,6 137,7 9,862 110,0 90,93 35,1 159,9 23,84 46,0 21,24 19,83 28,42 172,9 185,0 30,42 52,7 34,8 62,2 28,2 22,57 4,173 4,474 362 6,433 4,758 5,546 3,559 3,701 3,839 II II I12,6 6,004 6,837 5,028 '1. 0,0150 0,0260 0,0204 I
3,411 m legkisebb -1 A csó tlirt.
I
MSZ 120/2 acélcsö, NÁ, coli GOZFUTÉSEK
9-6. táblázat
MSZ99
363
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS 150 200 0,2023 125III 1III 100 folytatása 0,1470 0,0985 0,1223 80 beISÖ átméroje, m 0,0807 0,2532
- ---612,0 569300 1608900 132,0 90,7
-
-
1669000 1602000 988400 1029000 1069000 1733000 1945000 3871000 3717000 582000 J2978,0 1794000 107000 558700 604400 83,2 678600 626000 76,9 68,4 1913,0 191,0 151,0 812500 1837,0 725800 223,0 207,0 SO,1 164,0 71,3 3102,0 286,0 893600 2079000 3220,0 1987,0 177,0 770400 94,2 7196,0 59,6 114,0 93,3 281,0 1283000 193,0 124,0 98,1 66,8 86,1 311,0 62,1 144,0 1362000 12000000 3615,0 64,5 74,0 1081,0 86,7 1436000 1349,0 3865,0 169,0 72,4 95,3 1038,0 6910,0 82,2 77,4 1123,0 11432,0 239,0 134,0 261,0 163,0 2058,0 218,0 242,0 293,0 322,0 3335,0 1661,0 99,4 223,0 1510,0 94,3 255,0 88,8 2385,0 83,1 287,0 319,0 2670,0 99,S 2531,0 189,0 76,6 2231,0
I I
--
-
-
250
-
0,3014
300
-
50 0,0497 PI. 20990 122300 9192 9549 40820 442500 73660 190000 65 II1'1. 20140 21800 127300 132200 8821 208400 84170 80820 87410 39320 37730 19270 117000 77 8435 199 36090 320 400 18350 III 8031 500 822,6 309,0 217000 225300 34380 97,8 183,0 143,0 44,0 75,3 62,6 83,2 53,8 162,4 156,4 169,0 72,5 245,8 223,0 75,88 191,0 51,8 143,7 130,0 136,9 34,11 69,6 94,6 16,40 17,08 150,2 117,0 126,0 42,3 247,0 58,0 62,6 156,0 418,8 268,0 289,0 227,3 207,0 60,3 73,7 80,1 40,52 39,01 79,9 93,5 86,7 370,6 217,4 14,93 37,0 205,0 63,4 63,91 207,2 89,9 70,1 159,0 45,3 57,9 76,9 49,7 38,9 66,6 83,7 55,4 175,0 47,5 108,0 53,4 403,4 91,1 387,3 70,14 236,7 37,44 '1. 15,68 67,10 35,81 44,3 353,2 52,7 66,2 40,6 87,5 48,8 226,0 99,1 73,6 73,0 364 7,220 7,584 0,0204 0,0260 7,933 8,268 0,0150 l'l. III0,0114 I I 17,75 79,8 8,590 0,0685 0,0406 0,0347
GÖZFUTÉSEK
MSZ99
MSZ 12012 acé1csö, NÁ, con
A csó túrt,lc&kisellb
9-6. táblázat
mu kapcsolatot jel~ntenek a tömeg- és hoáram, továbbá az áramlási ellenállást meghatározó sebesség között. A csovezeték méreteit az egyes fogyasztók, radiátorok hoteljesítményének figyelembevételével határozzuk meg. Az egyes csoszakaszokban - az áramlás irányát tekintve - a mögöttük levo fogyasztóknak megfelelo közegmennyiség áramlik. A csovezeték elozetes méreteinek meghatározásakor már számításba kell venni a goz lecsapódását a csovezetékben. Ennek megfeleloen az egyes szakaszokban áramló gozmennyiséget szabadon szerelt csovezeték esetén lO%-kal, horonyban szerelt csovezeték esetén 6%-kal, szigetelt csovezeték esetén pedig 4%-kal kell növelni. A csovezeték elozetes méreteinek meghatározása
APsúr
S'=~.
(9-5)
(9-6)
Az S' alapján a mértékadó áramkör elozetes méretezése a 9-4., ill. a 9-6. táblázat felhasználásával elvégezheto. A kazán hoz közelebb fekvo, elágazó csovezetékszakaszokban levo futotestek vezetékei· nek elozetes méretmeghatározásához a fajlagos súr· lódási nyomásesés:
S~g=
a
rendelkezésre álló fajlagos súrlódási nyomásesés alapján lehetséges. Gozfutés esetén - az esetek dönto többségében - a csovezeték áramlási ellenállásának 67%-át a súrlódási, 33%-át az alaki ellenállás teszi ki. Ebbol következik, hogy a mértékadó - a legtávolabbi - futotest áramkörében a súrlódási ellenállás legyozésére rendelkezésre álló nyomásesés: LfPsúr=O,67 Lfp,
ebbol a mértékadó áramkör egyes csosiakaszai hosszának összegével a fajlagos súrlódási nyomásesés:
APsúrág l.'/ág ,
(9-7)
ahol L1Psúrág= L1Psúr-S'}; lk'
(9-8)
E lág az elágazó áramkörben levo csovezetékek hossza, m; Eik a mértékadó és az elágazó áramkör közös csoszakaszainak a hossza, m. Az S~ alapján az elágazó szakaszok elozetes méretezése elvégezheto a 9-4. és 9-6. táblázat fel·'
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS 300 2S0 100III I 12S 200 0,3014 O,2S32 0,2023 folytatása 0,1223 I 80 belsoátméroje, 0,0807m
ISO O,098S 0,1470
-
-- --
-
9-7. táblázat. Alaki ellenállás 0,1 at túlnyomású telített goz esetén S I
1 10 914,46 8427,90 7I7,847 39,688 2641,85 104,6 24,80 65,32 93,32 94,16 74,66 2,066 2,034 2,383 0,1291 1,743 0,9042 3,100 0,8719 16,37 32,74 72,66 36,33 1,033 2,422 11,62 46,50 0,8073 14,24 13,07 26,15 7,266 5,231 1,582 3,229 104,9 23,31 46,63 69,94 93,26 116,5 58,28 34,97 18,66 82,67 27,99 46,66 62,77 41,33 83,99 83,70 73,24 33,06 55,99 31,38 9,332 8,267 10,91 12,65 21,83 25,31 4,133 0,2906 44,30 63,29 21,79 43,59 2,615 0,6458 1,291 43,66 38,20 65,39 1,453 0,5166 2,906 27,28 0,7750 1,162 49,11 37,97 56,96 58,12 3,616 5,166 1,550 0,5812 0,3875 0,2583 54,57 18,98 31,64 50,63 50,86 5,457 7,266 10,46 10,33 11,07 12,91 11,72 20,66 23,44 23,25 20,92 4,016 8,073 2,325 6,973 6,458 4,650 9,300 15,82 15,69 3,164 9,494 6,456 19,37 35,16 4,844 8,267 12,40 16,53 18,60 37,20 32,55 18,31 23,54 7,911 6,329 4,747 16,14 25,83 32,29 19,53 27,35 39,07 7,815 3,229 5,812 8,137 2,066 12,65 29,06 15,63 3,487 31,26 6,200 1,162 1,614 4,650 3,907 81,60 11,65 16,53 49,60 57,87 37,33 10,46 52,31 74,40 14,53 6,329 13,95 22,60 5,651 ii I66,13
e
Alaki cilcnállás-tényezo, Alaki ellenállás, kp/m'
365
366
GOZFÚTÉSEK 9-7. táblázat folytatása. Alaki ellenállás 0,1 at túlnyomású telített goz esetén 46S329810II
1 765,39 101,2 116,2 109,1 29,06 130,9 75,95 232,5 177,2 151,9 126,5 145,3 87,32 174,6 25,31 50,63 118,6 109,4 237,3 37,20 64,58 90,42 46,89 31,26 395,5 79,11 74,40 55,SO 186,0 93,78 156,3 465,0 316,4 197,7 148,8 51,66 116,2 78,15 258,3 39,55 38,75 140,6 125,0 18,60 15,63 161,4 130,7 261,5 242,2 457,7 653,9 645,8 403,6 196,1 392,3 807,3 484,4 326,9 80,73 322,9 523,1 565,1 202,5 218,3 203,4 174,3 290,6 253,1 227,8 87,19 65,49 196,4 152,8 43,66 21,83 58,12 103,3 111,6 206,6 25,83 413,3 93,00 130,2 361,6 158,2 129,1 155,0 310,0 516,6 276,9 356,0 167,4 77,50 12,91 588,5 726,0 62,5f
~ Alaki eJlenállás-tényezo, Alaki ellenállás, kp/m'
mm S000 Száraz kondenzvezeték I (vízszintes vagy 7000 79000 4000 470000 315000 42000 28000 1270000 870000 100 22000 68000 4600 215000 104000 120000 320000 15000 32000 17500 85000 9300 98000 Esés,mm/m 370000 750000 6000 8000 1115000 750000 100 750000 000, 450000 650000 40000 248000 1850000 1250000 1450000 870000 150000 IX 9·9.fúggoleges) táblázat. Kondenzvezeték kiválasztása I IIH3,6 25000 29000 52000 46000 45000 21000 155000 180000 200000 365000 290000 540000 115000 92000 720000 520000 18000 1500000 620000 80000 900000 2800000 2400000 3900000 1750000 115000 1500000 29000 250000 70000 440000 1040000 520000 420000 175000 130000 1100000 510000 ill. 2600000 Ll00 SO
367
CSOVEZETÉK-MÉRETEZÉS 9-8. táblázat.
A goz csovezetékben megengedbetó sebessége Megengedhetö se~. A telltett göz nyomása I----------~
Csövezeték átméroje.
<1· 10' Pa
NÁ. mm
I >1· 10' Pa
Goz és kondellZátum áramlása egyirányÚ
15
mIs
14
ellentétes
egyirányú
A gyakorlati tapasztalatok szerint, az elozetes méretezéshez számított fajlagos súrlódási nyomásesés kb. 100 m hosszú mértékadó áramkör esetén a vízszintes alapvezetékben ne legyen nagyobb, mint S:n=50 .•. 60 Palm, ill. S:"=5 ... 6 kp/m2 m
A függo-
leges felszállóvezetékben S:..=100 Palm, ill. S~=
= 10 kp/m2 m
2 17 20 30 10 12 14 18 15 22 3 530 SO 80 70 25 60 40 SS
•
fajlagos súrlódási nyomásesést célszeru
választani.
I
használásával. A LtPsúrág kifejezésével kapcsolatban belátható, hogy célszeru a mértékadó áramkör elején viszonylag kisebb, a végén nagyobb csovezetékméretet választani.
Az elozetes méretezés elvégzése után meg kell határozni a 9-4 ... 9-7. táblázatok segítségével az áramkörök tényleges ellenállását, a súrlódási és alaki ellenállások összegeként. Ha az így számított ellenállás lényegesen eltér a rendelkezésre álló nyomás értékétol, a vezetékméretek változtatása szükséges. A kondenzvezeték méretei a 9-9. táblázatból vehetok.
9.4. Kisnyomású gözfutések szabályozása 9.4.1. Központi szabályozás Qmax 2 (Qmin)
A kisnyomású telített goz állandó hotartalmú hohordozónak tekintheto. Az egyes futotestek holeadása tehát kizárólag a beáramló goz mennyiségétol függ. Ezt pedig a futotest szelepének szabad keresztmetszete, továbbá a szelep elott és a futotestben uralkodó nyomás határozza meg. Központi szabályozás során a szelepbeállítás változatlan marad, a szabad keresztmetszet a szabályozási folyamat alatt állandó. Az olyan kisnyomásúgozfutés futotesteiben, amelynek kondenzvÍzelvezetése,továbbá a levegóbevezetése és -elvezetése tökéletes, a nyomás a légköri nyomással egyenlo és állandó. A futotest holeadása tehát csak a futotest elotti nyomástól függ. Ha sikerül akisnyomású gozfutést úgy kivitelezni és üzemeltetni, hogy a kazánban vagy a gozelosztóban uralkodó nyomás minden változása minden futotest elott megfelelo és egyenletesváltozást hoz létre, akkor a berendezés központilag szabályozható. Minthogy valamely szelepen átáramló gozmenynyiséga szelep elotti és mögötti Ltp nyomáskülönbségnégyzetgyökével arányos, két tetszoleges Qmin' ill. Qmax futotest-teljesítményre a következo összefüggésérvényes:
max . = Ltp LtPmin
(9-9)
Valamely futés kívánatos szabályozási tartományát lényegében a külso levego homérsékletében várható változás szabja meg, ha a szél és más tényezok hatását figyelmen kívül hagyjuk. + 12, ill. -15 oC szélso külso homérsékletekkel, továbbá + 20 oC szobahomérséklettel számolva, a legkisebb és a legnagyobb hoszükséglet viszonya mintegy 1: 4,4. Ltp
.
A (9-9) összefüggés szerint ennek Lt mlO=1 : 19 nyomáskülönbség-arány felel meg. Ezetfszerint, ha a túlnyomást a futotest szelepe elott maximális teljesítmény esetén a szokványosnak megfeleloen 0,02 bar (0,02 at) értékben határozzuk meg, akkor minimális teljesítmény esetén a futotest szelepe elotti túlnyomás csak mintegy 0,001 bar (0,001 at) értéku lehet. A központi szabályozás követelménye, hogy a nyomás minden futotestszelep elott ebben a mértékben csökkenjen. A gozvezetékben a gozmennyiségtol függetlenül a lecsapódás állandó. Így pl. félterheléskor a negyed üzemnyomással szállítandó Gft gozmennyiség : Gft=0,5GRö+Gcsa,
(9-10)
ahol GRö!l futotestek maximális gozszükségletének összege; Gcsa a goz1ecsapódás a csovezetékben.
368
GOZFUTÉSEK
Ennek figyelmen kívül hagyása a gyakorlatban azt jelentené, hogy a nem így méretezett gozhálózatban a legtávolabbi futotestek - csökkentett nyomás esetén - kevés vagy esetleg semmi gozt nem kapnának a lecsapódás miatt. Ezért méretezéskor félterhelést is megvalósító üzemnyomásos szabályozás esetén negyed üzemnyomást, továbbá a futotestek maximális gozszükségletének felét és a vezetékben eloálló teljes lecsapódást kell figyelembe venni. A számítás elvégzése egyszerubb, ha a teljes üzemnyomást, valamint a futotestek maximális gozszükségletének és a vezetékben eloálló teljes lecsapódás kétszeresének összegeként adódó gozmennyiséget vesszük figyelembe. Ez az elv természetesen kiterjesztheto harmad(negyed- stb.) terheléses üzemvitelu berendezésekre is. Ekkor a teljes üzemnyomást, továbbá a futotestek maximális gozszükségletének és a teljes lecsapódás háromszorosának (négyszeresének stb.) összegeként adódó gozmennyiséget vesszük alapul a méretezéskor. A gyakorlatban a szabályozás lehetoségét az üzemszeruen tartható legkisebb üzemi goznyomás határozza meg. Ha valamely kisnyomású gozfutés központi. szabályozhatóságára törekszünk, a tervezéskor, kivitelezéskor és üzemeléskor a következokre kell figyelemmellenni : - a csohálózat ne legyen túlságosan nagy terjedelmu, és ne legyen túl tagolt; - valamennyi gozvezetéket jól kell szigetelni, a függoleges csoszálakat is; - nagyobb átméroju goz- és kondenzvezetéket kell alkalmazni, mint a központi szabályozás nélküli berendezésekben;
- a nyomásesés· a futotestszelepben minél na· gyobb legyen; - a berendezés méretezését, szerelését és beszabályozását különös gondossággal kell végezni; - a tüzeléssel és az égésszabályozóval lehetövé kell tenni a kis nyomásfokozatok nagyon pontos betartását; - gondoskodni kell arról, hogy korlátozott üzem esetén nagyobb számú futotestet ne állítsanak le; - a kiszolgálás magas színvonalú hozzáértést és gondosságot igényel. A szabályozási tartomány, a hoelosztás egyenletessége, a berendezés és üzemelés egyszerusége tekintetében még az ilyen, kedvezo feltételek mellett létesített és üzemelo gozfutés is háttérbe szorul a melegvíz-futéssel szemben.
9.4.2. Szabályozás két alapvezetékkel A megoldás lényege, hogy egy futendo helyiségen belül a futotesteket külön-külön alapvezetékre kapcsoljuk, így a nyomásszabályozáson túl a szükségletnek megfeleloen a futotestek egy-egy csoportját központilag is ki lehet kapcsolni. Ezért az alapvezetéket a kazánházban elzárószerkezettel kell ellátni. A futofelületek megosztásának célszeru aránya 1 : 2, így három fokozatban szabályozhatunk. A megoldás hátránya a beruházási költségtöbblet, elonye viszont a tüzeloanyag-megtakarítás.
9.5. Üzemvitel, karbantartás A gozfuto-berendezés kezelojének mindenkor figyelemmel kell kísérnie a légtelenedést. Jól méretezett rendszerben a kondenzvezetékekbe goz nem kerülhet. A berendezés korrózióállósága szempontjából célszeru, hogy a futési üzem egyenletes legyen, mert a vas alkotóelemek vízzel és levegovel való gyakori érintkezése korrodálódásukat meggyorsítja. Mindig figyelemmel kell kísérni a kazán ban a vízszint alakulását. Ha a berendezésbol rendszeresen eltunik a víz (a légvezetéken lehetséges minimális kipárolgáson túlmenoen), akkor nem a víz
utántáplálása a kijavítás módja, hanem a víz vagy goz elszökési helyét kell megkeresni és megjavítani. A berendezésben keletkezhetnek vÍzütések. Ennek oka a goz-alapvezetékben levo nemkívánatos víz· zsákokban keresendo. A hibát a vezeték átszerelésével, a szükségtelen vízzsák ("belógás") megsZÜD' tetésével, megfelelo lejtés kialakításával kell kija. vítani. A kazánok újratöltésekor a kazán és a futotestek elkövesedésének megakadályozására lágyítósókat kell a vízben feloldani.
IRODALOM
369
9.6. IRODALOM [1] Molnár Z.: Adat- és táblázatgyujtemény központi futoés légtechnikai berendezések tervezéséhez. Budapest, BME Mérnöki Továbbképzo Intézet, wm.[2] Rietschel-Raiss: Futés- és légtechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [3] Kiss-Molnár: GOzfutések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [4]Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. II. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [5]Macskdsy Á.: Kisnyomású gozfútések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1962..
26Az épület gépészet kézikönyve
[6] Opitzer K. és szerzotársai: Magyar Épitoipari Katalógus. Épületgépészet 1/3. Budapest, Épitésügyi Tájékoztató Központ, 1970. [7] Opitzer K. és szerzotársai: Magyar Épitoipari Katalógus. Épületgépészet 1/6. Budapest, Épitésügyi Tájékoztatási Központ, 1970. [8] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch tur Heizung, LüCtung, Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [9] Homonnayné-Menyhdrt: gépészetben. Tn TS--G
SI-mértékrendszer az épület32. Budapest, 1970.
10. Sugárzó futések Szerzo: DR. DR. b.c. MACSKÁSY ÁRPÁD Lektor: Kovács Lajos
10.1. A sugárzó futés elonyei és hátrányai A sugárzó futés elonyei: - a futött helyiség térfogatából alig vesz valamit igénybe; - esztétikai szempontból kellemesebb, mint általában a többi holeadók ; - a homérséklet-elosz1ás kedvezobb, mint konvekciós futés esetén; - sok esetben a hoveszteség értéke kisebb; - a szálló por okozta terhelés lényegesen kisebb, mint konvekciós futés esetén;
- épületszerkezetbe beépített csokígyó esetén az épülettel egy idoben készül el. A sugárzó futés hátrányai: - a jó közérzet biztosítása nehézkes, vagy nem mindig megvalósítható; - nehezen szabályozható; - klasszikus formájában beruházási költsége nagyobb, mint a konvekciós futéseké.
10.2. A besugárzási tényezo 10.2.1. A besugárzási tényezo fogalma A besugárzási tényezo értelmezését 1. az 1.3.6.2. és 1.3.6.3. pontban [(1-139) és (1-142) összefüggés].
A 10-1. ábrából a dAl felületelem besugárzási tényezojét határozhatjuk meg a vele párhuzamos síkban h magasságban nyugvó felületrészekre : f{Jl-alb"
=f (:"
~n)
(10-3
(az ábra szerint a vonalkázott felületre a,=a, és bn=bl)·
10.2.2. A besugárzási tényezo meghatározása a gyakorlatban eloforduló legfontosabb esetekben Az (1-139) és az (1-142) összefüggéseket különbözo aX b alapterületu és h magasságú, hasáb alakú helyiségek egyes pontjai (felületelemei) és felületei, valamint az egyes felületek közti viszonylatban megoldották. A számítás eredményeit a
A dA, elem besugárzási tényezoje a teljes ab felületre az egyes afbn felületekre vonatkozó besugárzási tényezok összegezésévei határozható meg: f{Jl-ab=f{Jl-albl+
f{Jl-alb2
A 10-2. ábra az ab felületre meroleges síkban h távolságra elhelyezett dAl felületelem besugárzási tényezoit adja a felso sík felületrészeire : f{Jl-a,b"
f{J1-2=fi (*, ~) ,
(10-1)
~1-2=h(*'~)
(10-2)
ill.
görbeseregek fejezik ki. Ezek közül a legfontosabbakat ismertetjük.
+ f{Jl-a2b2 + f{Jl-a2bl" (1()..4)
= f(a,h'
hbn) .
Itt is érvényes a (10-4) szerinti összegezés elve. Ha a felületelem az alsó sík középpontjában van, mindkét esetre érvényes, hogy m TI-ab =4mTl
ab ' 22
A gyakorlatban eloforduló azon esetre, ha a párhuzamos sikbán nyugvó dAl felületelemre szer·
A BESUGÁRZÁSI
371
TÉNYEZO
10-3. ábra. Felületelem besugárzási tényezoje a vele párhuzamos sikban h magasságban fekvo A2 felületre, ha a felületelemre emelt ordináta nem metszi -az A2 felületet
I
3,0 3,5
5,0
a;
h
10-1. ábra.
Felületelem besugárzási tényezoje a vele párhuzamos síkban h magasságban levo felületre
1110 0,20
::::-:'5,0 0--40.:::..a.b
.JfL-Í5 h
CI o,t8
lJl/'1,75
0,16
Mfl/1,35
0,14
___
1,20
0,12
-'!d2-I,OO
0,10
Wa90
0,08
0,60 0,70
0,06
0,40 0,50
0,04
0,30_(225
q02
:::::..0,20
O
..." ..... f}J5 2, 0~.z;;-;5:--;:2,-,:-0 --'.:3,:"':5~4~, 0..,.........4, •••.. 5 .l....J5,0
a _02
af
~h
10-4. ábra. Helyiség közepén álló ember mellkasára képzelt felületelemnek az ablakra, ill. a radiátorra vonatkozó besugárzási tényezoje A külso fal; B és E oldalfal; C padló; D mennyezet; F ablak; R radiátor
/
o, 10
0i CfJuu
b/ 1//
Cf!a
bf
=15,0
%
=11,5 %
h
10-2. ábra. Felületelem
besugárzási tényezoje a rá meroleges síkban h magasságban elhelyezkedo felületre. A felületelem a b éllel határolt síkban van
26'
10-5. ábra. A 10-4. ábra besugárzási tényezöinek számértékei A betül< értelmezését 1. a 10-4. ábrán
372
SUGÁRZÓ FÜTÉSEK
I
.....t""
~
I
I
3,0
kesztett ordináta nem metszi az A2 síkot, a 10-3. ábrán szemléltetett eljárást követhetjük . Ebben az esetben
2,0
f{J1-A2= 'Pl-ab-(
~5
Az (1-139) összefüggés módot ad a felületelem és felületek közötti besugárzási tényezo meghatározására szerkesztéssel, bonyolult esetekben is (1. az 1-44. és 1-45. ábrát). Erre példa a 10-4. és 10-5. ábra. Ezeken egy helyiség középpontjában álló ember mellkasán elképzelt dAl felületelemnek az övezo felületekre, ablakra és radiátorra vonatkozó besugárzási tényezoi szerkesztését, ill. ezek értékeit láthatjuk. A felületek közti besugárzási tényezo meghatározására két jellegzetes esetet ismertetünk. A 1u-6. ábra az abh élhosszúságú hasáb alap- és fedosíkja közötti besugárzási tényezok megállapítására vonatkozó görbesereget tartalmazza. A 10-7. ábra a hasáb alakú helyiség Al oldalfelületének az A2 felületre vonatkozó ~ AI-A% besugárzási tényezoit adja meg. A ~ A2-Al besugárzási tényezo ebbol az (1-145) összefüggésseI számítható.
5,0 h 4,07/
i ---
+ f{J1-alb)+
f{J1-abl
0,5
1,25 1,0
ag 0,8
0,3
0,7
46 0,5 0,4 0,3 0,1
al
o
0,51,0
1,5 2,0 2,5 ~O 05 ",O *,5 5,0
a 71
h
'Pl-albi'
(10-7)
10-6. ábra. Hasáb szemben fekvo felilleteinek besugárzási tényezoje
10.2.3. Példák a besugárzási tényezo meghatározására
5,0 b 71
~f-A 0,'0, '2436
!4.0 :3,0
-20
0,32
1,5 '
0,28
1.01,25
424
,a
0,20
0.6 ,B
0,16
0,4 0,3
0,12
az
0,08
0,1
Az alapsíkon elhelyezett dAl felületelern besugárzási tényezojének meghatározása a vele párhuzamos és h magasságban levo sík egyes derékszögu négyszög alakú felületrészeire. A következo méretek a 10-1. ábrán feltüntetett jelölések szerinti oldalakra vonatkoznak:
=5;
h=3;
b
a al=3;
=6;
bl=3,6; b2=2,4.
~=2;
A besugárzási tényezo értékei a 10-1. ábrából vehetok. Eszerint:
QOI, O
145 1,0
1,5
2,0
2,5
:10 J,5
4,0
",5
5,0 .JL
h' hbl)
f{JdAl-albl=f(al
=f
3' T3,6) =0,148; (3
II
h' hb2) =f (33' T 2,4) =0,124;
'PdAl-alb%=f(al II
h' hbl)
'PdAl-a%bl=f(~-
16-7. ábra. Hasáb szomszédos fe1illeteinek besugárzási tényezoje
h' h
=f
3' T3,6) =0,123; (2 -3
=f (23' 2,4) =0,102; 'PdAl-ab=Ef{JdAl-alb" =0,497.
f{JdAl-a2b2=f
(~
b2)
A BESUGÁRZÁSI TÉNYEzo
Állapítsuk meg a 10-7. ábra jelölései alapján a tényezot, ha
C;P~l-Az besugárzási
a=12;
b=40;
h=6;
h'=4;
h"=2.
Az (1-145) összefüggés szerint
373
segítségével f{J2 jelu második tagja számítható. Példa az ábrán látható. A 10-9. és 10-10. ábra, valamint a (10-8) összefüggés használható arra az esetre is, ha ~=O. A 10-9. ábrából,
de a (10-8) összefüggésbol
is látható, hogy igen hosszú ernyo esetén (~>30) elegendo a 10-9. ábrán levo diagram használata.
és
de
h
aj így
b bJ b
10-8. ábra. Felületelem és felület elhelyezkedésének tipikus esete a) fÜ8116leaesmetszet; b) alaprajz
~ 8
6
2 A besugárzási tényezo számítása néhány tipikus esetre. Esetünkre jellemzo, hogy a felüle~elem és a besugárzott felület vagy a sugárzási kölcsönhatásban levo felületek egymással párhuzamos síkban vannak. A 10-8. ábra szerinti esetben, ha a dAl felületelemvalamely A2=2a· 2h=4ab felület szimmetriavonala alatt h magasságban helyezkedik el, és b»a a besugárzási tényezo: 7
If,
I ;'~ . - 1 2;3 O
0.18
,I--t'>-
•....
-
I
-15:r
00,20 : 10~-Ll a4 ,- :-h-3~·to.3O " ~}!2, ~,!Q~0,10 ,~20~
0,20,
ePA':_Az=6(O,18-0,14)=0,24.
_
1
1_\
,
,1
I
1
0.15
'I'atB o.20m:u:m0.1. l+H+-H+o.l2
,-aWII
0,11
15 t '0
81012-----v; 30
10 12 14 16 18 20 22 24 25 28 30 32 31,.
lJidAl-Az=21 [~+a Yh2+(~+a)2
20
-nb'
~-a] Yh2+(~-afh2+~2_a2
l..2 I
1:2 ..2 I
1.2
•
a5
(10-8)
Az összefüggést sugárzóernyovel futött csarnok vagysávos sugárzóeroyovel futött csarnok, vagy sávosmennyezetfutés esetén használhat juk. A (10-8) összefüggés gyors számítására alkalmasaka 10-9. és 10-10. ábrán feltüntetett diagramok. A 10-9. ábra segítségével a (10-8) összefüggés szögleteszárójelben levo f{Jl jelu tagja, a 10-10. ábra
10-9. ábra. Diagram a (U~8) összefüggés zárójeles tagjának meghatározására. A jelölések értelmezését 1. a 10-8. ábrán
I
1[~+1 ;-1 ~1=2 JI (;)\(~+1r- V-r=(;)=\(~=-lr . P61da:
e h e=s,o m; h=6,O m; a=O,S m; b=8,O m; a - = 10; -a = 12; ~1 =0,037; ~2 =0,019 (a 10-10. ábrából) ~=~1 - ~2 =0,018.
374
SUGÁRZó FUTÉSEK
-
./ -- V -'r::-- ~~~,I - -V--,
0t32
==
;;;o •••
tI II ~ 1
3. ?1 2.
100ö12OOOl
10'
f::: t::
....
==
:::=:= l ~
-
==' ;::;::_
J
1
2.
o
430
200J(), 500 0,28 0,26
5
424 0,22
o
420 0,18
5
416
o
41.
o
10-11. ábra. Infravörös sugárzó futotest besugárzási tényezo.. jének számítása
412 O
O 18,(}
/,0
'O
'2 '5
~i 'O
402
'O
Példa:
150
O
150
l- ~
H'-+-l-
""T
I
l......;....f--+-
+ ~"
2 -;z--1 fP2=-· --------
,
aZ ~"_ 1 + (~)2 a +
~
M060 L- - .jep 55:1...:N ~'-J
'H
~I '1\. lI-
Ill".. 10 \...\-3
I
M050
~
45
"'"
ol
l--
III~ I =a=
l'-~ T
J
:-+-t
0,0040 38 36 34
32
Példa:
+
O,IS
5td 1 1 r fTTll1TI'*'- g' t--'11111'4r II~ ~/ rt -t
10-10. ábra. Diagram a (10-8) összefüggés tagjának ::::lmeghatározására. A jelölések értelmezését 1. a 10-8. ábrán
a h" n~
O,IS
J,()O
H második
h"
Rfa= 13,S =90; hfa=, ~S = 100;9'=38.10-6,
0,0030
b
~"
~ = 16;
--a-I-
h"
28
= 244; 9'2=0,019.
26
24 22
Ha ezenfelül még ernyore
h»a,
a szimmetriavonalban levo
0,0020
,8 10-,9)
16 14
A 10-11. ábrán a négyzet alakú vagy négyzetté átalakított infravörös sugárzó futotestekre vonatkozó besugárzási tényezo megállapitásához vázlat és összefüggés található, A szükséges diagramokat a 10-12., 10-13. és 10-14. ábra tartalmazza. Sok esetben felhasználható a besugárzási tényezok összegezésének vagy kivonásának elve. Erre példa a 10-15. ábrán látható. Ekkor írható: IJldAt-2A2= IJldAt-4",,'-
IJldAt-4"."·
(10-10)
12
0,0010
15
20
25
90
lL 35 Q
10-12. ábra. Infravörös sugárzó futotest besugárzási tényezo. jének meghatározása. A jelölések értehnezését 1. a I()'II. ábrán
1
l
A BESUGÁRZÁSI
aOO1G
0,0008 7,
0,000 6i
0,000,
fl
"\'
'1 0,0009 9S 8ji
.~~ --'f
3<
\
~
~
2, 2.
~r-
75
'-_
15
Ll =10
a
~
I
"
,
11
••...
;
11.
~
.•.••.• JO
40
" ts::
,
......•
,
.160
30
40
50
80"
75
__
"l
w
- -
100
70
80
"
I~ \. ~'
-
1\.' ~
-
'\. \ ~
-
~~
\
~~
-
r--..
•••.
aoooo.
~
"
L _
'1( ~'~
,,~
"
~ 1;
..•.•..
?5
-"
----
60\~
•••. 1'--.
"
,
~
L
~~40
•0
? 221
-
,1\"t20 .....
\..
~ 0,000,
7
0,000
~
S6
~
0,000
'"
"tJ
SO
~
1 1
70
5
i~ \~,~ I i
I
~O
3, • 3· 3. )
0,000.
1ro
t~ ". Si
,
0.000
1, ?o
O,OOO-n
l\\~ ~ lL.o
í.
0,000
130
~
~,'
375
TÉNYEZO
=
'~ ""~ " ,~ r--- "
'\
'
~
"~~
16
"
14 I 100
J~~
150
I
I
'"
I ,,-250
AAA
---~
200
J!...
a
90 h 100
(j
10-13. ábra. Infravörös sugárzó futötest besugárzási tényezojének meghatározása. A jelölések értelmezését 1. a 1~11. ábrán
10-14. ábra. Infravörös sugátzo futotest besugárzási tényezojének meghatározása. A jelölések értelmezését 1. a 10-11. ábrán
Nagy csarnokban a mennyezet alatt elhelyezett emyok összességére jó közelitést ad a '"
'"
'VdÁl-UI~'VdÁl-Ám
•
A
.EA, m
dA,
(10-11)
összefüggés.Ebben Am a mennyezet területe, .EA, a ffitofelületek összege. Hasonló elvet követhetünk, ha valamely Al felületnek - az A2 felületen levo - A, felületu sugárzó futotestek ,összességére vonatkozó besugárzásitényezojét kívánjuk kiszámítani: (10-12)
10-15. ábra. Besugárzási tényezo kivonásának elve
Az elhelyezés síkjában szétszórtan elhelyezett ernyok besugárzási tényezoje a padlóra gyakorlatilag azonos ugyanezen sík besugárzási tényezojével, azaz: (10-13)
376
SUGÁRZó FUTÉSEK
10.3. Sugárzó fütotestek holeadása 10.3.1. Általános összefüggés
hoérzet szempontjából kifejezo ter eredo homérsék· lettel [1. a (4-7), (4-8), (4-9) összefüggést]:
A sugárzó futotestek hoátadását a 6.3. fejezetben tárgyalt konvektív futotestek hoátadásával összevetve, az a különbség, hogy más a konvekciós és a . sugárzási holeadás egymáshoz viszonyított aránya, továbbá a futotest különleges kiképzése következtében annak két oldalán a leggyakrabban jelentos homérséklet-különbség van. Ezt a különbséget az idézi elo, hogy a futotestnek a futött helyiség felé fordított felületén magasabb homérsékletet tartunk fenn, mint az ellentétes oldalon. Elofordul, hogy az ellentétes oldal hojét másik helyiségben adja le. Ilyenkor a két oldal holeadását külön tárgyal juk (pl. mennyezetfutés esetén a mennyezet és a padló hoátadását). Valamely futotest felülete által sugárzással és konvekcióvalleadott hoáram: Q=A {~?S-I
[(1~r-(l~r].
q)S-I+
+ lX(ts- tiev)}
(10-14)
az (1-54) és az (1-141) összefüggést], ahol A a futotesthóleadó felülete; C s- I kölcsönös sugárzási együttható a futotest és a környezo felületek között [1. az 1.3.6.1. pontban az (1-137) összefüggést]; Ts a futotest közepes felületi homérséklete; TI az i= 1, ... , n számú környezo felület homérséklete; q) s- la futotestnek a környezo felületekre vonatkozó és közepes besugárzási tényezoje [1. az (1-142) (1-143) összefüggést és a 10.2. pontot]; IX a futotest konvekciós hoátadási tényezoje (1. az 1.2. pontot); t lev a környezo levego homérséklete. Az ún. Tsug sugárzási homérséklet bevezetésévei [1. az (1-157) összefüggést] a futotest által átadott hoáram:
Q=AlXö(ts-ter).
A futotest egységnyi felületére vonatkozó holeadás (hoáramsuruség) a (10-17) összefüggés értelmében: (10-18)
10.3.1.1. Teli mennyezet-futotest lefelé irányuló hoIeadása Az összesített hoátadási tényezo:
'~,r:--:~~ ts-ter=bC+0,64f#sle
lXöle=bC+0,64f
(10-19)
Az összesített hoátadási tényezo: . lXöle=bC+
4 1,28}"#sle
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
(10-21)
I
I
I
I
I
~~1M 1'10
6,4
' (X.I • /'
~
V
V
~ 5,8
l/l Y
V
2
4
"....,
100
.Á/
90 •• E
/:
'h.
f.--r7
1-_.
6,0
:2
80~
70. 600J w
V
40 30
I I I I I I I I 1· I I I I I
(10-16)
A futotest hoáramát kifejezo (10-16) összefüggés fetírható az IXs és IX sugárzási és konvekciós hoátadási tényezok együttes hatását figyelembe vevo lXö= IXs+ IX teljes vagy összesített hoátadási tényezovel, valamint a tsng és tlev homérsékletek hatását
Wfm2K.
130
~61
5,6rA'l tsuJ+ lX(ts- tiev)].
(10-20)
10.3.1.2. Sávos mennyezet-futotest lefelé irányuló holeadása
;;:=6,2 __
A[lXs(ts-
Wjm2•
qle=lXöle#sle
~S
Q=
Wjm2K,
ahol #sle=ts-ter, a továbbiakban az eredo homérséklethez viszonyított túlhomérséklet ; b ho· mérséklet-tényezo, 1. az (1-153) összefüggést; C=4,83 Wfm2K4 (4,15 kcaljm2hK4). Az lXöle értékét a 10-16. ábrán feltüntetett görbe adja a # sle túlhomérséklet függvényében. Az ábrá· ban feltüntettük a mennyezet hoáramsuruségét (egy· ségnyi felület holeadását) is:
[1.
A hoáram a sugárzási hoátadási tényezo bevezetésével [1. az (1-153) összefüggést] a következo egyszeru alakban is írható:
(10-17)
6
8
W
~
I I I U ~
20
I ~
10
~
"'sk, ·C
10-16. ábra. Teli mennyezet-futotest hoátadása lefelé {J. Ie a mennyezel túlhomérséklete (a helyiség eredo homérsékletéhez
pest);
ké-
le összesitett (sugárzási és konvekciós) hoátadási tényez6;q~ a fiítotest hoáramsúr6sége (egységnyi felület holeadása) lefelé
SUGÁRZó FUTOTESTEK HOLEADÁSA "<:>-
'"'C 9,4 8,8
---
40 35 30 45 50 25
-200 500 100
"
300 .si 4001
A padló-futotest hoáramsurusége:
:s:
a-
377
(10-24)
10-17. ábra. Sávos mennyezet-futotest
OCöfel és qfel értékei a l1sfel függvényében a 10-18. ábrából vehetok. Ha a futotestet akár a mennyezetbe, akár a padlósík alá helyezzük el, hot mindkét oldal felé lead. Ez esetben a teljes holeadás (mennyezet és padló együtt):
holeadása lefelé
8. Ie a mennyezet túlhomérséklete (a helyiség eredo homérsékletéhez pest); "'ll le összesített (sugárzási és konvekciós) hoátadási tényez6; a flítotest hoáramsúr6sége (egységnyi felület höleadása) lefelé
kéqJo
(10-25)
10.3.1.4. Falfutötest bó1eadása A sávos mennyezet-futotest hoáramsurusége: (10-22) A viszonylag keskeny (-< 1 m) szélességu sávokon hoérzet szempontjából lényegesen nagyobb túlhomérsékletet engedhetünk meg, mint a teli menynyezeten. A hoátadási tényezot és a hoáramsuruségeta 10-17. ábra szemlélteti.
A futotestet mind válaszfalban, mind külso falban el lehet helyezni. Az összesített hoátadási tényezo a helyiség felé: 4 ocöbe=bC+
1,975yl1sbe
(10-26)
W/m2K.
A falfutotest hoáramsurusége a helyiség felé: (10-27) Az OCobe és qbe értékeit a 10-19. ábra tartalmazza. (Ha külso fal a futofelület, a fal külso oldalát erosen kell hoszigetelni!)
10.3.1.3. Padlóban elhelyezettfutötest felfelé irányuló bó1eadása Általában a padló teljes felületét kihasznál juk futotest gyanánt. Ez esetben a konvekciós tényezo még kedvezo'bben alakul, viszont a homérséklet csak kivételes esetekben (uszodákban, ritkán használt nagy helyiségekben) lehet magasabb, mint
12
26 oC.
=
M.
11
Az összesített hoátadási tényezo:
'"
500~ s: 400
?
-
'50 -...Ll
300
140 130 120 110 rOO~
-~4.,
.i
"lj-
9
200
90~ 80 's:.
100
~g.~
6
1,
8
10
-L--' 12
50 40 30 20
20 - 30
10
4lJ
11,
50 ,3>$
50 be'
oC
,J'tsf","C
10-19. ábra. 10-18.
ábra. Padlóban
" r.1 apadJófelület
túlbómérséklete
képest); "'ll rel összesitett
fr" a padJó-flítotest
elhelyezétt futotest hoátadása (sugárzási
böáramsúr6sége
(a helyiség
eredo
és konvekciós) (egységnyi
felfelé
bömérsékletéhez
hoátadási
felület böleadása)
tényezo; felfelé
Falfütotest
hoátadása
a helyiség felé
lJ. be a falfelület túlhomérséklete (a helyiség eredo hömq-sékletéhez képest); "'lIbe összesitett (sugárzási és konvekciós) hoátadási tényez6 a helyiség felé;
tibo a falfútótest
böáramsúrúsége (egységnyi helyiség felé (befelé)
felület
hóleadása)
a
378
SUGÁRZÓ
10.3.1.5. Sugánóernyo holeadása A szabadon elhelyezett sugárzóernyo mindkét oldaláról a futendo helyiségnek adja át a hot. Az ernyot általában felso (a futendo helyiség mennyeE szigetelés zete felé fordított) oldalán szigetelik. nélkül hoközlése felfelé lényegesen no, és növekszik a helyiség hovesztesége is. Szigeteletlen ernyo összesített hoátadási tépyezoje a futött tér felé (lefelé) :
FUTÉSEK
Szigetelt ernyo hoátadására is érvényes a (10-28) és (lD-29) összefüggés, ebben az esetben azonban 7Js le>7Js fel' A két túlhomérséklet aránya a hoszigetelés hatásosságától függ és 7Js fel = e 7Jsle
(10-32)
4_ Wjm2K;
térrel
ellentétes
oldalra
(lD-28)
(a
mennyezet
4
Wjm2K.
a
(lD-29)
két
felületre
Wjm2K.
(lD-30)
(Az ernyo két oldalán levo homérsékletet a jelenlegi konstrukciós megoldás esetében gyakorlatilag azonosnak vehetjük, 7Js le ~7J s fel') A sugánóernyo hoáramsürüsége (lefelé + a menynyezet felé):
10-21. ábra. Szigetelt sugárz6emyo hóátadása a helyiség felé (lefelé és a mennyezet felé) lj. 1. a sugárzóernyotúIhomérséklete(a helyiségeredo homérsékletéhez képest)az ernyosziseteletlenoldalán; "Celhoátbocsátásitényezoazerny6 slkjárólaszisetelo rétegenát (felfelé); 1. összesltett(sugárzásiéskllllvekciós)hoátadásitényezoaz ernyoszigeteletlenoldalán(lefelé);"ll Ir &Zszesitett(sugárzásiéskonvekciós)hoátadásitényezoa két felületre(lefelé+ a mennyezetfelé);lj.le=30 ... 120oC "ö
Wjm9•
41f= 41e+ 4 fel = 7Js(
(lD-31)
a 10-20. ábrából
24
23
vehetjük.
22 42 V
/ -lU V -1<~f_g/~:ti~~4-, V
40
t- Ctö If: Y lY I 1
I
I!!JXöffj 38
I,!frl/ 36 CXö
I
/
/
fl III I
,t-
V
ttr
':::<
'"
V
L
fr
~34
10000
21 •• 20
'::>c
9000
~
8000
s: 19 ,,;
s: ",32
6000 ~
-/::," 30
4000
28
3000
5000
2000
26 24.
1000
22 40 60
80 100 120 14.0160 180 200 ,J} le, oC
18 ~17
7000",
1:;
,;;
?; 16
.Ö'
151
21:
/
n / 141/
~
/
"::'..
1~
o~
12
120 140 160 180 200220 24.0 260 280 ~
o
nt$ /~, oC
10-22. ábra. Szigetelt sugárz6emyö hoátadása a helyiség felé (lefelé+a mennyezet felé) 10-20. ábra. Szigeteletlen sugárz6emyö hoátadása a helyiség lj. 1. a sUllárzóernyo túIb6mérséklete(a helyiségeredo bómérsékletéhll felé (lefelé + a mennyezet felé) képest)az ernyoszigete\etIenoldalán; "t.l bóáfbocsátásitényezoaz erD31l lj. 1. a sugárzóemyÖtúlh6mérs6k1ete(a helyiségeredo h6mérsékletéhez sfkjáróla szigete\or6tegenát (felfelé); 1. összcsltett(sugárzásiéskon"· képest); Ir össze8ltett(SUPrZáSi 6s konvekciós)hoátadásitényez6(lefe- ciós)hoátadásitényezoaz ernyoszigeteletlenoldalán (lefelé); tr össze. sftett (sugárzásiés konvekciós)hoátadási tényez6a két felt1lotre(lefelé+ lé + a mennyezet felé); qtr a sugárz6emyo hoárama6rflsélle(lefelé+ a meonyezetfolé) a mennyezetfelé); lj.1.-120... 280oC "ö
"ö
"ö
SUGÁRZó
FUTOTESTEK
összefüggéssei fejezheto ki. Technológiai okokból célszeru mindig azonos vastagságú szigetelést választani. Ha a szigetelés hovezetési tényezoje Aszig=0,05 WjmK és vastagsága öszig=O,04 m, akkor a hovezetési ellenállás öszig/Aszig=0,87 m2K/W. A hoátbocsátási tényezo az ernyo síkjáról a szigetelorétegen át:
1 "fel=
Wjm2 K.
(10-33)
SZ,g+ __
Aszig OC:ö fel Az összesített hoátadási tényezo (lefelé+a mennyezet felé):
/
V
6001
7
5001
'" E:
qlf= qle+ q fel='l9 s le(OC:ö le+ "fel)
.~~ 3001 2001
(10-34)
Az állandó "fel hoátbocsátási tényezo felvételé'l9sfel'l9sle=0,09 ... 0,11 közé vel a e viszonyszám esik. A szigetelt ernyok összholeadása (össz-hoáramsurusége, lefelé+a mennyezet felé): Wjm2, (10-35)
If értékeit a 10-21. és 10-22. ábra "fel' OC:ö le és OC:Ö tartalmazza. A kétoldali holeadás (hoáramsuruség) a 10-23. és 10-24. ábrából veheto.
1001
127114Ó 160 180 200 220 2402p0280 ~/el
oC
10-24. ábra. Szigetelt sugárzóemyo bóleadása (hoáramsurusége) lefelé + a mennyezet felé e"e a sug.árz6erny6 túlhomérséklete (a helyiségeredoh6mérsékletéhez
képest)az ernyoszigeteletlen oldalán;q,c kétoldaliholeadás(lefelé + felernyok) felé);ea1e=120 •••280 DC (olajf6tés6
10.3.1.6. Infravörös (magas homérsékletu) sugárzók hoIeadása
1800
/
1600 1400
/
/'/' /~1000
/ 1: ~ 1200 ~
.~ 800 600 400 200 O
40 50
60 7080
90 100 110 120 ,Js lel oC
UI·13.ábra. Szigetelt sugárzóernyo bóleadása (hoáramsurusége) lefelé + a mennyezet felé 'Ile a
./ /,
'1/ V/
a két felületre
OC:ölf=OC:öle+"fel Wjm2K.
30
V/
~4001
1
Ö.
379
HOLEADÁSA
sugárzóerny6 túlhomérséklete a helyiségeredo homérsékletéhez ernyoszigeteletlen oldalán;qu kétoldaliholeadás(Iefelé+felfelé);ea1e= 30.•. 120 DC (vlz- ésg6zfdtés6 ernyok)
képest aZ
E futotestek feluleti homérséklete kivitelüktol függoen nagy homérséklet-intervallumban helyezkedik el. Az elektromos üzemueké 400 ... 2000 oC, a gázüzemueké 850 ... 950 oC. Az elektromos üzemu futotestek teljesítményét a gyártó cégek megadják. A készülékek névleges teljesítménye 70 ... 80%-ban sugárzás útján, a fennmaradó rész a burkolat felmelegítése révén sugárzásban és konvekcióban, valamint közvetlen konvekcióban jelentkezik. A gázüzemu sugárzó futotestek felületének fajlagos holeadása (hoáramsurusége):
q=C
[(~r-(l~r]
=4,83(18938-72)=
=91300
Wjm2•
(10-36)
10.4. Sugárzó futotestek homérséklet-megoszlása, közepes homérséklete és holeadása 10.4.1. Általános észrevételek A sugárzó futotestek konstrukciójából követkehogy a holeadó felületen változó homérséklettel kell számolnunk. Ha elfogadjuk a csokígyóba
zik,
be- és onnan kilépo futoközeg homérsékletének számtani közepét futovíz-homérsékletnek, akkor a hóleadó testben vagy testen elhelyezett csoszálak közötti homérséklet-változást és az ebbol adódó közepes homérsékletet kell meghatároznunk. A számítás menetében bizonyos változást okoz
380
SUGÁRZó
az, hogy betonba vagy vakolatba beágyazott, vagy fémlemezzel kapcsolatba hozott csokígyóval van dolgunk. A berendezések méretezésének tárgyalásakor látjuk, hogy a futofelület közepes homérséklete szinte kivétel nélkül elore megválasztható, s így feladatunk ennek alapján a futotest konstrukciójának és a futoközeg homérsékletének meghatározása. A következokben, adott közepes felületi homérséklet esetén, az egyes konstrukciós megoldásokban az 1 menettávolságot, sebbol elsosorban a csofalon beálló homérsékletet határozzuk meg.
FUTÉSEK
ChmG-x) l1x=l1{
thml l1sle=l1{ mJ
10.4.2.1. Mennyezetfutés számítása a lineáris boáramlás törvényszeruségei alapján Célszeru az összes homérsékletet a futendo térség ter eredo homérsékletére vonatkoztatni, így a csofal közepes túlhomérséklete: (10-37)
a betonréteg túlhomérséklete x abszcisszában : (10-38)
(10-43)
oC,
2
ahol Cltö le+ Cltö {el iAb
A számítást vagy lineáris, vagy pedig síkbeli hoáramlás alapulvételévei végezhetjük el. A ketto között számottevo eltérés nem adódik akkor, ha a csöveket i:§!0,07 ... 0,08 m vastagságú betonrétegbe ágyazták. E vastagságon belül a síkbeli hoáramIás törvényszeruségeire vonatkozó tételeket alkalmazzuk.
(10-42)
C.
ch-
A közepes túlhomérséklet :
m=
10.4.2. Betonrétegbe ágyazott csokígyó
o
ml 2
11m.
(10-44)
Ha a futendo tér homérséklete a betonréteg alatt és felett nem azonos, akkor a következo fiktív Clt:{elhoátadási tényezovel számolunk: (10-45)
ahol 11 {ela betonréteg feletti tér túlhomérséklete a betonréteg alatti tér eredo homérsékletéhez képest. A továbbiakban így a (10-41) ... (10-44) összefüggések változtatás nélkül használhatók. Abból indulunk ki, hogy 11sleismert értéke a szükséges Q hoáram és a rendelkezésre álló Amsugárzó mennyezetfelületbol adódó qle=QIAm alapján, a 10-16., ill. 10-17. ábra qle=f(l1sIJ görbéjéb51 adódik], így az Cltöleés Cltö{elértékeit a 10-16. és 10-18. ábrákból vehetjük. Lényegesen bonyolultabb az az eset, amikor a futött pánt helyett a rétegben d átméroju csövek helyezkednek el (10-26. ábra).
a betonréteg (mennyezet) közepes túlhomérséklete
lXii fel
(10-39)
Tegyük fel még, hogy a futendo tér homérséklete a betonréteg alatt és felett azonos, vagyis l1sle=l1s{el' S hogy a betonréteg homogén és izotrop, vastagsága i, hovezetési tényezoje Ab (10-25. ábra). A csövek helyébe i szélességu, 11{ állandó túlhomérsékletu fémpántot képzelünk. Ebben az esetben a homérsékletviszonyok a következok szerint alakulnak:
i
~/e
""//t
(10-40) 'X
(10-41)
10-15. ábra. Mennyezetfútés homérséklet-eloszlása. Lindri hoáramlás homogén rétegbe ágyazott fútöpántok eSeliI
SUGÁRZÓ
FUTOTESTEK
HOMÉRSÉKLET-MEGOSZLÁSA,
381
KÖZEPES HOMÉRSÉKLETE
()(öfel
•
I
1}s 10= 1}fcs6
th ml 2
1+ OCö1oAab
ox
Ajelölések értelme a 10-26. és 10-27. ábrán látható, m értelmezését a (10-44) összefüggés adja. Minthogy a megoldandó feladatban a 1}sio ellSre meghatározható, így célunk tulajdonképpen a 1}f cs6 és I összetartozó értékeinek meghatározása. A (10-49) összefüggésMl: ml
..
10-26. ábra. Mennyezetfútés hómérséklet-eloszlása. Lineáris hóáramlás homogén rétegbe ágyazott csövek esetén
()(öfel ÓJ
--I-
()fcs6=1}sle (ab) l+ocöle): b th~2
oc. (10-50)
2
így az általunk felvehetlS különbözlS I cslSosztáshoz a futlScslSkígyófalMmérséklete iteráció nélkül meghatározható. A mennyezet hlSáramsUfUségea 10-25. és 10-26 . ábra szerinti i vastagságú betonlemez esetén
AJ .12
eJ! 10, ~Af .==7-LAq .-
b
(10-49)
--;;:;r- 2
Arak
lefelé: (10-51)
felfelé: (10-52)
qfel=OCöfel1}sfel Wfm2; x 10-17. ábra. Mennyezetfútés
hómérséklet-eloszlása. Lineáris hoáramlás több rétegu fódémbe ágyazott csövek esetén Ab
összesen (lefelé + felfelé) : qlf=qle+qfel
(10-53)
Wfm2•
a beton hc5vozetési tényoz6je
A 10-27. ábra esetében a túlhlSmérsékletek a következlSképpen alakulnak: A következlSkben közölt összefüggések a biztonságfelé mutató közeIítést adnak. (A biztonság annál nagyobb, minél vékonyabb a lemez, az eredmény több rétegb51 álló vastagabb konstrukció cseténjól közeledik: a sik áramlás törvényszeruségei alapján számítottakhoz. ) (10-46)
1} = 10
oc
1}fcs6
(a~+A::a)
l+ocöle
,
chmH-x) 1},,= 1},o
ml ch2
(10-54)
oC;
(10-55)
1 1}1/2=1},0---mr
ch-2
oc;
(10-47)
(10-56)
th -ml 1}slo=1},o
(10-48)
oC;
m:
oC,
2 mértékét a (10-44) összefüggés adja.
(10-57)
382
SUGÁRZó
FUTÉSEK
A csofal homérséklete:
80 70
60, oc..,
(10-58) A betonrétegben a közepes túlhomérséklet : . _eJ.f CXöle 'Usle=--Vsle
.o.
"Ie
oC •
(10-59)
50
<; 40
~30 20 10 10
A mennyezet hoáramsurusége lefelé:
felfelé: (10-61)
qlf=
CXöleu sle
.
A
"fel
_o.
(1
+-
(10-62)
"Ie
"fel)
értéket az ismert
1 "fel=~
25 28 rJosle'
(10-60)
összesen (lefelé + felfelé)
20
15
oC
10-29. ábra. A 10-27. ábra szerinti külso födém (tetoszerkezet) Ore06 a csofal közepes túlhomérséklete; °01• a sugárzó mennyezet alsó felületének közepes túlhomérséklete (a helyiség eredo homérsékletébez képest); 1 csoosztás (tkül= -lS oC; tb.l=20 oC; "r.l=O,8 WJm'K; a ro. démszerkezet többi adata azonos a 10-28. ábráéval)
betonréteg alatt és felett azonos a homérséklet. Az értékek a .szokásosan megépített mennyezetfutésre vonatkoznak. A 10-29. ábrán feltüntetett diagram a külso környezettel határolt födérnre vonatkozik.
(10-63)
1
~-----i+_ f=1 Af CXöfel
összefüggés adja. A 10-28. ábrán a csofal közepes 1)fcso túlhomérsékletét tüntettük fel a felü1et közepes 1)sle túlhomérsékletének és a paramétemek választott I csotávolságnak függvényében, abban az esetben, ha a 80 70 60 ~ 50 •;, 40
10.4.2.2. Mennyezetfutés számítása a síkbeli hoáramlás törvényszeruségei alapján A 10.4.2.1. pont módszerénél egzaktabb eredményt ad a síkbeli hovezetés figyelembevételével végzett, egyszerusített Rydberg-Hubert-féle számítás (lD-30. ábra). Ezen eljárás folyamán is abból indulunk ki, hogyahatárolószerkezetnek a futendo helyiség felé nézo oldalán a közepes 1)sle túlhomérséklet ismert, azaz ez az érték a mennyezet-futotest méretezését megelozo más számításból rendelkezésre áll .
.t:
~30 20
Opa Öszig
10
5 LL
O 5
he
15
20
25 28 rJos le'
oc
10-28. ábra. A 10-27. ábra szerinti mennyezet {Jre.6 a csofal közepes tú1homérséklete; {Jol. a sugárzó mennyezet felületének közepes túlhomérséklete a helyiség eredo homérsékletéhez képest; 1csoosztás; "b=0.025 m; ';v.k=0.015 m; 1=0.07 m; Ab=I.515 WJmK; >
hi Gvak
Xle
CXo le
-y
U)·30. ábra. Mennyezetfútés homérséklet-elosz1ásának számítása a síkbeli hoáramlás törvényszeruségei alapján (a menynyezet alatt és felett azonos a homérséklet)
SUGÁRZÓ
FUTOTESTEK
HOMÉRSÉKLET-MEGOSZLÁSA,
Az y=O síkon (a csövek tengelyének síkjában) a közepes túlhomérséklet : f}
70=--CltöICf} 51c oC. "Ic
(10-64)
KÖZEPES HOMÉRSÉKLETE
A futocsövek tengelyeinek síkjában mért f} 7o közepes túlhomérséklet és a futocsokígyó külso falán uralkodó f}fC5c5 túlhomérséklet közti kapcsolatot a
Az Cltölcértékét a 10-16. ábra adja meg. A hoátbocsátási tényezo az y= O síkról: "Ie= hall
Wfm2K.
-1.+~+ __ ~
Avak
(1u-65)
(10-66)
összefüggés adja meg. Ebben
-Ub G2=----, "fcl+"le
Cltölc
A továbbiakban h, hi és he a csokígyót hordó beton-
réteg vastagsága.
383
(10-67)
ahol "Ic a (10-65) összefüggéssei számítható, míg "fcl= h
n
1
~
Wfm2K.
~+ 2: ---!.+-Ab 1=1 Al Cltöfcl
(10-68)
SI és S2 a határfeltételekbol adódó dimenzió nélküli egyenletrendszerek gyökeibol számítható dimenzió nélküli szám. Értékeiket jó közelítéssel dr. Molnár által kidolgozott diagramokból lehet meghatározni (10-31). ábra). Ezekben
"~e=alI
~+--Cltöle
Wfm2K
(10-69)
A vak
és
"~Cl= n
2:
-+alI
1
Wfm2K.
(10-70)
Cltö fcl A mennyezet felso síkjának (y= he+ 1;'15i) túlhomérséklete: 1-1 Af
f}
fcl=--"fel f} 70 oC . Cltö fcl
(10-71)
(Itt néha egylépéses interációra van szükség, mivel az Cltöfclfüggvénye a f) 5fcl túlhomérsékletnek.) A mennyezet hoáramsiírusége (egységnyi felületének holeadása) lefelé: 0,1,0 h 0,50
(10-72)
T
10.31. ábra. Dimenzió nélküli számok a f}yO közepes túlhomérséklet megbatározásához, dr. Molnár szerint Mennyezetfútésnél: SI =f ('hhJ "~ f; -; löléseket1.a 10-30. ábrán;
;
S2=f ('hh) "~ c;
i.
aje-
Padlófútésnél: SI =f (", r~ h"f ; -;h) ; S2=f (", I~ hc ; -f h) a jelöléseket 1. a 10-33. ábrán
felfelé: Qfel="fclf}70=Cltö felf}5fcl
Wfm2•
(10-73)
A 10-32. ábra a f}fcs6=f(f}sle) görbéket tünteti fel, az I csotávolság szokásos 0',1 ... 0,5 m közötti értékeire. A 10-32. ábrát a 10-28. ábrával összehasonlítva látható, hogy a két számítási mód 0.10 ... 0,30 m csotávolságok esetén igen jól egyezo
384
SUGÁRZÓ 70
(.)
FUTÉSEK
s így
60
-G2~'
o_50
{}sfel = {}fcso
'§40 "-
~30
"fel lXofel
I
I
:rt
ln--G2 -+SI+S2 d:n; I
(10-76)
Ajelölések megegyeznek a (10-66) összefüggéseivel Így a már ismert {}s fel alapján minden hoközlési tényezo pontos értékkel kerül az összefüggésbe, s a különbözo Iesotávolságok alapján a csokígyó o külso falán szükséges homérséklet azonnal számít· ható. G2 értéke a (10-67) összefüggés szerint számítható; SI és S2 értékei a 10-31. ábrából adódnak. 6Ccs(J a csofalközepes túlhomérséklele; 6. le a mennyezet alsófelületének A padló konstrukció ja olyan sokféle lehet, hogy közepestúlhomérséklele (a helyiség eredohomérsékletéhez képest);1 csoelore számítási diagra· törvénysZCrúségeia homérsékletviszonyokra osztás(a 10-28. ábraadataival,dea sikbelihoáramIás alapjánszámItva) mokat készíteni felesleges, sot céltalan volna. Példa. Mennyezet- és padlófutésként kialakított födém. értékeket ad. 1:>0,30 esetén a lineáris hovezetés Méretezzük az aXbXh=4,5· 5,5·2,8 m élalapján végzett számítás meg nem engedheto hosszúságú helyiség futofödémét úgy, hogy a - bár a biztonság felé mutató - eltérést eredmépadlósík és a mennyezetsík azonos homennyiséget nyez. adjon le. A födém szerkezete a következo (10-34. ábra) : 10.4.2.3. Padlófutés Kündulásunk itt is a {}s fel közepes túlhomérséklet, amely a pótlandó Q hoáram ésa rendelkezésre álló Apa padló-futofelület nagyságából adódó qfel= AQ hoáramsuruség alapján a 10-18. ábrán pa közölt qfel=f({}sfel) görbébol adódik. Minthogy ez alkalommal gyakran nagy I csotávolság adódik, ezért a számítást célszeru a Rydberg-Huber-féle eljárásból kifejlesztett egyszeru számítási mód szerint végezni (10-33. ábra).
(10-74)
(10-75)
:Jerel
.
'// ~/// .1'/,,/// xreltiM aörel
". 02;::12
~ "'"/'r"
10-34. ábra. Mennyezet- és padlófútésként kialakitott födém homérséklet-eloszlásának számitása. Számpélda
muanyag padlóborítás : al = 0,0025 m; Al= 0,2 W/mK; könnyu betonlap : a2=0,025 m, A2= 1,00 W/mK; cementhabarcs: Cl3=0,02 m, A3=0,95 W/mK; szilánlsági szempontból szükséges vasbeton lemez: i=0,12 m, Ab= 1,515 W/mK; vakolat: avak=0,015 m; Avak=0,8 W/mK. A helyiség részére pótlandó ho Q=2500 W; a csokígyóval behálózható felület Apa= a' . b' = 18 m2• A mennyezet, ill. a padló hoáramsurusége
OtíA1
i
Oszig í Aszig
obi Ap 'Ovak
i A vak
xíe atjle 10-33. ábra. Padlófútés homérséklet-eloszlásának
számitása
'-' _1250_695 Qle-Qrel-18-'
W/2m.
Ezeknek az értékeknek a 10-16. ábra szerint a mennyezetsíkon {}sle= 11,22 oC túlhomérséklet és lXöle=6,21 W/m2K hoátadási tényezo; a 10-18. ábra szerint apadlósíkon {}s fel= 7,4 oC túlhomérsék·
SUGÁRZÓ
FUTOTESTEK
HOMÉRSÉKLET-MEGOSZLÁSA,
KÖZEPES HOMÉRSÉKLETE
385
let és lXöCel=9,38W/m2K hoátadási tényezo felel azaz a csofal homérséklete tC cso= 32,19+ 18= Cel="Cel1J,O; =50,19 oC, ami kedvezo érték. Az 1 fm csobol meg.Minthogy qle=qCel és qCel= otö Cel1Js nyerheto holeadás: Qle=lXöle1Jsle="le1J,O' tehát "Cel="le' azaz
1
1
qcso=2 .69,5·0,5=69,5
1 i-hpa avak -+-+-+1 hpa a3 a2+ -al . -+--+l1ö le Ab Avak lXöCel ~ A3 A2 Al Behelyettesítve a megfelelo értékeket:
1
1
0,1795+ O,l~;'~a 0,16020+ ~;15 Ebbol ~=0,074 m és hm=O,046 m, ill. "le="Cel= =4,75 W/m2K adódik. Ennek alapján a futocsövek tengelyeinek síkjában szükséges túlhomérséklet: q
.Jl.
69,5
'v,o=;e~4,75 =,
1463
oC .
A további számítások célja a csofal szükséges homérsékletének meghatározása.
,_ "Ie-
1
1 -55' 7
1 a o 1797 --+~ ' lXöle Avak
W /m 2K .
I _ 1 _-, 6 24 W / m 2K . "Cel1 1 3 a _ o 1601 1;---i ' lXöCel 1 Af A szimmetriasik közepes túlhomérséklete és a cso külso falának közepes túlhomérséklete közti viszonya (10-66) összefüggés szerint:
--+
-02-
1J,o _
11ccsö-In
10.4.2.4. Falfutés
A számítás módszertani szempontból újat nem tartalmaz. -Ha válaszfalban helyezzük el a csokígyót, akkor a 10.4.2.3. pontban tárgyalt példa szerint járhatunk el, azzal a könnyebbséggel, hogy a falszerkezet teljesen szimmetrikus. Elsosorban a külso falakban elhelyezett futotest méretezésével kell foglalkoznunk. Ez esetben a ho kifelé áramlásának megakadályozása az egyik focél. Az elore gyártott ún. szendvicspanelek e~t a feladatot a gyakorlat igényének megfeleloen teljesítik. Ez az igény arra vonatkozik, hogy a hoszükséglet az egyéb - foként radiátoros - futés szükségletét lehetoleg ne nagy mértékben haladja meg, hogy az olcsóbb beruházási költségu külso falfutés versenyképes legyen. A számításra vonatkozó összefüggések teljesen azonosak a 10.4.2.3. pontban bemutatott összefüggésekkel. A 10-35. ábrán szokásos panel metszete látható. A fal holeadó felületének 1Jsbeközepes túlhomérséklete a qbe= Jc ismert összefüggés alapján a 10-19. ábrából azonnal adódik, úgyszintén az lXöbe hoátadási tényezo is (itt Q a fal hoárama a helyiség felé, A C a fal futofelülete).
n
..- .- .
/
O 2-+ n/
/ --dn
WIm.
aj'
S1+S2
til
-2Ab -2·1,515 -O 319 "Cel+"le 4,75+4,"'~ , . Kísérletezzüok /=0,5 m csoosztással. Ekkor:
4042
O 2
n -G2
/
r=0,319 ·6,28=2,002;
SI=f( "~;
(a
L.A
~)
=f(0,169;
S2=f( "~~hp..; ~) 10-31 ábrából).
EzzeI11 =1J Ccso,O
•
In dn
=2,015;
0,092)=0,3;
=f(0,305; 0,148)~0,1
2,015+2,002+0,3+0,1 2,002
= 2,21J, o
csoklgyó beépítése a külsoCalpanelbe; bJ A-A metszet; "Id hMtbocsátásitényezo a csokígyó slkjátólkifelé;"kl hoátadási tényezo a kíiIS6 aj
oC,
1Jccsö=14,63 ·2,2=32,19
10-35. ábra. KüIsofal-fútés
oC,
falslkon
" )
386 ~ ~200 60 400 ~ ~.;."1080
SUGÁRZÓ FOTÉSEK
'" ·
100 20 40 120
qki=k(tbel-tklil)=1,56
140
·35=54,6
mig az adott szerkezetu 40 oC túlh6mérséklet rint):
panellal ez az érték bsbe= esetén (10-36. ábra sze.
qki=53,9 Az sebb gileg Az
W/m2,
anyagfelhasználás a panelfutés esetén, csak az ablakon át 1 fm hosszú csob61
W/m2• viszont lényegesen kevehisz a helyiség felé lényetávozó hot kell pótolni! nyerhet6 hasznos ho a
qcso=lqbe
Wim
(10-77)
összefüggés szerint alakul. Ez az érték pl. {}sbe= =30 oC túlh6mérséklet és 1=0,20 csoosztás esetén a 10-36. ábra szerint qcso=0,2. 306=61,2 WIm, de a Q hoveszteség lényegesen kisebb, azaz csak az ablakon át távozó hovel azonos. tJoshe
40
I
50
oC
fiO
10.4.3. Kis tehetetlenségu sugárzó futotest 10.4.3.1.
700
800 10-36. ábra. Kulsofal-futés
Felül hoszigetelt
sugárzóemyo
Hazánkban ma a 10-37. ábrán látható sugárzó. ernyot gyártják. Az erny6nek a futendo tér felé nézo oldalán a bs le közepes túlhomérséklet és a futocsövek küls6 felületén adódó .o f cso túlhomér· séklet között a
a 10-35. ábraszerintifalhöleadása(hl5áramstlrfisége) a fötötthelyiségfelé,qkl a külsokörnyezetfelé;eCe.1j a Ctítocsövek falánaktúlhomérséklete;e.be a falszerkezet belsosíkjánaktúlhomérséklete (a helyiség eredohomérsékletéhez képest);1 csoosztás ti be
Ezek és a fal konstrukciójának ismeretében már megszerkesztheto a 10-36. ábra. A számítások során az erosebb vasalással ellátott bels6 vasbeton réteg hovezetési tényezojét" A= 1,65 W/mK, a küls6 vasbeton rétegét A= 1,4 W/mK értékkel vettük figyelembe. A számbajövo 1 távolságoknál figyelembe kell vennünk, hogy a függoleges csövek aránylag keskeny falsávbim, oszlopban helyezkednek el. Egy panelen több 1cs60sztás is el6fordulhat. A diagrarnon feltüntettük a falszerkezeten kifelé áramló h6árammennyiséget megadó qki görbét is. Ez utóbbi görbébol arra az érdekes következtetésre jutunk, hogy a küls6 falban elhelyezett panelfutés tényleges hoszükséglete bsbe=4O oC falfelületi h6mérsékletig nem nagyobb, mint egy 41 cm vastag, tömör falú, 20 oC bels6 homérsékletu helyiségé, konvektív futés esetén. Az utóbbi esetben ugyanis a külso falon eltávozó hoáramsuruség:
A (1'+ cin) 2
.o fcso_
bsle összefüggés
l'+AcIn 2
áll fenn, ahol
A--
2
ml'(
--+-t hml'
12
nt hnö m)2
és
m=
11m.
10-37. ábra. Felül hoszigetelt sugárzóemyó
I
(j."
SUGÁRZÓ FUTOTESTEK
HOMÉRSÉKLET-MEGOSZLÁSA,
n=
Aegy+"fel 1/
., J JA'
összefüggéssei fejezheto ki. A ö a esonek a lemez által körülölelt íve, áltaIá
ban
2800
19
2600
18
2400
17
2200
1:. 16
2000
~15
E:
1800~
~14 12
1600
E
1400
.;::. .~
1200
~ IL Al"~ 1\ "ot\' 10 C ~ 11
160 150 140 130
120
o
-110
.!!
~100 90 80 60
201
~13
=2325 W/m2K I
70
2'
A (10-81) összefüggésben különös figyelmet érdemel a Aegy érték, amely a esofal és az azt borító lemez közötti hoáteresztést fejezi ki. Ez természetesen összetett folyamat, hiszen a eso és a lemez sok helyen közvetlenül érintkezik, több helyütt viszont légréteg van köztük. Nagysága az ernyo jóságának foka. Éppen ezért a gyártás minosége szerint értéke széles intervallumban változik. Az eddigi mérések, rövid ernyokön Aegy= 349... 1163 W/m2K(3OO... 1000 kcalfm2 hOC)értéket adtak. Amint a fiitotestek tervezésének és forgalomba hozatalának alapfeltétele, hogy ismerjük hoátbocsátási tényezojüket, úgy feltétlenül szükséges a Aegyismerete is, mivel ez az alkalmazott csövek számán kívül egymaga meghatározza az ernyo hoátviteli viszonyait. A 10-38. ábra az ernyok qlf fajlagos össz-holeadását (lefelé+ felfelé) és CXö If összesített hoátadási tényezojét tünteti fel a 1)sleközepes túlhomér-
:.c.
170
<....>
(10-81)
-I--.
f
./
~
-
1000 800
9
600
-"--16LO-L...1..J'80...l """"601".-1-8~0,......J...-10+-'O-L....J12~O....1.-t.+'40~ ,.9-s le,
oC'
Felül hoszigetelt sugárz6emyo qlf fajlagos összesholeadása (felfelé és lefelé), valamint a:öIf összesített (sugárzási és konvekci6s) hoátadási tényezoje; 1)slea sugárzóernyo lemezének közepes túlhomérséklete (a helyiség eredo h6mérsékletéhez képest)
T
180
A jelölések értelmezése a 10-37. ábrából látható. Az ernyot alkotó i=O,ool m vastagságú lemez hovezetési tényezojét általában Aj = 58,2 W/mK, az lXö le+ "fel értéket pedig a 10-21. és 10-22. ábra szerinti értékekkel vehetjük számításba. Az n tényezo az
387
KÖZEPES HOMÉRSÉKLETE
5080100
• 1160
580
348
140
180
220
260
300
""csó,
oC
10-39. ábra. Felül hoszigetelt sugárz6emyo
Azernyölemezének I'.Je közepes tú1hömérséklete a csökülsöfalaI'tcolS tú1hömérséklet6nek függvényében; Ae.,. egyenértékli höátercsztési tényezo készített ernyöre vonatkozik) (az'bra '1.' 'tméröj6.ötcsöszüból séklet függvényében. A 10-39. ábra a 1)sleértékét a 1)fcsö' azaz a eso külso fala tú1homérsékletének függvényében ábrázolja. Ebben a Aegy=348 ... 2325 W/m2K egyenértéku hoáteresztési tényezo görbéi paraméterként szerepelnek. A Aegy mérését célszeruen telített gozzel végezzük. A kondenzvíz mennyiségébol egyszeruen megállapítható a qlf fajlagos összes holeadás, majd ebbol a 10-38. ábráról leolvasott 1).Ietúlhomérséklet. Telített goz esetén (minthogy 1)fcsö=1)göJ, a 10-39. ábrában mind a 1)fcsö, mind pedig 1).le ismert lévén, az ordináta és az abszcissza metszéspontján átmeno Aegy konstans vonalon leolvasható a keresett érték. Feltétlenül kívánatos ennek az értéknek meghatározása és szállítás esetén szúrópróbaszeru ellenorzése. Míg a 10-38. ábra értékei függetlenek a esoszálak számától, addig a 10-39. ábra 1/2" átméroju, öt esoszálból készített ernyore vonatkozik. A (10-78), (10-79) és (10-80) összefüggés felhasználásával minden további nélkül készíthetünk hasonló diagramot hasonló szerkezetu más ernyokre is. Példa. ts le= 100°C homérsékletu, azaz 1).le= 80 oC közepes túlhomérsékletu ernyónöz milyen túlhomérsékletu hohordozó közeget kell vezetnünk, ha hat esoszálat alkalmazunk? A 10-38. ábrából:
10-38. ábra.
CXölf=CXöle+"fel= 12,8 W/m2K (11,0 kcalfm2h°C) és qlf= 1025 W/m2 (880 kcal/m2h).
388
SUGÁRZó
A (10-80) összefüggés szerint:
m=
12,8 0,001 . 58,2
1/
1'=0,146
14,84
11m;
m;
2
2-
ml' _ ..:.142,8:..:4-:-'_0',--146_=_ 1,083 2
és ml' th 2=0,7943. A (10-81) összefüggés szerint:
n=
II
583 0OOl.582~100;
,
,
nö = 100 . 0,0335 _ 1 68' 2 2 ,. nö
th 2=0,9329. A (10-79) összefüggés alapján:
A = 1,083 ( 0,7943 .0,9329 1 + 10014,84)
forró víz esetén goz esetén olaj esetén
162,5 oC, 180 oC, 300 oC.
Az ernyo közepes homérséklete a folyadék hohordozó szokásos .1t=4O oC hasznos homérsékletesése esetén :
m;
cm = 0,0335
FUTÉSEK
= 1,535.
A (10-78) összefüggés szerint: 1Jofcsö+1,535(0,146+0,0335) -1,396: 1Josle 0,146+1,535 ·0,0335 1JofCSÖ=1Jos le . 1,396= 111,7 oC; tfcso= 1Jof csö+ 20= 131,7 oC. Míg öt csoszál alkalmazásával tfcso= 140,5 oC homérséklet szükséges ts= 100 oC közepes homérséklet eléréséhez, addig hat szál esetén (ugyanazon Aegy mellett) elegendo tfcsö= 131,7 oc. Többek között ez a példa is azt a ma már több esetben bebizonyosodott tényt támasztja alá, hogy a sugárzóernyo-futés hoskorában kialakított gazdaságtalan ernyok helyett a modern elmélet birtokában korszeru ernyok gyártására kell áttérni. A teljes berendezés tervezése és kivitelezése tekintetében itt is minél magasabb felületi homérsékletu sugárzó futotestekre, ill. ernyokre kell törekednÜnk. Az ernyo megengedheto közepes homérsékletének megválasztására a hohordozó közeg tulajdonságai, elsosorban nyomása ad útmutatást. A 10-37. ábrán bemutatott ernyohöz gyakorlatilag alkalmazható legmagasabb belépési eloremeno homérsékletek:
forró vízre telített gozre olajra
ts= 100 oC, ts= 123 oC, ts= 183 oC.
Az adatokat a következo szempontok szerint állítottuk össze. A belépo forró' víz homérsékletét azért választottuk 162,5 OC-nak, mivel a homérséklet eléréséhez gyakorlatilag 180 oC-os telített gozre van szükség. Ezt az értéket vettük alapul a gé}zfutésu ernyokre. Olaj esetében még 300 oC homérsékleten felül is csak atmoszferikus nyomás szükséges az elgozölgés megakadályozására. Folyadék hó'hordozó esetén gondoskodni kell a csövek számának, átméro jének és az ernyo hosszának kello megválasztásával arról, hogy az áramlás turbulens legyen (esetünkben vízre Re= 10000, olajra Re= 30000). Ebben az esetben is a víz h{)hordozó és a csofal közötti homérséklet-különbség kb. 2... 2,5 oC, míg olaj esetén 6,2 oC. A benntartózkodók fejérol az ernyore vonatkozó megengedheto maximális besugárzási tényezot abból a meggondolásból számíthatjuk, hogy a fej által sugárzás útján leadandó fajlagos minimális Mmennyiség qkos=20 W/m2• Ebbol a feltételb51, valamint a korábbi ernyohomérsékletek beállítása esetén forró vízre 0,13, gozre 0,0923, olajra 0,046 qJkosbesugárzási tényezok adódnak. A koponyateto teljes holeadása tlev= 16 oC és qkos= 20 W 1m2 esetén: qko=qkos+a:(tko-tlev)
W/m2;
qko=20+4,15(32-16)=20+66,4=86,4
(10-82) W/m2•
Ezt az emberi test átlagos nagyságára átszámítva: QE=AEqko= 1,8·86,4=
156 W,
ahol AE az emberi test felülete, m2• Hozzáadva a verejtékelpárolgásból származó 28 W értéket, a teljes holeadás 16 oC belso homérséklet esetén : QE=156+28=184
W.
Ezt a homennyiséget az ember 16 oC-os térben kb. 25 oC átlagos felületu homérsékleten tudja leadni. Emellett az ember hoérzete kifejezetten jó. Itt újból utalunk arra, hogy a legtöbb szerzo szerint a közölt besugárzási tényezokhöz kb. 25... 30%-ka)
SUGÁRZó
FUTOTESTEK
HOMÉRSÉKLET-MEGOSZLÁSA,
magasabb ernyohomérséklet is megengedheto. Ennek oka ui. a leghidegebb napok igen kis évi közepes gyakorisága I
KÖZEPES HOMÉRSÉKLETE
389
táblázatokat közölnek. De emellett célszeru az eddigiek alapján ellenorzo számítást végezni, amelynek alapján a táblázat értékei valószerusíthetok. Valóságos ellenorzés csak mérés útján lehetséges.
10.4.3.2. Felül szigetelés nélküli sugárzóemyö A mennyezet síkja alatt elhelyezett ernyoket általában felso oldalukon szigeteléssei látják el. Néhánykivételes esetben, foleg provizorikus épületekben szóba jöhetnek mindkét oldalukon szigetelés nélküli ernyok. A méretezés elvi menetében nem jelent különbséget, hogy az ernyo szigetelt-e vagy sem.Ez esetben a legcélszerubb az ernyo elore felveendoközepes homérsékletébol kiindulni, sebbol meghatározni hlSleadását és a szükséges felület nagyságát. Az ernyo alsó és felso síkján mutatkozó közepes homérsékleteket jó közelítéssel azonosnak vehetjük fel. A közepes hömérsékletek birtokában a hoátadási tényezok a (10-28) és (10-29) összefüggés szerintszámíthatók.
10.4.3.3. Alumínium lamellás mennyezetek A lameUás fiítotestek beboríthatják a teljes mennyezetet, vagy annak csak egy részét, ill. sávjait képezzük ki futotestté. Lamellás fiítötestet szemléltet a 1u-4Q. ábra. A lameUás mennyezetelemekh61eadására a hohordozó közeg hómérsékleténekfüggvényében a gyártó cégek diagramokat vagy
10.4.4. lDfravörös sugárzó futés Az infravörös sugárzó futotestek homérséklete
Ts= 1100... 1300 K. Ezek hojük nagy részét sugárzással adják le, és csak elenyészo hányadát konvekció útján. A magas felületi homérsékletet villamos árammal vagy gázzal álIítjuk elo. Ez utóbbi alkalmazásakor, ha az égéstermék elvezetésérol zárt csatornarendszerben nem gondoskodunk, a helyiséget fokozottan kell szelloztetni. E futó'berendezés energiafogyasztása akkor alakul kedvezoen, ha a sugárzókat oly módon igyekszünk elhelyezni, hogy Ps-pa padlóra vonatkozó, besugárzási tényezojük az egység felé tartson. Altalában besugárzási tényezojük nagyságát a mennyezetnek a padlóra vonatkozó Pm-pa besugárzási tényezoje nagyságához viszonyít juk. Ps_pa=Pm_pa+L'fp:§1.
(10-83)
Ebbol rögtön látható, hogy a Ps-pa ott lehet igen kedvezo, ahol a Pm-pa is nagy. A Pm-pa számértéke 0,4 ... 0,8 közötti intervallumban mozog. Ez a futési mód elsosorban gyengén hoszigetelt helyiségek futésére alkalmas. Az energiamegtakarí1 tás villamos sugárzók esetén, jól hoszigetelt épületben, afiktiv hoszukséglethez viszonyítva átlagosan 10... 12%-ot, gyengén szigetelt épületben 20... 25%ot érhet el. Radiátoros futéshez képest így a két esetben a. megtakarítás 20 ... 22%, ill. 30... 35%. Gáz hó'hordozó esetén a fiktív hoszukséglethez képest megtakarítás nem mutatkozik, de a radiátoros futéshez képest jól hoszigetelt épületben mint6 '7 egy 8... 10%, ill. gyengén hoszigetelt épületben 15... 20% lehet. Itt azonban figyelembe kell ven1040. ábra. Vakolt, alumfnium lamellás sugárzó mennyezetfíítötest nünk, hogy gáz esetében a viszonyítási alap a gáz 1födém; 2 alumlnium fólia;3 a1umlnium lame11a; 4 fl1tllcs6; 5 ,ömbacél; teljes futoértéke, mivel a gáz a teremben ég el, és 6 expand4!t lemez;7 vakolat így nincs kazán- és csovezeték-vesztesége.
10.5. Szerkezeti megoldások 10.5.1. Betonrétegbe ágyazott cs6ldgyó A beton összetétele, ha a rétegben kizárólag csak a csokigyót helyezzük el, 4 sr. kis szemü kavics, 2 sr. folyami homok, 1 sr. portlandcement. Ha
teherbirási szempontból nagyobb szilárdságú beton szükséges, akkor ez a követelmény határozza. meg az összetételt. A betont a normálisnál hígabbra készítik, hogy a csovezetéket jól körülzárja. A réteg vastagságát az szabja meg, hogy a csövet
SUGÁRZó FUTÉSEK
390
mindkét oldalról legalább 1,5... 2 cm betonrétegnek kell fednie. A hoköz1és tekintetében ennél vastagabb fedésre csak akkor lehet szükség, ha kétirányú hoközlés megvalósítására törekszünk (pl. a födémben elhelyezett mennyezet- és padlófutés). A betonrétegbe ágyazott csokígyóval készülo sugárzófutés nehezen szabályozható. Ez a hátrányos tulajdonság elsosorban mennyezet- és padlófutés esetén mutatkozik, ahol a csotartó betonrétegen kívül további nagy hokapacitású rétegek helyezkednek el.
6
-5
lCHt3. ábra. Béléstestes födémre függesztett sugárzó mennyezetfútés
1 burkolat;
2 h6s8getelés; 3 béléstestes tcerhordó réteg; 4 függesztell betonréteg; 5 vakolat; 6 fiítocso
10.5.1.1. Mennyezetfütés Különbözo megoldásait lényegileg a mennyezet konstrukció ja és a betonréteg vastagsága határozza meg. Ez utóbbi a számítási módot is befolyásolja (1. a 10.4. pontot). A 10-41. ábra a beton teherhordÓ rétegébe beágyazott futocsorendszert szemléltet. Ha a hoszigetelést elhagyjuk, és a betonrétegre burkoló alátétet és burkolatot helyezünk, akkor kombinált menynyezet- és padlófutést kapunk. A 10-42. ábrán felül bordáZott vasbeton menynyezet látható. Ennek tehetetlensége kisebb, mint a 10-41. ábrán szemléltetett mennyezet-futotesté. A 10-43. ábra béléstestes födémre függesztett, betonrétegbe ágyazott sugárzó futotestet ábrázol. Ennek elonye a hofeszültségek csökkenésében' mutatkozik. _ c
1
8
'7
10-41. ábra. Teherhordó
1 burkolat;
5
'6 betonrétegbe nyezetfútés
épített sugárzó meny-
2 feltöltés; 3 hoszigetelés; 4 teherhordó betonréteg; 5 vakolat; 6 gömbvas; 7 fiítocso; 8 fémháló
1
A 10-41...10-43. ábrákon látható különféle mennyezet-fÜtotest konstrukciókon kívül több más megoldás is ismert. Ezek lényegüket illetoen a közölt szerkezetek valamelyikébol származtathatók. A csöveket a mennyezet szilárdsági számításakor hazánkban nem szabad figyelembe venni. Ezzel szemben a honek a futeni szándékozott helyiség irányába való terjedését elosegíto vasalást hotechnikai számításainkban figyelembe vesszük. 10.5.1.2. Padlófíítés Ha a cél kizárólag a padló feletti helyiség fütése, akkor a csokígyót tartó betonréteg alá ho- és nedvességszigetelo réteget helyezünk el. Ha a padló alatti helyiségbe áramló hovel szintén futünk, akkor az említett két szigeteloréteg elmaradhat. A beépített csövek a hohordozó közeg alacsony homérséklete következtében fajlagosan kis homennyiséget közölnek. Ha a hohordozó homérsékletét emeljük, a felületi homérséklet-elosz1ás lesz kedvezotlen. Ezt azzal sem lehet észrevehetoen enyhíteni, ha a csövek fölé hoszigetelo lemezt helyezünk el. A 10-44. ábrán padlófutés hagyományos megoldási módját láthatjuk. A padlófutést gazdaságosabbá teszi a födém már emlitett kétoldali kihasználása.
.J
I
.' .. : '-:e;" !.... 1 ..
~~
7
"6
(0-42. ábra. Felülbordás vasbeton mennyezetbe épitett sugár-
·
2 hoszigetelés; 3 feltöltés; 4 vasbeton mennyezet; 5 vakolat; 6 fiítöcsö; 7 gömbvas
I -.' ..', ~
I
I
iiÉr,3
,': - ' .. "
...••...•.....••...•..•.•.••..•...
"'
. ' "c--2
\]:~;;~~~U;;:;;;;;;tj:~;;:;;1t I r-S 10-44. ábra. Padl6fútés
zó mennyezetfútés
1 burkolat;
I
1 padló;
2 betonréte!f; 3 hoszigetelés; 4 teherhordó réteg; 5 VakOIaI; 6f6tocsö
SZERKEZETI
391
MEGOLDÁSOK
10.5.1.3. Falfutés Megkülönböztetünk egy lakáson belüli, a lakások közötti válaszfalban, végül külséSfalban elhelyezett fa1ffítést. Alkalmazását gyakran akadályozzák a falak mentén elhelyezett bútorok (szekrények, ágyak stb.). A falak felséSszegélyeiben vagy sávjaiban elhelyezett ftitéStestek besugárzási tényezéSje a padlóra csekély, s így a padló átmelegitése, ill. besugárzása nem mindig kielégitéS. A beépített cséSvezeték a kétoldali holeadás következtében annál is inkább jó, mert a héShordozó közeg homérséklete nem annyira korlátozott, mint a mennyezetfiitésben. A külso falfutés jelentéSs elonye, hogy a helyiség felé csak annyi hot kell közölnünk, amennyi az ablakon át távozik. Ezért azonos héSmérsékletu hohordozó közeg alkalmazása esetén ezt lehet a legkisebb cséSmennyiséggel megvalósítani. Különösen elore gyártott függönyfalak esetében a hohordozó közeg belépési homérséklete 80 OC-igis emelheto. Ezzel szemben néSa hoszükséglet. Ezt megfeleloen szigetelt, ún. szendvicsfalak alkalmazásával mérsékelhetjük. A 10-45. ábra lakáson belüli vagy lakások közötti válaszfalban elhelyezett sugárzó ftitéStestet szemléltet.
A válaszfalak felso sávjában elhelyezett sugárzó futotestre példa a 10-46. ábra. E futotestek külön elore gyárthatók, és utólag emelik be és kapcsolják oket a felszálló cséSvezetékhez. E megoldás a beton futotest különleges elhelyezési módjának is tekintheto. A külso falpanelben eléSregyártással elhelyezett csofutéStest vázlatát, valamint a panel metszetét
a)
10-46. ábra. Válaszfalak
.
felso sávjában elhelyezett sugárzó fútólap
1 futotest; 2 felszállók
láthatjuk a 10-35. ábrán. Igen kedvezo, hogy a belso réteg vasalása nagymértékben elosegiti a homérséklet kedvezéSeloszlását. 10.5.1.4. CsoKígyó készítése és szerelése A cséSkígyókat általában 1/2", ritkábban 3/4" átméroju, varrat nélküli folytacél csoblSl elore gyártják. A menettávolság általában 15... 40 cm, 5 cm-es lépcséSzéssel. A gyártás eléStta csöveket átfúvással és áttekintéssei vizsgálják meg. A kígyórészeket hegesztéssei kapcsolják. Ehhez a feltágított csovégekbe helyezhetéS hegesztéSgyUfUthasználnak, de kapcsolhatók a csövek ún. hegesztéStokos eljárással is. A kész cséSkígyókon acélgolyót gördítenek át a csövek megfeleléSlejtésévei, ritkábban surített levego segítségével. A csokígyók kialakításakor a helyszíni viszonyokat és az egyszeru elhelyezési lehetéSségetkell figyelembe venni. Lehetoség szerint kerülni kell a menynyezetben az elágazó idomokat vagy keresztezéSdéseket. Néhány csokígyótípust a 10-47. ábra szemléltet.
b)
l0-4si ábra. Válaszfalba épitett sugárzó futés aj nézet; hj metszet
10-47. ábra. Beágyazott csokfgy6k kialakitási lehetoségei
392
SUGÁRZó
A bemutatott kivitelben az elágazások a felszállóvezetéken könnyen hozzáférheto helyen vannak. Különös gondot kell fordítani arra, hogy a kígyók síkja pontosan vízszintbe legyen, míg a kötéseket az áramlás irányában enyhe emelkedéssel kell fektetnünk. 10.5.1.5. CSo"kígyó beágyazása A betont a csokígyó beágyazására a vastóI kevéssé eltéro hotágulási együttható ja teszi alkalmassá. (A vas lineáris hotágulási együtthatójának közepes értéke 0 ... 100 oC között 1,15 .10-5 m/mK. A beton hovezetési tényezoje Ab= 1,15... 1,4 W/mK.) A két közeg jó együttmuködését elonyösen befolyásolja, hogya kisebb hotágulású vas homérséklete magasabb, mint a betoné, valamint hogya feszültség megoszlása folytonos, azaz hirtelen szakadás és változás nincs benne. A csokígyó helyszíni szerelésére elsosorban menynyezetfutés esetén van kialakult eljárás. A házgyári panelekbe a csokígyót a panelgyártás folyamán helyezik be. (Erre hazai technológiai utasítás még nincs.)
10.5.2 •.Kis tehetetIenségu sugárzófútés
FUTÉSEK
átméroju rézcsövet használnak. A tehetetlenség további csökkentése végett szükség esetén a nyers mennyezeten kovaföld lemezt, üvegfonal vagy egyéb ásványi szigeteloanyagbólkészült réteget helyez· nek e!,i A csokígyó. felszerelése elott a mennyezet nyers síkjára dróthálót (esetleg terpesztett lemezt) helyeznek, a csokígyó felszerelése és pontos be· állítása után a mennyezetet letisztítják és - ha nincs rajta szigeteloréteg - benedvesítik. A mész, cement és finom homok keverékébol álló, laza, borjúszor hozzáadásával készülo habarcsot há· rom rétegben, kb. 3 cm vastagságban viszik fel a mennyezetre. A második drótháló felszerelése után további, 5... 6 mm vastag, hasonló vakolatot visz· nek fel, majd mész- és gipszpépbol sirnítóvakolat felhordása következik. Ez utóbbiba gyakran juta· vásznat is tesznek (10-48. ábra). Vörösréz cso hasz· nálata esetén a vakolatot gipszes mészhabarccsal készítik mintegy 3 cm összvastagságban.
•.•...•...•..•. ' ....•..•... "."/2 :=./1 0 .e •..••....•.•......•.
..............•
~i
10-48. ábra. Vakolatba 1 beton;
10.5.2.1. Általános észrevételek Jellemzoje, hogy a csokígyót nem valamely határolófal tartozékát alkotó betonrétegbe, hanem ritkábban a vakolatba, általában a falon vagy mennyezeten kívül helyezik el. Ez utóbbiak sorába tartoznak a Iódém alatt kialakított, függesztett könnyuszerkezetu mennyezet-futotestek, amelyek vagy a teljes mennyezetet, vagy annak csak egy részét foglalják el. Ide sorolhatók továbbá a falszerkezeten kívüli futotestek, mint a sugárzóernyok, infravörös sugárzók, sot a beton futotestek is. Hazánkban e futotesteknek csak néhány típusát alkalmazzák, s igyekeznek a könnyebb szabályozhatóság feltételén kívül a gazdaságosságot is szem elott tartani. 10.5.2.2. Mennyezet-futotest vakolatba
ágyazott csoKígyóval
[Kis tehetetlenségén kívül elonye az utólagos beszerelés lehetosége. A csokígyóhoz Európában 3/8", és 1/2" acélcsövet, Amerikában 10 mm bels6
o
épített sugárzó mennyezetfútés
2 üreges tégla; 3 háló; 4 háromrétegií vakolat; vakolat jutavászonnaI; 6 ftítocs6
5 kétrétegú finom
10.5.2.3. Mennyezet-futotest függesztett, vakoláS&81ellátott, fémlemezes cso"kígyóval A futotest födémszerkezetre függesztett csó1dgyó· ból és a vele fémlemezek (lamellák) útján összeköt· tetésben álló vakolatrétegböl áll. A használatos megoldások egyrészt a cso és a lamella, másrészt a lamella és a vakolat közötti kapcsolat kialakításá· ban térnek el egymástóL A 10-49. ábrán a nálunk használatos megoldást láthatjuk. A megoldás célja, hogy a 3/4".1" méretu csövekben áramló hohordozó közeg hoje az alumínium lamelIák jó hovezetési tényezoje révén a vékony vakolatrétegen könnyen és egyenletesen elterjedve kedvezo homérséklet-eloszlást eredményezzen. ASTRAMAX futomennyezetben (10-50. ábra)a .. cso és az alumínium lamella között csúszó, míga lamella és a vakolatréteg között szilárd (tapadó) összeköttetés van. Különös gondot kell fordítani arra, hogy a csúsz6kapcsolat mégis fémes érint· kezést adjon. A homérsékletesés a hohordozó közeg
SZERKEZETI
393
MEGOLDÁSOK
";:·•• _·II·~·
.•. ·.·co
'0'1
/ ....-.....~~ 5 3 410-51. ábra. IBIS gipsztáblás
2
o
"',e:>'
\.. 1
sugárzó mennyezetfútés
1 hoszigetelés; 2 alumíllium lemez; .3 gípsztábla; 4 f6töcso; 5 függesztés
10-49. ábra. Vakolt, fémlemezes füg&esztett sugárzó menynyezet-futotest hazai kivitelei 1 csúszókapcsolat ; 2 tapadókapcsolat
és a lamella gyökvonala között 8... 12 oC lehet, értéke a cso és a lamella közötti érintkezo felület nagyságától, az érintkezés minoségétol és a lamella holeadásától függ. A 10-50. ábrán látható hullámos hoszigetelo réteg helyett egyéb szigetelés, pl. aluminium fólia is használható. Hasonló elven alapszik a 10-50. ábrán bemutatott, ún. Dériazrendszeru mennyezetfutés is. Sikeresnek bizonyult az elore gyártott alumínium lamellás gipsztáblák alkalmazása is. Ezzel megtakaritható a helyszíni szerelés egy részén kívül a vakolat helyszíni készítése, igy ez a megoldás utólagos beépítésre is alkalmas. A 10-51. ábra az ún. IBIStáblákat mutatja be. Ebben a cso és a lamella érintkezése csúszó, a lamelláé és a gipszé viszont tapadó. A gipszbe a hovezetési tényezo javítása végett fémforgácsot helyeznek, a tábla felso részét hoveszteségelleni szigeteloréteggellátják el. A nyers
mennyezet és a gipsztábla között kb. 8 cm szerelési magasság szükséges. A futoközeg maximális homérséklete ebben az esetben sem lehet magasabb, mint 700C. Ebbe a csoportba tartoznak a légfutésu sugárzó futotestek is. E megoldásban a mennyezet és az álmennyezet között elhelyezkedo meleg levego a hohordozó közeg. A levegot vagy központilag, vagy a mennyezet-közben elhelye~tt futocsövek útján melegitik. Elobbi esetben a levegot hozzá- és visszavezeto csatomahálózatról kell gondoskodni, ami a megoldást csak akkor teszi gazdaságossá, ha egyúttal a helyiség szellozését is el kelllátnLA 10-52. ábra a födém és az álmennyezet között elhelyezett futocsövekkel futött sugárzómennyezetet szemléltet. A helyiség feloli felületet gipsz- vagy alumínium táblákból alakitják ki. Ha szellozésrol is kell gondoskodni, a táblák közötti réseket, ill. a perforálás útján keletkezo lyukakat használjuk beömlo-keresztmetszetként.
1 2
6 10-52. ábra. Légfútésú sugárzó mennyezetfútés. futocsövek fútik
4 A levegot
1 burkolat; 2 beton; .3 hoszigetelés; 4 sugárzó gipsz- vagy aluuúníum tábla; 5 f6tocsö; 6 felfüggesztés
10.5.2.4. Fémfelületu sugánó fíítotestek
6
8
10-50. ábra. STRAMAX '!
1 burkolat;
7
'6
sugárzó mennyezet-futotest
2 beton; .3 h6sziaetdés; ., terpes.ztett lemez; uúmuml~;7va~;8f~~
5
vakolat; 6 alu-
A Frenger-rendszeTU jutómennyezetet alumínium táblákból álIítják össze úgy, hogy általában a teljes mennyezetet beboritják (10-53. ábra). A tábla másik oldalát ho- és hangszigetelo réteg fedi. Ily módon a futoközeg homérséklete csak oly értelemben korlátozott, hogy a táblán a közepes homérséklet ne legyen magasabb a fiziológiailag megengedheto-
394
SUGÁRZó FÜTÉSEK
~ +---+ •••. "1 ~\
5
r---+ 2
~~r~
10-53. ábra. Frenger-rendszeru fémfelületú sugárzó mennyezetfútés
1 alumínium
lemez
(kazetta):
2 hoszigetelés: 5 födém
3 fútc5csc5: 4 fúggeÚtés:
10-54. ábra. Hazai korszerú sugárzóernyo-típusok
nél. Az egyes táblák között (a esore meroleges irányban) 1,5 mm széles rést hagynak, amely jól I kihasználható pl. szellozolevego bevezetésére, ha a ~4000 mennyezetfelület és a táblák között levo mintegy 8 em magasságú zárt térbe levegot vezetnek be. .1 E levego elomelegítésére a táblákat tartó esövek és szükség esetén néhány szigetelés nélkül hagyott tábla használható. A fedélköz tisztítása, portalanitása végett a táblákat eltávolithatóan szerelik. A táblák részleges perforálása egyrészt a levegobeöm1okeresztmetszetet, másrészt a táblák hangszigetelo képességét növeli. A sugárzóernyok különbözo módon futött, általában nagy felületu, egy sikban elhelyezkedo futotestek. Az ernyo 0,75 ... 1,5 mm vastag acéllemezbol, ritkábban alumínium lemezbol készül, amelyet gozzel, forró vízzel vagy olajjal futött csövek melegítenek. Az ernyonek a nem futendo tér felé nézo oldala hoszigeteléssellátható el. A szigetelés alkalmazását és anyagát gazdaságossági szempontok határozzák meg. Szigetelés nélküli ernyo esetén ugyanis no a helyiség hovesztesége, de az ernyo nagyobb holeadása következtében a beépitett futofelület jelentosen csökken. I -- I -J I Az ernyot általában a mennyezettel párhuzamosan, a lehetoség által megszabott minél lejjebb fekvo sikban helyezik el. Hatás szempontjából a legkedvezobb az oldalfalon való elhelyezés, de tekintetbe jön a mennyezetre meroleges sik is a munkazóna felett. A 10-37. ábra a jelenleg gyártott ernyok vázlatát tünteti fel. Ennél helyesebben kialakított sugárzóern)'ok láthatók a 10-54. ábrán. Ujabban használatos, vonal- vagy suru ponthegesztésseI készült ernyok a 10-55. és 10-56. ábrán láthatók. Az elozot hazánkban, az utóbbit az NDK-ban gyártják. Sugárzóernyonek tekinthetjük azokat a keskeny sávfutotesteket is, amelyeket kommunális épületekben szorosan a mennyezetre felerositve alkalmaznak.
(
""
I
t\; .•... '" ""
I I~ ~
~
.•...
c:, ~
II
i!
~
10-55. ábra.
- -
Vonal- vagy ponthegesztéses ernyo
~-----
~ . r-.'-.~IIII
I Ir--
!~
Ili
~ ~ ~
-
hazai sugárzó-
3
1 2
At, I 1.·
5
10-56. ábra. Vonal- vagy ponthegesztéses NDK gyártmány6 sugárz6ernyo a) alulnézet: b) metszet; 1 sugárzólemez; 2 csc5regiszter; 3 perem1emez; 4 hc5szisetelés;
5 felerc5sftc5lemez; 6 függesztc5
SZERKEZETI
395
MEGOLDÁSOK
10.5.2.5. Infravörössugárzófutotestek
10.5.2.6. Betonfutotest
700... 1000 oC felületi homérsék1ette1 muködo, s zömében 2,2... 3 [lomhullámhosszúságú sugarakat emittáló futotestek. A felületet gáztüzelésseL vagy villamos úton hevítik. E futotesteknek, valamint az ezekkel készített berendezéseknek nagy elonyük a kis beruházási költség, a gyors üzembe helyezés lehetosége, a kis tehetetlenség, az egyszeru szabályozási lehetoség (az egyes futotestek ki- és bekapcsolásával). Villamos futés esetén a nagy üzemköltség, gázfutés esetén a balesetveszély gátolja elterjedésüket.
Elvi és gyakorlati szempontból egyaránt sugárzó futotest. Mindkét oldala a futendo helyiségben adja le hojét. Megjegyzendo azonban, hogy többféle elhelyezésben és hosszúságban is szerelheto, s lényegileg úgy tekintendo, mint a falszerkezeten kívül felszereit, betonrétegbe beágyazott sugárzó futotest. Ezen az alapon számítjuk teljesítményét és holeadó felületét is. (L. még a 63.3. fejezetet!)
10.6. A sugárzófútés csoöálózatának kialakítása . 10.6.1. Általános észrevételek
osztása· végett az egy-egy futotestbe helyezett csokígyó hossza ne legyen nagyobb, mint 40 m. Ha ennél nagyobb volna, osszuk szét több egységre. A csohálózat kialakítására általában érvényesek A 10-57.és 10-58. ábra sugárzófutési rendszer a 8. és 9. fejezetben foglaltak. Kiegészítésre csak a egyik emeleti alaprajzát és függoleges csohálózat!határolószerkezetek betonrétegébe beágyazott futo- nak egy részét mutatja be. A kazánházi vezetékrendtestek csovezetékének kialakításához van szükség. szert külön ábra tartalmazza. Több futocsokígyó-egység esetén helyes a futotesteket a 3a és 3b fel-, ill. leszállókhoz külön-külön kapcsolni. Elágazások kialakítását abetonrétegben 10.6.2. Mennyezet- és válaszfalfiítés lehetoleg kerülni kell. csovezeték-rendszere A keringtetoszivattyút az eloremeno vezetékbe helyezzük, e megoldás esetén teljes kazánbiztosíHa a legfelso szint felett padlástér helyezkedik el, tást lehet megvalósitani, s a nyomás eloszlása köakkor a rendszer visszatéro vezetékét célszeru ott . vetkeztében a biztonsági felszállót nem szükséges a elhelyezni. A rendelkezésre álló nyomás helyes' el- tágulási tartály fölé vezetni (10-59. ábra). A hohor-
1
11--;--' --:-1 .--(ff)I @>
II
--'"
r,1 IILJ _J
!
.~I
----~--:..-..:-~
J
16-57. ábra. Határolószerkezetekbe beágyazott sugárzófútés alaprajza
396
SUGÁRZó
1
2
FUTÉSEK
Ja
L
:lb
~n------lh-------B-------------~
10-58. ábra.
Határolószerkezetekbe
beépített sugárzófutés függoleges csoterve
BE biztonsági eloremeno vezeték; B V biztonsági visszatéro vezeték: T tágulási tartály;
L légtelení-
toedény
N
h)
o
-8ÉTÍeV--
~I IIr--.-."II I, I
II
til )1
~-------;--------
1
I
•
i 1,,
I I
ö.~---, I
T N
:
1-_ ....
1
l
.1 :
t---4 ,I
I
I
1
:
II '1
L
A
II
+
I
L------yz a) 10-59. ábra. Sugárzó futés kazánházi
kapcsolása
aj kapcsoláaí séma; b nYQmásdialP"am:A biztonsá8i é!oremen6 vezeték \lekötési pontja: O biztonsági visszatéro vezeték bekötésí pontja: Y, keveredésí pont: Y2 szétválásí pont: Sz szivattyú: S szív6csonk; N DYom6csonk; K küls6 hoérzék:e1o: T
eloremeno vfzhomérséklet érzékelo: R szabályozó:
SZk
háromjáratú keveroszelep
A SUGÁRZÓFUTÉS
CSOHÁLÓZATÁNAK
dozó közeg szükséges mértéku keverése az Y2- Y1 pontokban uralkodó nyomáskülönbség folytán lehetséges. (Az ábrán a futoviz homérsékletének a külso homérséklet szerint vezérelt önmuködo szabályozása is látható.) A nyomásdiagrambóllátható, hogy az O-A közötti szakaszt úgy kell méretezni,- hogy azon a nyomásesés a bojler vezetékrendszerében fejlodo gravitációs nyomásnak feleljen meg. (Megjegyzendo, hogy ma már készülnek olyan kis méretu és teljesítményszükségletu [50 Walatti] szivattyúk, amelyek a bojler vezetékrendszerébe is beköthetok.) Ha az épületnek nincsen padlása, akkor a visszatéro vezetéket az eloremenovel együttesen az alagsori mennyezet alatt szerelik. A csokígyó bekötését a felszállóba ebben az esetben a 10-60. ábra, a felszálló és a legfelso futokígyó légtelenítését a 10-61. ábra mutatja. Megjegyezzük, hogy még mindig terveznek és kiviteleznek olyan csovezeték -rendszert, amelyben a keringtetoszivattyút a visszatéro vezetékben, ill. a visszatéro gyujtoben helyezik el. Azzal a csekély elonnyelszemben, hogy a szivattyú alacsonyabb homérsékletu csoszakaszban helyezkedik el, vagy az a hátrány áll, hogy nem tudunk teljes kazánbiztosítást adni, s a biztonsági eloremeno vezetéken a szivattyú nyomómagasságával azonos magasságú hurkot kell kialakítani (ami sokszor padlástér híján csak nehezen valósítható meg), vagy pedig az a hátránya, hogy rendszerünk legnagyobb részében kisebb nyomás áll be, mint amit a tágulási tartály viznívója nyugalmi állapotban meghatároz. Ez gyakran légtelenítési zavarokat okozhat. A sugárzófutést gyakran kell konvektív futotestekkel (radiátorral, konvektorral stb.) felszerelt
KIALAKíTÁSA
397
2
10-61. ábra. Felszállóvezeték és legfelso futöcsokígyó telenítése alsó elosztású rendszerben
lég-
1 eloremeno vezeték; 2 fútöcsoklgyó; 3 légtelenítoedény; -4 légtelenítovezeték tágulási tartályhoz; 5 visszatéro Icszállóvezeték
futési csohálózattal kombináltan alkalmazni. Minthogy gyakran a futés1tez melegviz-termelo berendezés is tartozik, így általában három különbözo homérsékletu eloremeno vízre van szükség. Bonyolíthatja a helyzetet még az is, hogy magát a központi futési csorendszert is az épület égtáji fekvése szerint meg kell osztanunk, és különbözo homérsékletu futovízzel kell üzemeltetnünk. A vázolt öszszetett feladatot az egyes rendszerekbe szerelendo külön-külön szivattyúval oldhatjuk meg (10-62. ábra). Ez esetben mindegyik rendszerben a mindenkor szükséges homérsékletu futovizet keveréssei állíthatjuk elo. Kivétel lehet a bojler áramköre, azt gravitációsan is üzemeltethetjük.
10.6.3. Külso falpanel csovezetékrendszere
10-60. ábra. Fútocsokígyó
csatlakozása szerben
alsó elosztású rend-
Lényegesen változik a csohálózat kialakítása külso falban elhelyezett csokígyó esetén. Itt a felszállócsövet alakítjuk ki csokígyóvá (1. a 10-35. ábrát). A légtelenítés a csokígyó valamely felso pontján elhelyezett légtelenítoszeleppel lehetséges. Az alapvezeték és a kazánházi elrendezés az általános elveknek, ill. a 10-59. és 10-62. ábrának felel meg. E megoldás esetén a többfajta panel gyártásából adódó nehézségek elkerülése végett a belso térben elhelyezkedo helyiségeket kívül fekvo felszállóvezetékkel vagy az eloremeno és visszatéro vezetékek közé bepattintott sugárzó lemezzel futhetjük. E felszállókat célszeru külön alapvezetékre kapcsolni, mert a belso térben elhelyezkedo helyiségek hovesz-
SUGÁRZó
398
BEI
FÜTÉSEK
~ I
ll!
'-HI
.•
K
-
I
I
é 10-62. ábra. Konvekciós
és sugárzó fútötestekkel
felszerelt szivattyús melegvíz-futés
K konvekciós rendszer; S sugárzó rendszer
tesége szinte teljesen független a külso homérséklettol, s igy e futotestek futovizének homérséklete nem szabályozható a külso homérséklet függvényében.
10.6.4. Kis tehetetlenségií sugárzófütés csovezeték-rendszere
A vakolatba ágyazott csokígyók csovezetékének kialakitása megfelel a betonrétegbe beágyazott mennyezetfutés csovezeték-hálózatáénak. A vakolt fémlemezes, ill. fémfelülelu kazettás sugárzófutés csorendszerénél lényegbevágó feladat,
hogy a kazettákat tartó csovezetéket a kazetták méretemek megfelelo távolságban, a mennyezet alsó sikja alatt pontosan vizszintesen szereljék. Az elosztó csó'hálózat szerelésére az általános szerelési elvek mérvadók. E futotestek akár teli mennyezetfutésként, akár sávos mennyezetfutésként kialakíthatók. Sugárzóernyos futés csohálózata akár viz-, akár gozfutési hálózat lehet. Lakóépületben szinte kizárólag vizfutés, kommunális épületekben egyes esetekben (iskolákban) a vizfutés mellett gozfutés is szóba jöhet. Ipari csarnokokban elterjedoben van az olaj hohordozóval muködo csorendszer is. A csovezeték szerelésére a megfelelo futési fejezetben elmondottak érvényesek.
10.7. IRODALOM
[1] Makszimov. G. A.: Otoplenije i ventiljacija. 3. izd. Moszkva, Viszsaja skola, 1968. [2] Kamenyev. P. N.: Otoplenije i ventiljacija. 3. izd. Moszkva, Sztrojizdat, 1966. [3] Rydberg-Huber: Viirmeavgivning ecin rör i betong eller mark. Stockholm, För!angs AB. VVS, 1955.
[4] Kol/mar-Liese: Die Strahlungsheizung. München, R Oldenbourg, 1957. [5] Missenard. F. A.: Le Chauffage et le Rafraichissemenl par Rayonnement. Paris, Éditions Eyrolles, 1959. [6] EJsner-Kraft: Lehrbuch der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik. Bd. 1. Heizungstechnik. Dresden, Verlag Theodor Steinkopff, 1969.
11. Távfutések Szerzo: HOMONNAY GYÖRGYNÉ DR. Lektor: Dr. Dócs János
11.1. Általános áttekintés 11.1.1. A távfíítés elonyei és alkalmazási korlátai A távfutés elterjedését és nagy iramú fejlodését a fogyasztói érdekek, valamint energiagazdálkodási szempontok indokolják. Elonyök a fogyasztók részére: - a mindig kello homérsékletszinten rendelkezésreálló hoenergia; - a városok levegojének füst- és korommentesítése; - a tuzveszély csökkentése; - a városrendezés esztétikájának elosegítése; - a kazánházak és tüzelotároló helyiségek számára fenntartott hely felszabadulása; - a tüzelésre és tüzeloszállitásra fordított ido megtakaritása. Mintegy 20 évvel ezelott ezek a fogyasztói szempontok együttjártak a kapcsolt ho- és villamosenergia-termelésbol származó energiagazdálkodási elonyökkel: a hoszolgáltató eromu beruházási költsége általában kisebb volt, mint a vele azonos teljesítményu kondenzációs eromu ("hiányeromu") és az ugyancsak azonos hotermelésu futomu beruházási költsége; - mig a kondenzációs körfolyamat fajlagos hofogyasztása 4,7 ... 3,5-szeres volt (4000... 3000 kcalf kWh fajlagos hofelhasználás), addig az ellennyomásúécsak kb. másfélszeres (1200 kcal/kWh). Tehát a futési és használati melegviz-fogyasztók mint "hasznos kondenzátorok" igen elonyösen befolyásoltáka fajlagos hofogyasztást; - további különbség mutatkozott az eromu és futomu kazánhatásfokában. Az elobbiekben ez az érték mintegy 80%, az utóbbiban 65 ... 70%. Ez a haszona fajlagos hofogyasztásokból eredo különbségentúlmenoen mutatkozott; - a kondenzációs eromu és futomu együttes kezelésiköltsége nagyobb volt, mint egy hoszolgáltató eromué[1], [2], [3], [4], [5},[6], [7], [8]. Mindezen szempontokat napjaink rohamos fejlo-
dése, az energiahordozó-struktúra úgyszólván teljes átalakulása, a gyors urbanizáció, a bolygóvárosok, lakótelepek elszaporodása igen érdekesen, két irányban változtatta meg: - a fogyasztói érdekek újabban egyre sürgetobb szükségszeruséggel jelentkeznek és további szempontokkal bovülnek: ma már mind a szocialista, mind a tokés országokban elsorendu feladat a lakások kényelmi szinvonalának emelése; e tekintetben nem vitathatók a központi hoellátás elonyei; - az új, korszeru építési módok és technológiák nem teszik lehetové szakaszos futésre alkalmas egyedi, helyiségenkénti berendezések alkalmazását; - egyedi készülékek esetén szinte lehetetlen a megfelelo szintu, minoségu és megfeleloen gyors javitó-karbantartó szervizhálózat kiépítése és fenntartása; - a nagyvárosok forgalma egyrészt nagymértékben neheziti a tüzeloanyag-szállitást, másrészt a jármuvek kipufogó gázai olyan mértékben szenynyezik a városok levegojét, hogya smog és a smoghoz hasonló jelenségek az egyedi futések füstgázaival együtt szinte elviselhetetlenné válnak. A korszeru városképhez tartoznak a toronyházak, amelyek egyedi futés esetén igen magas kémények építését tették szükségessé; - lakóhelyeink kialakitását egyre inkább az urbanizációs folyamatok meggyorsítása jellemzi. Az urbanizáció lényege a városias életmód megteremtése, a városias jelleget pedig csak az infrastruktúra és ezen belül a közmuvek mind szélesebb elterjesztésével lehet megvalósítani. A közmuvesítéssel együtt a központos hoellátás elonyös és a fejlesztésseljól összehangolható. A fogyasztói szempontok ily módon elotérbe kerültek, sürgetové váltak, és emellett a technikai fejlodés, az energiahordozó-struktúra átalakulása az energiagazdálkodási szempontokat szinte teljesen megváltoztatta. Napjainkban a szilárd tüzeloanyagok alkalmazásának rovására fokozódik a szénhidrogének, az olaj és földgáz felhasználása. Ezért egyre inkább elterjednek a kommunális célok-
400
TÁVFUTÉSEK
ra és kisebb ipartelepek, mezogazdasági létesítmények hoellátására alkalmas, viszonylag olcsó, készre szerelve szállítható, automatizált kazánok, amelyek a saját hotermelést vonzóvá teszik. Más oldalról a kondenzációs energiafejlesztés a gozparaméterek és az eromuvi blokkok egység-teljesítoképességének növekedése irányában fejlodött, és itt is eloretört az olaj- és a fóldgázfelhasználás. Mindezekkel számottevoen csökkent a fajlagos hofogyasztás [9], [10], {ll], [12], [13], [14], [15], az eromuvek személyzeti és egyéb költsége. Az egyre kisebb fajlagos hofogyasztáshoz vezetett az elmondottakon túlmenoen a regeneratív tápvíz-elomelegítés, a felso homérséklethatár emelése, a közbenso (esetleg többszörös) újrahevítés, a kombinált kötfolyamatok alkalmazására való törekvés. A korábbihoz képest 2,5 ... 2,6-szeresre (2200... 2300 kcal/ kWh-ra) csökkent a kondenzációs eromu fajlagos mutatója, míg a hoszolgáltató eromué másfélszeres (1200 kcaljkWh) maradt. Mindezek megvalósításával megváltozott az eromu és a futomu emlitett beruházási költség viszonya, átalakult a fajlagos hofelhasználás és a kazánhatásfok között mutatkozó korábbi különbség, valamint a személyzeti, kezelési költség is. Ezekhez a szempontokhoz járul még az a tény is, hogy a kisebb futomuvek könnyebben, jobban szabályozhatók, mint a nagy teljesítményu hoszolgáltató eromuvek. Ezért azután amennyire nem vitatható a magas kényelmi színvonalú, higiénikus, folyamatos futés szükségessége, annyira eItérok a vélemények a hotermelés, hoforrások, energiaellátás és -elosztás terén, ez az útkeresés az oka a kialakult és kialakuló megoldási változatok nagy számának. A távhoellátó rendszerek létesítésekor mindenesetre elsosorban mérlegelendo szempont az együttesen jelentkezo teljesítményigény és a hosuruség.
11.1.2. A távfútések csoportosítása Rendeltetés szerint:
- kommunális jellegu távfutések; - ipari célú távfutések. Hohordozó szerint: - forróvíz-távfutések; - nagynyomású goz távfutések. A hónordozó szerinti megkülönböztetésen belül homérséklet- és nyomásszint szempontjából osztályozzuk a közegeket. A víz hohordozó elnevezése [16]: - meleg víz, ha az eloremeno víz maximális homérséklete 110 oC vagy annál alacsonyabb:
- forró víz, ha az eloremeno víz homérséklete 110 °C-nál magasabb. A goz hohordozó elnevezése: - kisnyomású goz 7· lOS Pa (~7 ata) nyomásig; - középnyomású goz 7 ·IOS ... 25 .105 Pa (~7 ... 15 ata) nyomás között; - nagynyomású goz ~ . lOS Pa (~25 ata) nyomás felett. Megjegyezzük, hogy az épületgépészeti gyakorlatban a kisnyomású goz elnevezést 1,5· lOS Pa (~1,5 ata) nyomásig használjuk. így a távhoszolgáltató és az épület központi futési rendszereknek együttes méretezésekor ezt a két kérdést minden esetben tisztázni kell. Az energiahordozó szállítása szempontjából távfutésnek minosül a gáz-, olaj- és villamos futés is. Gáz és olaj esetében kémiai energia formájában, villamos futésnél elektromos energia formájában szállítják az energiát. Természetesen attól függoen, hogy ezt az energiát hol alakítjuk át hové (tömbösített vagy központi kazánházban, vagy esetleg csak a felhasználás helyén) beszélhetünk távfuto, központi, ill. egyedi futoberendezésekrol (1. a 7. fejezetet). A legelterjedtebb a teljesítmény szerinti osztályozás: -csoportfutés 500.. .1000 kW (~0,5 ... 1,O Gcal/h); - tömbfutés 1000 20 000 kW ( ~ 1... 20 Gcalfh); - távfutés 20000 500 000 kW (~20 ... 500 Gcaljh). - városrész- vagy városfutés e teljesítményhatár . felett. így a terminológia túlbonyolitása vagy eroltetett osztályozási rendszerek alkalmazása nélkül is teljes képet kaphatunk ezekrol, a korunkban egyre na· gyobb tért hódító megoldásokról. (Villamos futésekkel csak a 7. fejezet foglalkozik, a villamos hálózat nem tartozik a kézikönyv témakörébe.) Az ipari hoszolgáltatás jellege eltéro a kommunális, városi távfutéstol. A városi, kommunális ellátás viszonylag jól tervezheto, szervesen egymás mellé illeszkedo, folyamatosan fejlodo, egymáshoz hasonló, egy helyrol jól ellátható egységekbol áll. Az ipari hoszolgáltatás esetében a koncentráció lehetosége kisebb, a terület korlátozottabb, és az egymástól lényegesen eltéro technológiai igények vannak túl· súlyban. A kihasználási óraszám és a teljesítmény szempontjából általában az ilyen ipari hoszolgáltató eromCiveklehetoségei kedvezobbek, fejl6désük azonban azokhoz a vállalatokhoz kötött, amelyeket kiszolgálnak, és így általában nem mennek keresztül a lassú, lépcsozetes fejlodés több, közbens5 szakaszán, hacsak nem alakul ki olyan kedvezéSvéletlen, hogy egy-egy fejlodo ipari területet látnak el.
ÁLTALÁNOS
11.1.3. A távfútések részei Hotermelo központok. Hoszállító (energiaszállító ) vezetékhálózat : - a hotermelotol a fogyasztóterületig távvezeték;
- a fogyasztóterületen belül elosztóvezeték ; - a fogyasztói helyek csatlakozása az elosztóvezetékhez: csatlakozóvezeték. Nagyobb rendszerekben a távhálózaton érkezo hát az elosztóhálózat gerincvezetékeire a hoelosztó
ÁTTEKINTÉS
401
központok (alállomások, szivattyúállomások) osztják szét. Ezek általában a távfutés üzemi központjai is, és fontos szerepük van a h5elosztás, -szabályozás, nyomásviszonyok beállítása és az üzemi felügyelet terén. Fogyasztóberendezések, amelyek a hoátvezeto állomásokra (fogyasztói hoközpontra) csatlakoznak. A hoátvevo állomásokon a hot az épületen vagy ipari üzemen belüli felhasználás céljainak megfeleloen átalakitják. Fogyasztók: az épületen belül a futés, szellozés, használati melegviz-elIátás holeadó berendezései és a különféle ipari fogyasztók.
11.2. Hotermelés A hotermelés lehetséges:
- villamosenergia-szolgáltatással egybekötve (futoeromuvekvagy hoszolgáltató eromuvek) ; - kizárólagos hotermelés (futomuvek, tömbkazántelepek).
11.2.1. Hotermelés viDamosenergia-szolgáltatással egybekötve 11.2.1.1. Általános kérdések Kommunális hoellátás céljára úgyszólván kizárólagforró vizet, mig ipari hoszolgáltatásra általában goztalkalmazunk. A/orró víznek számos elonye van a nagynyomású g()u.elszemben. Az eromfiben : - nagyobb a fajlagos villamosenergia-termelés, mintgoz alkalmazásakor. Forróvii-termelés esetén ugyanisaz expanzió végnyomását kizárólag a viz h6mérsékleteszabja meg, goztermeléskor viszont m6gszámítani kell az utolsó fogyasztóig bekövetkez6nyomásesésre; - a forró viz hlSszállítási körzete és a forróvizbüózatokbovithetosége lényegesen nagyobb, mint a g6zhálózatoké. A forróviz-hálózatokba késobb új serkentoszivattyúk helyezhetlSk, ill. a központi mvattyúk nyomáshatára növelheto, mig gozhálóratoknála nyomásesés határt szab a vezetékek megIaosszabbitásának ; - központi minlSségi szabályozás lehetséges. A forró viz homérséklet-szabályozási lehetosége az dmiiben igen kedvezo, mert melegebb külso idlSbena turbinákban a gozt kisebb nyomásig expand6ltatbatjuk.
A hálózatban: - kisebb a vezeték összes évi hlSvesztesége; - fOITÓviz-vezetékkel lényegesen egyszerubben lehet alkalmazkodni a terepviszonyokhoz, mint a nagynyomású gozvezetékkel ; - nincs szükség a nagynyomású gozvezetékekben alkalmazandó viztelenitokre, kondenzedényekre, nyomáscsökkentlSkre, amelyek meglehetosen nagy beruházási költséggel járnak és igen sok karbantartást igényelnek; irodalmi és hazai tapasztalatok egybevetése alapján megállapitható, hogy csupán a vezetéken a forróviz-távfutés a nagynyomású glSzfútéshez képest, azonos hoszállítás esetén mintegy 7 12% beruházási, 10... 15% üzemeltetési és 30 50% karbantartási költség megtakarltást jelent; - a forróviz-hálózat üzeme rugalmasabb, üzemben tartásához kevesebb kezellSszemélyzet szükséges. A fogyasztóknál: - lehetséges a minlSségiszabályozás; - a fogyasztók közvetlenül és viszonylag egyszeruen kapcsolhatók a távhálózatra. A nagynyomású goznek is lehetnek egyes esetekben ellSnyeia forró vízzel szemben. A hálózat szempontjából: - a hlSszállító közeg szállításához nincs szükség külön energiára (ez csak látszólagos elonye, mert a turbinában eleve kisebb az energiatermelés, és a kondenzátumot általában itt is szivattyúval kell az eromfibe visszajuttatni) ; - kisebb a vezetékhálózat súlya (~oanyagszükséglet), mint a forróviz-hálózatokban; - a vezetékjavitási munkák könnyebben elvé~ezhetok, mint a forróviz-hálózatokon. A fogyasztóknál : - bármilyen hohordozó közeg ellSállítható a
TÁVFuTÉSEK
nagynyomású géSzbéSl (ez az az alapvetéStény, amiért a forró viz nem tudja a nagynyomású géSzalkalmazását kiszoritani); - a rendszer héStehetetlensége kisebb, felffitése gyorsabb, mint a forró vizes rendszeré. 11.2.1.2. HoszoIgáltatás 11.2.1.U.
2 fitoeromiíbéH
3
Forróviz..szoIgáta.
Korábban épült, géSzkörfolyamatú hazai fiitoeréSmiiveinkben kétféle rendszert alkalmaztak: az elvételes-kondenzációs turbinákat (11-1. ábra) és a változó ellennyomású, ún. magyar fiitéSturbinákat (ll-2. ábra) [7], [9], [17]. Az elvételes-kondenzációs turbinák elterjedését eléSsegitette, hogy távfutés szempontjából üzemük eléggé rugalmas. Hátrány viszont, hogy a kondenzációs energiatermelésnek igen nagy a fojtási vesztesége. E veszteség és az eddigi viszonylag kis egység-teljesítoképesség miatt ezen gépeknél a kondenzációs energiatermelés egyre kevésbé volt versenyképes a növekvéS egység-teljesftéSképességii és lényegesen jobb hatásfokú új kondenzációs eréSmiive~kel. E hátrányok kiküszöbölésére való törekvés vezetett a változó ellennyomású futéSturbina kifejlesztéséhez és szélesebb körii elterjedéséhez. E turbinatipus a fiitési héSszolgáltatással kapcsolt ellennyomású energiatermelés szempontjából ugyan kiváló, de a villamos teljesftéSképességerendkívül kedvezéStIen a rossz kihasználás és az eléggé kötött menetrend miatt. Nqha fiitési célokra hazánkban sok ilyen fiitliturbina létesült, s kötött menetrendjüknek feloldására eredményes törekvések tapasztalhatók, össz-teljesítéSképességük mégsem olyan mértékii,
6
11-1. ábra. Elvételes-kondenzációs turbina muködési vázlata 1 kazán; 2 túlhevito; J turbioaház (expanzió); 4 kondenzátor; 5 kondenzátumszivattyú; /) közbenso tartály; 7 tápszivattyú; 8 forróvlzterme16 h6caorél6; 9 távf6téa visszatéro vezetéke; 10 távf6téa eloremeno vezetéke; friu I6z nyomása
hu:
1
r1---
7 11-2. ábra.
Változó
ellennyomású vázlata
fútöturbina
muködési
1 kazántóI (goz); 2 elvételi IÓz; J eI1ennyomású goz; 4 távftítéa e16remeocl vezetéke; 5 forróviztermelo hllcserélok; /) csúcshocseréló; 7 távf6tés téro vezetéke; 8 kazánhoz (kondenz)
va-
hogy az a villamosenergia-ipart a távfiités fejlesztésében érdekeltté tenné. E turbinák üzemviszonyainak megjavítására vozették be hazai eréSmuveinkbenaz elmúlt idéSszakban a villamos csúcsrajáratást. Ennek egyik fo céljaa fiitéSeréSmiivekversenyképesebb és gazdaságosabb üzemeltetése, a másik pedig az, hogy a kommunális ellátottság fejléSdésekövetkeztében megnövekedett a nappali és az éjszakai villamosenergiateljesitményigény közötti különbség, és egyre nagyobb gondot okoz a csúcsidei villamosenergia-fogyasztás. A kérdés megoldásához a meglevéSkapacitás kihasználásával a héSszolgáltató eréSmiivek villamos csúcsrajáratása nagymértékben hozzájárul. A héSszolgáltató eréSmii csúcsrajáratásán ol: eréSmuvi üzemmenetet értünk, amelynek során az eréSmu - a távhálózat és a fiitött létesítmény h6tároló kapacitásának felhasználásával - a villa csúcsfogyasztás idejében a lehetséges maximális lamos teljesítményt adja [18], [19], [20], [21], [22J;.1 A csúcsrajáratás módját, az eréSmiicsúcsrajáral üzemmenetét több tényezo befolyásolja : - a héSszolgáltató eréSmiibenalkalmazott tipusa; - a héSfogyasztásjellege (a távhéSszolgáltatás zárólag fiitésre vagy fiitésre és használati mele ellátásra is kiterjed). A 1l,.3. a) ábra a pozitiv csúcsra járatás téli .. mét szemlélteti. Ez megvalósítható elvételes nyomású turbinával. Az ellennyomású hazai eréSmiivekbenaz ún. magyar fiitéSturbinát atka zák, amelynek ellennyomása és megcsapolási mása a terhelés függvényében változik. Ilyen ben a fiitéSturbinát a külséShéSmérséklettéSlfü;
403
HÖTERMELÉS
Napi
áf/ag
8 10 12
14 16 18 2022 24-
Idó,h
o)
024
hj 11-3. ábra. Csúcsrajáratás aj
pozitiv villamos csúcsrajáratás;
bJ
negativ villamos csúcsrajáratás
nül a villamos terhelés csúcsidoszakában (kb. reggel6... 8, ill. este 18... 20 óra között) maximális terhelésseljáratják. Az ábrán a legkedvezobb üzemmenet látható, vagyis hogy a napi homennyiség hiányzó, csúcsidoszakon kivüli részét teljes egészébennappal táplálják a hálózatba. Ez az üzemmenet az együttmiiködo eromiirendszer szempontjából azérta legkedvezóbb, mert az összes villamos energiát a nappali idoszakban szolgáltatja az eromii. Ezenfelül lehetséges éjjeli csökkentett üzem alkalmazása, ill. olyan megoldás, amikor a csúcsidlSn kivüliterhelést egyenletesen osztják el. A csúcsrajáratás elonyeinek nyári kihasználási lehetoségéta használati melegvíz-ellátás mértéke és módjaszábja meg (1. még a 11.4. pontot). Negatív csúcsrajáratás. Elvételes-kondenzációs eromuesetében a forróvÍz-hálózatba jutó homenynyiséget a turbina szabályozott elvételeirol vagy szabályozatlan megcsapolásáról szolgáltatják. A csúcsrajáratás ebben az esetben úgy megy végbe, hogya villamos csúcsterhelés idoszakában a fiitési gozelvételt kikapcsolják, és a felszabaduló gozt a turbinakondenzációs terében expandáltatják. A villamosenergia-hálózat szempontjából a legkedvezobb üzemmódot a ll-3. bJ ábra szemlélteti, mert itt a csúcsidoben elvont homennyiség az éjszakai idoszakbankompenzálható, és mert éjjel minimális a villamosenergia-szolgáltatás. Amennyiben ez az üzemmóda használati melegvíz-ellátás vagy az éjszakaitúlfiités miatt nem valósítható meg, akkor a villamosenergia-hálózat és üzemvitel szempontjábólis kedvezo az a megoldás, ha a napi homennyilégeta villamos terhelés völgyidoszakában egyen1etesen szolgáltatják. ll-
Eromiiveinkbeo ellSfordul a kétféle turbinarendszer kombinációja is. Pl. fiitöturbinával fiitÜDk, de az eromfínek szabad kondenzációs turbinakapacitása is van. Ez esetben a villamos csúcsidoszakban a fiit6turbinát vagy leálHtjuk, vagy minimális terheléssel járat juk, és a fennmaradó g5zmennyiséget a kondenzációs rendszerben használjuk fel villamosenergia-termelésre. Ilyenkor a negativ csúcsrajáratás ismertetett üzemmódjaival azonos eredményt kapunk. Másrészt olyan kapcsolódás is lehetséges, hogy a fiitoturbina csak egy bizonyos felso hlSmérsékletszintig ad fiitési hlSt, azon felül csökkentett nyomású éles g5zzel fiitött hlScserélo lép üzembe. így a fiitoturbinával elérhetlS felso hlSmérsékletszint alatt pozitiv csúcsrajáratást, ezen hlSmérséklet és a méretezési küls5 homérséklethez tartozó eloremeno homérséklet között pedig negativ csúcsrajáratást alkalmazhatunk. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy egy bizonyos - a szabályozási görbébol adódó küls5 hlSmérséklet a határ két üzemmenet között (11-4. ábra). A csúcsrajáratás okozta periodikus üzem hatását az épületek h6tároló képessége egyenUti ki.
Meglevo fiitoeromiiveinkben a csúcsrajáratás bevezetése növelte a távfiités gazdaságosságát, ezért 2
uj
+-4
bj
t~ t~h
t~h
e)
t~h min.
04812162024 Ido, h
u...•.ábra. 1flit6turbina;
1rJ6,II
Kombinált
vi1Iamos csúcsrajáratás
aj kaPCaOI6ai vázlat
2 kondonzádós turbina; 3 C8~16; <4távftités viszszatér6 ..-t&o; 5 tivflitáfll6mDODÓ VeZOtéIdl bJ azalM1yozáai llÖrllO: ej 1izemmoDot
1,t1aPrtA
404
TÁVFOTÉSEK
ezt az elvet célszer1i új ftitoeromüvek épitésekor is figyelembe venni. Ezenfelül számós olyan szempont van, amelynek eleget kell tennünk új eromü létesítésekor. Ezek közül dönto az eromüépités egyik legegyöntetübben elfogadott általános irányzata: az egység-teljesítoképesség növelése [17]. Az egység-teljesitoképesség növelése ugyanis a fajlagos beruházási költségeket jelentosen csökkenti. Ugyancsak kedvezoen hat az egység-teljesitoképesség növelése az üzemvitel szinvonalára, az üzemeltetési, karbantartási és a személyzeti költségek, valamint a hatásfok alakulására. Rugalmas üzemu kondenzációs /utoturbina. Lényege,hogy - két, esetleg három kisnyomású, szabályozatlan megcsapolásból vett gozzel, változatlan goznyelés esetén is létrehozhatunk számottevo fütést - ha a nagynyomású elomelegitoket a fütés idoszakában kikapcsol juk - anélkül, hogy a fütés miatt a blokk névleges villamos teljesítoképessége csökkenne (ll-5. ábra); - a 11-6. ábra szerinti fütoturbina felépítésében alig tér el a szokásos kondenzációs turbináktól, mivel csupán akisnyomású átömlovezetékbe épitünk be goztorlasztót. A fütést ebben az esetben is a kisnyomású szabályozatlan megcsapolások biztositják a nagynyomású elomelegitok egyidejü kikapcsolásával. A fütés az elozo változathoz képest itt azzal fokozható, hogy a megcsapolási nyomások csökkenését a goztorlasztással megakadályozzuk, sot teljes torlasztással a fütés mértéke annyira növelheto, hogy a turbina szélso esetben már mint ellennyomású turbina üzemel [9] ;
6
2
11-6. ábra. Rugalmas
1-5 ua.,
üzemu kondenzációs
turbina
mint a lI-S. ábrán; 611oztorlasztó
- goztorlasztás miatt a közepes mértéku futéskor bekövetkezo fojtási veszteség csökkentheto, ha a turbina párhuzamos kisnyomású szakaszaiba külön-külön vezetheto a goz, s mindegyikhez a csat· lakozó gozvezetékbe goztorlasztót épitünk be. Az egyes megoldások alkalmazása a növekvo hoigények sorrendjében jöhet szóba. Rugalmas üzemu ellennyomású /utoturbina. Ha a fütési hoigények ellátására kondenzációs futoturbi.: nát nem létesithetünk, akkor a fütést ellennyomású ftitoturbináról látjuk el. Az ellennyomású futotur· bina kialakitásakor is arra kell törekednünk, hogy minél jobban érvényesithessük azokat a megoldásokat (túlterhelés, csúcsrajáratás), amelyekkel a villamos és hoigények kello mértékben kielégithetók. Ilyen szempontok alapján kialakított rugalmas üzemü ellennyomású fütoturbina elvi hokapcsolását láthatjuk a 11-7. ábrán. Forróvíz-szolgáltatás gázturbinával. A villa csúcsfogyasztások idoszakában a gázturbina távom égéstermékeivel melegitjük fel a távfütés vizét,
2
11-5. ábra. Rugalmas üzemu kondenzációs futoturbina
1 kisnyom4sú
kondenz-<=lömelejlit6k; 2 naaynyomású kondenz-ol6meJea1t6k; 3 PztaIanlt6 úptartáJy; -1 távf6tés villllzatér6 vezetéke; 5 távflltéa ' e16ranen6 vezetéke
11-7. ábra. Rugalmas üzemu, ellennyomású fútötu1'biaa
HOTERMELÉS
egyébként pedig gázfutésu forróvízkazánokban. Újszeru gondolat az is, hogy a gázturbiná,k távozó égéstermékeivel hotároló tömeget melegítsünk fel, és így a csak villamos csúcsidoben járatott gázturbinákkal is meg lehetne valósítani a folyamatos futésiüzemet. Az elgondolás azonban még mind a teljesitmények összehangolása, mind a gyakorlati lehetoségek szempontjából távol áll a megvalósítástói. 11.1.1.1.2.
GlSzszoIgáltatés
Meglevo hoszolgáltató eromuveinkben - a futéshezhasonlóan - a gozt is ellennyomású, ill. elvételes-kondenzációs gépek szolgáltatják. A nagy teljesitoképességukondenzációs gozturbina - a futéshezhasonlóan - gozszolgáltatásra is aránylag egyszeriien alkalmassá teheto. Ilyen kialakításu eromublokk elvi hokapcsolását a 11-8. ábra tüntetifel. A ll-9. ábrán látható ai elvételes-kondenzációs gozszolgáltatóeromuvek hosémája abban az esetben,ha nem egy, hanem kétféle nyomáson szolgáltatunkgozt. Az elvételes-ellennyomású eromu üzemét a nagynyomásúelomeleg{tok kikapcsolásával megvalósítoutúlterheléssellehet mind a hoszolgáltatás, mind a villamosenergia-termelés szempontjából rugalmasabbátenni. El6fordul, hogy egyes fogyasztók viszonylag kis mennyiségu,de nagynyomású gozt igényelnek. Az ilyenközbenso gozellátás lehetoségei : - friss goz redukálása és hutése; - villamos motorral hajtott dugattyús gozkompres8ZOr;
- glSzinjektor. G6zszolgáltatás gázturbinával. A gázturbinás goztermelésnekkét megoldása lehetséges: - a kipufogó égéstermék átvezetése a kazán füstjáratain és esetleg gáz póttüzelés; - gáz-goz hocserélo alkalmazása.
11-8. ábra. Rugalmas
11.2.2. Hotermelés fútomúben 11.2.2.1. Futömiívek kiaIakítsí~n8k szempontjai A futo muvek feladata és megoldási, kivitelezési módja igen változatos és sokféle lehet. Kialakítására hatással vannak: földrajzi-meteorológiai körülmények: - évi homérséklet-lefutás, hogyakoriság, - futési határhomérséklet, - szélerosség, szélirány és ezek gyakorisága, - tengerszint feletti magasság; a fogyasztók jellege : - kommunális fogyasztók (kizárólag futés, futés+ használati melegvíz-ellátás, szellozteto- és klímaberendezések), - ipari fogyasztók, - vegyes fogyasztók, - a fogyasztók által megkivánt halmazállapot, homérséklet- és nyomásparaméterek,
--.!!!.. P2
üzemu, gö:zszolgáltató kondenzációs turbina 1 gozszoJaáltatás
1<... P2
11-9. ábra. Gö:zszolgáltatás kétféle nyomásszinten 1 1l6zazoJaáJtatás
TÁVFUTÉSEK
- a fogyasztók száma és a hosuruség, - a fogyasztók érzékenysége az esetleges kiesésekre, - a maximális és minimális terhelés viszonya, - az egyidejiiség, - a szabályozás módja és lehetosége; az építési mod: - paneles, blokkos, öntött, hagyományos építkezés, - tábla-, ponto, sorházak, szekciós építkezés, - szintszám ; a kapcsolódó hohordozó hálózat: - a fiitomu helyzete a távvezetékhez képest, - a kapcsolódó távvezeték kialakítása, - geodetikus magasságkülönbségek a hálózat mentén, - közbenso átemelo és átalakító állomások a vezeték mentén; a rendelkezésre álló tüzeloanyag és egyéb muszaki feltételek: - tüzeloanyag fajtája (szilárd, folyékony, gáznemu, egyéb), - a tüzeloanyag-szá1litás lehetoségei, - a tüzeloanyag-tárolás és belso mozgatás, - kéménymagasság, fUstjárattisztitás, - hamu- és salakeltávoHtás, - vizelokészités, - zajcsökkentés; egyéb feltételek, kívánalmak: - a rendelkezésre álló munkaerok, automatizáltsági fok, - a kommunális fogyasztók részérol megkívánt kényelmi szint a lakásokban, - a levegotisztaság, csend és esztétika igénye; perspektivikus kérdések: - a kiépülés üteme, - a blokkosítás igénye, - a fiitomu a késobbiekben esetleg csúcs- vagy tartaléktelep lesz-e egy vagy több futoeromu mellett, - több futomu kooperációja. A szempontok rendkívül széles skálája és sokfélesége is mutatja, hogy a fiitomutervezés és -telepítés során számos kérdést kell megoldani .. 11.2.2.2. Fútomúvek csoportosítása az a1kalm~tt energiahordozó szerint 11.2.1.1.1. Hagyományos energlabordozók
Az alkalmazott tüzeloanyag szerint vannak szilárd, folyékony, gáznemu és egyéb tüzeloanyaggal muködo kazántelepek. Lakótelepek távfiitéséhez ma már szilárd tüzelo-
100
1000
2000
3000
4000
h/év 11-10. ábra. Csúcs futési igény 1 csúcshoigény
anyagot lehetoleg nem használnak. Hazai energia· helyzetünk miatt sok helyen indokolt a kombinált gáz- és olajtüzelés. így elképzelheto, hogy a csúcsigények (11-10. ábra) fedezésére az alap-energia· hordozótól eltéro energiahordozót választanak. 11.2.2.2.2. Szemétégetés
A szemétégetés korunk városainak egyik egyre komolyabbá váló problémáját oldja meg. Az utóbbi években ugyanis a szemét elszáUítása és megsemmisítése vagy tárolása igen nagy gazda· sági, területi és nem utolsó sorban egészségügyi problémákat okozott a bel- és külföldi városok többségében. A szemét növekvo mennyisége növeli a talajvíz és a levego szennyezettségi fokát, amada· rak és rágcsálók pedig betegségeket terjesztenek. A szeméttelepek égésébol keletkezo füst és szaga környék levegojét elviselhetetlenné teszi. Ehhez já. rul még az a gazdasági megterhelés is, ami a várOS' tóI távol eso szeméttelepekre való szálIításból, va· lamint a szeméttelepek felügyeletébol ered. A vá· ros fejlodésével a szemét elszállításának és tároIá· sának problémája is egyre nagyobb lesz. Budapesten kb. 198o-ig van még hely a szemét számára. Egyre több országban ismerik fel a kérdés jelentáségét, és egyértelmu vélemény, hogya szemét meg· semmisítésének, valamint az abból keletkezo veszélyek megszüntetésének legbiztosabb és leggaz· daságosabb módja a szemétégetés. Európa számn! városában vannak már szemétégeto muvek, ezek egy része az illeto város közelében, túlnyomó többségük azonban a város központjában, vagy leg. alábbis a városközpont közelében helyezkedik eL Ennek egyrészt az a magyarázata, hogy a modem
407
HOTERMELÉS
szemétégeto építészeti megoldása lehetové teszi az épület beilleszkedését a városi képbe anélkül, hogy zavarná a környezetet, másrészt a keletkezett hamu és salak teljesen steril, nem tartalmaz fertozo gócokat, végül pedig az elégetés teljesen zajtalanul és szagta1anul mehet végbe a berendezés megfelelo kialakítása estén. Az eltávozó füstgázok sem tartalmaznak a környezetre ártalmas anyagokat, és megfeleloberendezéssel szilárdanyag-tartalmuk is a kívánt szintre csökkentheto. A szemétégeto m6nek a városközpontba helyezésejelentosen csökkentheti a szemétszállítás költségeit.A keletkezett hamu és salak a szemét eredeti térfogatának csupán 4 ... 5%-a, e1szá.llítása tehát lényegesen olcsóbb, mint a szemétszállítás, ugyanakkor ezek az anyagok az építoiparban fel is használhatók. A miíködo szemétégetok szinte kivétel nélkül a távhoszo1gáltató vagy villamosenergia-hálózatra csatlakoznak. A szemétnek elegendo nagyságú futoértékevan ahhoz, hogy belole hoenergiát nyerjünk. Atermelt ho vagy villamos energia eladásából származóbevétel pedig növeli a szemétégetés gazdaságosságát. A 11-1. táblázat a szemét összetételét és futoOsaka Montreal Zürich Genova Frankfurt Kyoto értékét adja megBudapest néhány országra vonatkozóan. A szemét elégetésének lehetoségei : - hoértékesítés nélküli szemétégetés ; - a termelt hot egy közelben levo hoeromu hasznositja áramfejlesztés és forróviz-eloállítás céljá-
11-1. tiblúat.
HelY8éa
Basel
A szemét ftlt6értéke
Méréséve
F6t6érték. J/ka
1969 1965 1972 1962 7,75· 6,28 101 11,70· 7,54· IO' 1966 7,11 .• 10' 9,64· 8,80· 4,19
ból;
- a szemétbol nyert hot forró viz alakjában egy meglevotávhó1lálózatba táplálják; - áramfejlesztés kondenzációs turbinákban. A fajlagos költségek egybevetése a távhoszolgáltatással üzemelo berendezéseknél mutatja a legkedvezobb értéket. Meg kell azonban jegyezni, hogyezt az eredményt erosen befolyásolja a hokihasználásfoka és a hodij. Ha távfutési célokra szemétégetot használunk, célszeru azokat alapterhelésre beállítani, a csúcsterheléseketpedig olaj- vagy széntüzelésu kazánokkal oldjuk meg. Párizsban pl. a szemétégeto mu márciustól októberig az alaphoforrás szerepét tölti be,a futoeromu csak a téli hónapokban üzemel, a csúcskazántelepek pedig csak a leghidegebb idoszakbanmuködnek. A szemét égetésekor nehézséget okoz egyrészt az anyagnagy nedvességtartalma, másrészt hogy heterogén összetételu, és átlagos surusége csak 290... 300 kg/m3• A szemét heterogén összetétele vonatkozikannak anyagára és nagyságára is. A szemétégetomuveket tehát el kell látni aprító, osztályozó ésszárító berendezésekkel is. Az osztályozás egy részét már a szá1lítórendszer-
ben el lehet végezni. A billenoplatós teherautók elláthatók olyan berendezésekkel, amelyek eloosztályozzák a szemetet, maximálva pl. annak méretét. A kocsi töltetét függoleges, széles garatú bunkerbe adagolja. Innen a szemét szabályozott töltésu konvejor-rendszerbe kerül, amely gravitációs úton osztályozza. A szabályozhatóság a nagy sebességu aprítógép biztonságos üzeméhez szükséges. A konvejor végén levo elektromágnes a szemétben levo vashulladékot eltávolítja. Itt azonban probléma van, hogy a vas kiválasztását nem lehet tökéletesen megvalósitani, mivel a vashulladék erosen tapad a nedves szemét többi részéhez. A vaskiválasztás célja a gazdasági megfontoIásokon túlmenoen az aprítógép kopásának csökkentése. A szemétaprításban legsikeresebbnek a forgókalapácsos töro bizonyult, miután ennek a legkisebb a kopása és legjobb az aprító hatása. A forgókalapácsos törlS, hasító és tépo hatást fejt ki, így a szemét gyorsan a kívánt méretre aprítható. A szemetet általában a rostélyrendszer elején szá-
408
TÁVFUTÉSEK
rítják, használnak azonban füstgázok által melegített külön szárítórostélyt is. Az égetokamra tetejére vízszintes tuzcsöves kazánt helyeznek, hogy mind radiális, mind tangenciális irányban jó legyen a hoátadás. Célszeru nagy átméroju konvekciós csövek alkalmazása, amivel a hoátadó felületek elszennyezodése elkerülheto. Az esetek többségében a három járatú dobok a legmegfelelobbek. Nagyobb nyomások esetén vÍzcsöves kazánokat alkalmaznak. A füstgázok, miután hoenergiájuk nagy részét leadták, kb. 160 oC-on távoznak. Ezeket a gázokat, habár aránylag kicsi a szilárdanyag-tartalmuk, tisztítják. A tisztítást a részecsketartalomtóI és a füstgázmennyiségtol függoen ciklonnal, multiciklonnal, elektromos porleválasztóval vagy nedves mosóval végzik. A többfúvókás nedves mosó kialakítása nem teszi lehetové, hogy annak belso szerkezetét idegen anyagok eltömítsék. Ezért a mosó igen kis nyomáseséssei tervezheto, és a szükséges ventilIátorteljesítmény is kicsi. A mosó a legszigorúbb levegotisztasági követelményeknek is eleget tesz. A legtöbb helyen a mosóba felülrol befolyó vizet egyenesen a csatornába vezetik, vagy ha az túlságosan szennyezett, eloször vékony homokszuron vezetik keresztül. Végül a mosott vagy tisztított füstgázok a kéményen keresztül távoznak. A távozó füst gyakorlatilag színtelen és szagtalan. 11.2.2.2.3.
Geotermikus energia hasznosítása
Mai energiahelyzetünkben nem mulaszthatjuk el, hogy megemlékezzünk a geotermikus energiáról, mint hoforrásról. Magyarország szárnos helyén jelentos energiát adnak a termálvízforrások. A föld belsejébol a felszín felé áramló ho nagyságát a geotermikus gradienssei (1°C homérsékletemelkedést eredményezo mélység, mrC), ill. újabban a földi hoárammal (a kozetek átlagos hovezeto képességének és a geotermikus gradiensnek a hányadosa, Wjm2) szokták jellemezni. Földünkön átlagosan a geotermikus gradiens 30... 34 mrC, a földi hoáram kb. 4 . 10-4 Wjm2• Ha a földi hoáram értéke az átlagosnál nagyobb, pozitív, ha kisebb, negatív geotermikus anomáliáról szokás beszélni. Vizsgálatokkal -[26] megállapították, hogy hazánknak csaknem egész területén pozitív geotermikus anomália mutatkozik, amennyiben a geotermikus gradiens értéke 15... 22 mrC, a földi hoáram értéke kb. 8.10-4 Wjm2• Pozitív geotermikus anomália hazánk területén kívül is ismeretes, így pl. Iz1andban (Reykjavik, Reykir, Kryauvik), Olaszországban (Lardarello), a Szovjetunióban (Kamcsatka, Pradkavkáz, Mahacskala), Új-Zéland-
ban, az Amerikai Egyesült Államokban (Kalifornia, Oragon, Alaszka, Texas) stb., ilyen nagy összefüggó területen azonban ez a jelenség mindmáig nem vok kimutatható. A pozitív geotermikus anomália folytán hazánk· ban pl. 100 oC réteghomérséklet már 1800... 2000m mélységben észlelheto, míg az átlagos geotermikus gradiensnek megfeleloen ez a kozethomérséklet csak 3000... 4000 m mélységben érheto el. Ilyen nagy mélységben azonban a kozetek porozitása már ki· esi, ennek következtében itt geotermikus energiát szállító közeg, azaz mobilizálható víz gyakorlatilag nincs. Magyarországon viszont az említett mélység· ben vízdús kozetek találhatók, amelyekbol fúrólyukakon át felszínre hozható az energiát adó meleg víz. Az elvégzett vizsgálatok bebizonyították, hogy hazánk területén geotermikus. energia termelése szempontjából számításba veheto, mobilizálható víz részben üledékes, részben hasadékos kozetekben található. A termálkutak hohozamát (hoteljesítményét) a céltól függoen többféleképpen értelmezhetjük. Így beszélhetünk - hasznos hoteljesítményrol, ha a felhasználás során a víz homérsékletét az adott területen elofor· duló hideg víz homérsékletére (általában 10 OC-ra, biztonsági okokból 20 OC-ra)hutjük le; - futési hoteljesítményrol, ha a felhasználás során a víz homérsékletét 45 OC-rahutjük le. Bármelyik hohozamot vesszük azonban számí· tásba, meg kell állapítanunk, hogy a geotermikus energia rendkivül kis hokoncentrációjú energia· hordozó, mert amíg pl. a koolaj futoértéke kb. 4,0.107 Jjkg, a fekete széné (1,6... 3) .107 Jjkg, ad· dig a termálvízbol kb. 4,0· 1()6J/kg ho nyerheto. Míg a többi energiahordozó általában tárolható, a geotermikus energia kihasználását lehetoleg folya· matosan kell megoldani. Ez is bizonyítja a termálvíz-felhasználás lokális jelentoségét. E kézikönyv szárnos részlete alkalmazható ter· málvíz-vezeték és -felhasználás kialakítására. Az eloadódó feladatok megoldását elosegíti még az irodalom [26], [27], [28] tanulmányozása, amelyben részletesebb ismertetést találunk. Az energiaválság mai körülményei között egyre nagyobb figyelem fordul a napenergia-hasznosítÓJ felé is [90]. 11.2.2.3. FUtomuvek csoportosítása a termelt energiahordozó szerint A futomuben termelt hohordozó minosége, paraméterei és száma szerint vannak nagynyomású gozt, forró vizet vagy mindkettot szolgáltató futomuvek.
409
HÖTERMELÉS
A kizárólag nagynyomású gozt termelo telepek döntoen ipari jellegu kazánházak. A kizárólag forró vizet termelo futo muveket futésre, kommunális ellátásra alkalmazzák. A forró víz mellett gyakran van szükség gozre, ilyenkor kétféle hohordozót állít elo a telep. 11.2.2.4. Futomuvek fo berendezései A futomuvek fontosabb részei: - kazánok; - a tüzelés és a tüzelés elokészítésének berendezései; - a termelt hohordozó elosztását és szállítását végzohokiadó állomás berendezései; - a tápvíz-elokészítés és kazántáplálás berendezései. A futomuvekben alkalmazott kazánokat és a kiszolgáló berendezéseket nem tárgyaljuk. Utalunk a megfelelo irodalomra: [29], [30], [31], [32], [33], [34],[35], [36], [37}, [38], [39], [40], [41}, [42], [43], [44], [45], [46}, [47]. Ehelyü~t csupán a forró víz hohordozóval üzemelo távfuto berendezés két fontos speciális berendezésével, a nyomástartó berendezésselés a tágulási tartállyal foglalkozunk. Nyomástartó berendezés. A hál6zatban minden esetben a forró víz eloremeno homérsékletéhez tartozó telített goznyomásnál nagyobb nyömást kell tartani. A nyomás tartására négyféle megoldás ismeretes: - nyitott tartály; - zárt tartály; - gozpárna; - szivattyú. Nyitott tartály alkalmazható, ha a forró víz homérséklete nem túl magas, és a forró vízzel ellátott településen nincsenek magas házak. Nyitott rendszerekben a távvezeték a nyitott tágulási tartály nyomása alatt áll, a melegvíz-futésekhezhasonlóan. A túlnyomás mértékét a tágulási tartályelhelyezésének magassága szabja meg.
11-12. ábra. Nyitott tágulási tartály 1 forróvíz-vezeték
Gyakran fennáll annak veszélye, hogy a forró víz a nyitott tágulási tartályba jut, és ott párolog. Ezt tartály közbeiktatásával akadályozhat juk meg (ll-ll. ábra). Más megoldásra mutat példát a 11-12. ábra. A nyomást súlyterhelésu biztosítószelep tartja. Ha a nyomás a megengedettnél nagyobb, akkor a biztosítószelep nyit, és a víz a tartályba áramlik. A nyomás csökkenésekor a víz a visszacsapó szelepen keresztül jut vissza a rendszerbe. Zárt tartályt alkalmazunk, ha nyitott tartállyal a szükséges nyomást nem tudjuk elérni. Ebben az esetben rendszerint különválaszt juk a nyomás fenntartásához, ill. a táguló víz felfogásához és a víz visszavezetéséhez szükséges berendezéseket. A nyomás fenntartásához szükséges tartályt nyom6tartálynak nevezzük. A zárt nyomótartályban a kívánt nyomást gáz- vagy gozpárnávallehet tartani. Gázpárnával dolgoz6 nyomótartály látható a 11-13. ábrán. A tartályban a nyomást semleges gázzal, esetleg levegopárnával szabályozzuk. A gáz a gáztartályból mindenkor a szabályozó adagolása szerint jut a tartályba. Túlnyomás ellen a súlyterhelésu biztosítószelep véd. Gozpárnával dolgozó nyom6tartályos berendezés kialakítása azonos a 11-13. ábrán láthatóval.
,
______
J
1 2"QI' J J
1 L 11-11. ábra. Nyitott tágulási tartály 1 forróvíz-vezeték; 2 nyított tágulásí tartály; 3 közbenso tartály
11-13. ábra. Zárt nyomótartály
gázpárnával
1 forróvíz-vezeték; 2 gázpalack
410
TÁVFUTÉSEK
00 11~15.éln.
Forr6vfzkazánhoz kaPalOlt zárt nyomótar1ály
11-14. üra. zárt nyomótartály g6zpúnával 1 folTÓvfz..YeDt&: 2 f6t&ea1szqr
A nyomást nagynyomású goz adja. A goz adagolása a tartály nyomásától függoen automatikusan megy végbe, rendszerint szelep útján. Ha azonos nyomású gozt más, pl. ipari fogyasztó is igényel, a két fogyasztót össze lehet kötni, és a két fogyasztó felé a nyomást együttesen lehpt szabályozni. A túlnyomás ellen súlyterhelésfi biztositószelep véd. A gozpárnát a nyomótartály forró vizének elgozölögtetésével is eloállithatjuk (11-14. ábra). A tartályban uralkodó nyomás függvényében kell a ffitoközeget adagolni, és ezzel a tartály nyomását szabályozni. A zárt nyomótartály alkalmazását a 11-15. ábra szemlélteti. A forró vizet kazánban termeljük. Több párhuzamosan kapcsolt kazán nyomástartása látható a 11-16. ábrán. A forróvizkazánok párhuzamos kapcsolása igen elonyös a viztér növekedése miatt. A gozpámás nyomástartás megoldható külön tartály nélkül úgy, hogy a nyomás fenntartásához szükséges géSzpárnát magában a forróviz-termeléSben állitjuk eléS.Ha a forró vizet géSzkazánban termeljük, a viz nem tölti ki a teljes térfogatot. A 11-17. ábra ilyen géSzkazánelvi elrendezését mutatja. Ezt a megoldást ma már ritkábban alkalmazzák. A 11-18. és 11-19. ábrán látható esetekben a forró vizet három kazánban termeljük. A 11-18.
ábra szerinti párhuzamos kapcsoláskor a kazánok géSzoldalaitis össze kell kötnünk, hogy a nyomások kiegyenlitodjenek, és a vízszint a kazánokban az0nos legyen. Ha a kazánokat a 11-19. ábra szerint sorba kapcsoljuk, az elso két kazán héStárolóként mfiködik, gozpárna létesitésére csak a harmadik kazánban van szükség. Szivattyús nyomástartó berendezéssel beruházási költséget és helyet takarítunk meg, valamint a berendezés is egyszerubb. Kétségtelen hátránya a folyamatos energiafelhasználás, ez azonban nem akadályozza meg elterjedését. A SZÍvattyúsnyomástartás alkalmazásakor gondolni kell a feszültségkimaradás esetére is. Ezért tartalék nyomástartályróI .és kézzel nyitható palackokról kell gondoskodni. A különféle nyomástartó tartályok .alkalmasak arra, hogy felvegyék a. viz kismértékfi tágulásából eredo térfogat-növekedést, nagyobb vizmennyiségek befogadására azonban külön tágulási tartály szük· séges.. NYODlÓtartályok méretezése. A szükséges nyomóJ meghatározása. A szivattyú a visszatéréSvezetékben van [11-20. aj ábra]. Ebben az esetben az eléSremen6 vezeték legmagasabban fekvéSM pontja a legveszélyesebb. Az ebben a pontban uralkodó nyomás: PM=PO-LJPh-LJpOM'
11-16. ábra. Párhuzamosan kaPalOlt forr6vízkazánok. Nyomástartás gázpárnával
(11-1)
411
HOTERMELÉS
!1
I 11-17. ábra. Nyomástartás
gozkazánnal
ahol Po a tágulási tartály által meghatározott nyomás; .1Ph hidrosztatikai nyomáskülönbség az M és O pont között; .1POM áramlási nyomásveszteség azO és M pont között. PM-nek egy bizonyos biztonsággal nagyobbnak kell lennie, mint a legmagasabb te eloremeno homérséklethez tartozó Petel teIítési ~oznyomás: PM>Petel. Ezzel a tágulási tartályban tartandó nyomás: PO>Petel+
·-1Ph+ .1POM.
aj
1f1i
(11-2)
A biztonság felvétele attól függ, hogy a nyomótartályban milyen módszerrel (goz-, ill. gázpárna) tartjuk a nyomást, és milyen megbízható szerelvényeink (nyomáscsökkento szelep) vannak. A szivattyú az elore meno vezetékben van [11-20. bj ábra]. Ez esetben a hálózat egész nyomásszintje a Llpsziv szivattyúnyomással nagyobb, mint az elobbi esetben. A tartályban a szükséges nyomás:
po> Petel+
.1Ph·
~
(11-3)
bJ
11·18. ábra. Párhuzamosan
kapcsolt foffÓvízkazánok. Nyomástartás a kazánokban termelodo gozpárnával
ej 11-20. ábra. Segédábra 11-19. ábra. Sorba kapcsolt forróvízkazánok
a nyomótartály
méretezéséhez
a) szivattyÚ a visszatéro vezetékben; b) szivattyú azeloremeno vezetékben; e) a visszatéro vezetékmagasanhalad;O nyomótartály csatlakozási pontja
412
TÁVFUTÉSEK
Elofordulhat, hogya visszatéro vezetéknek van egy, a geodetikus magasság szempontjából igen kedvezotlen pontja [ll-20. ej ábra]. Ez esetben erre a pontra az ellenorzést külön el kell végzni. A tartály térfogatának meghatározása. A nyomótartály térfogatát-úgy kell megállapitani, hogy az a maximális eloremeno és visszatéro homérsékletekhez tartozó viztérfogatok különbségét befogadhassa. A viztágulás térfogata: Vtáa=m(ve-vy)
m3,
(11-4)
ahol m a távfiito rendszer viztartalma, kg; Ve az eloremeno homérséklethez tartozó fajtérfogat, m3jkg; Vy a visszatéro homérséklethez tartozó fajtérfogat, m3jkg. A gyakorlati szabályok szerint a tartályban minimálisan tárolandó vizmennyiség a táguló térfogat 1/5 része legyen. Ezzel a tartály térfogata (tárolás+ +tágulás):
=;
Vtág ma. (ll-5) Vtart Tágulási tartály. Az oszi üzemkezdeti felffitéskor a viz térfogata igen jelentos mértékben no. Nagy kiterjedésu rendszerekben a térfogat-növekedésbol származó többletvizet célszerfi a hálózaton kivül összegyujteni és a rendszer leállásakor azt fokozatosan a lehulés függvényében visszatáplálni. A napi üzem során eloforduló kisebb vízszintingadozást nagy rendszerekben ugyancsak a nyomótartály veszi fel. A térfogat-növekedést felvevo tartály rendszerint a hotermelo központban foglal helyet. Térfogatát a tágulási együttható és a homérséklet-változás alapján állapitjuk meg. Minden 100 m3 viztartalom után mintegy 10... 12 m3 tartálytérfogatot kell számitani. A tartály rendszerint betonból készül, de kisebb vizmennyiség esetén lehet lemezbol is. Mivel a visszatéro viz homérséklete 100 oC alatt van,
ll-n.
ábra. Forróvizkazánhoz kapcsolódó zárt renl tágulási tartály és zárt nyomótartály
a gyfijtotartály általában nyitott. Nyitott tartálYII elrendezésre látható példa a ll-21. ábrán. Felfiitéskor a nyomásbiztositó tartályban a v\zSzint emelkedik. Ha eléri az 1szintet, akkor szabályozó útján. esetleg kézzel nyitják az 1 szelepet. A viztöbbleta nyitott tartályba folyik. Leálláskor, ha a vimint II lesz, akkor a kapcsoló a szivattyút helyezi üzem-. be, és a vizet visszaszállitja a kazánba. A kis kiterjedésu, kis víztartalmú forróviz-hál6zatok viztartalmának térfogat-növekedését megfelelo nagyságú nyomótartály is felveheti. A 11-22. ábrán forróvizkazánnal dolgozó rendszer tágulását felvevo, zárt rendszerfi gyfijtotartályt láthatunk. A tartálynak kettos feladata van: egy.' részt a térfogat-növekedést veszi fel, másrészt a nyomást biztositja, tehát egyidejuleg nyom6- ta tárolótartály . A tároló két vezetékkel csatlakozik a hálózathO70 Mindkét vezetékben szivattyú található. Az egyik szivattyú a tárolót tölti, a másik a tárolóból a kazánba táplál vissza. A szivattyúk üzemét a vizszintjétol függoen szabályozzuk. A ll-23. ábrán gozkazánnal mfiködo rendszer
I
I
__
-LJ----O= ,.L, IIriI
r--------I I I I I
I
k
-.J
11-11. ábra. Forróvízkazánhoz kapcsolódó nyitott rendszeru táguJási tartály és zárt nyom6tartály J szabályoz6szelep
11-13. ábra. Gozkazánhoz kapcsolódó tartály
t. e16remen6
forró viz h6máséldete;
nyitott tágulási
tkOI kÜIS6 h6mén6kJel
HOTERMELÉS
tágulási tartály megoldása látható. A forró víz eloremeno homérsékletét keveréssei állítjuk be, ezzel egyré!;ztmegakadályozható az elgozölgés, másrészt a külso homérséklet függvényében a homérsékletet szabályozhatjuk. A tágulási tartályba folyó és onnan eltávozó vízmennyiséget a kazánvízszintrol szabályozzuk. A ll-24. ábra a tágulási tartály kapcsolásának megoldását mutatja, ha a rendszerben szivattyú tartja az elgozölgés megakadályozásához szükséges nyomást. Az eloremeno és visszatéro vezetékágakat összeköto impulzusvezetékben fojtószelepekkel beállított nyomásértékek vezérlik a pótvízbetápláló szelepet és a túlfolyószelepet. Ha a beállított nyomásérték csökken - pl. a keringtetett víz térfogata lehuléskor kisebb lesz, a csökkeno nyomás nyitja a betáplálószelepet. Ha a rendszerben a víz felfutéskor tágul, a növekvo nyomásimpulzus nyitja az elfolyószelepet.
,
~~;~
~j--T~-, ..-Lt:~ ]-Y-L
1
:
11-24. ábra. Nyomástartás 1
szivattyúval
keringtetó szivattyúcsoport; 2 nyomástartó szivattyúcsoport; 3 forróviztermelo höcserélöcsoport; 4 távflités eloremeno vezetéke
11.2.3. Futoeromuvek és futomuvek együttmuködése A futési hoigény jelentosen változik a külso homérséklettol függoen. A leghidegebb idoben szükségesmaximális hoigényhez képest a futési szezon
413
legmelegebb idoszakában jelentkezo minimális hoigény csak mintegy 22... 23%. Mivel a maximális és az azt megközelíto hoigények a futési idoszaknak csak kis részében fordulnak elo, a futoeromuvet nem célszeru a maximális hoigényre méretezni. A futoeromuvek általános tervezési gyakorlatában a futoeromuvet (futoturbinákat) a maximális hoigénynek mintegy 50%-ára méretezik, s a hoigény efölötti részét a lényegesen olcsóbban megvalósítható csúcskazántelepekrol elégítik ki (1. a 11-IO. ábrát). A megoldás elonyei: - a futéshez a ho igen nagy részét kedvezo energetikai viszonyok mellett, ellennyomású villamosenergia-termeléssel kapcsoltan szolgáltatja; - a hoforrás (futoeromu és csúcskazántelep) összes beruházási költsége - a csúcskazántelep lényegesen olcsóbb volta miatt - kisebb; - a távvezeték létesítési költsége csökkentheto, ha a csúcskazánokat, ill. azok egy részét a távol eso fogyasztók körzetébe telepítjük. A futoeromuvek és a csúcstelepek együttmuködésének elsosorban a következo változatai jöhetnek szóba: - a csúcskazánokat is a futoeromube telepítjük, s azok csúcsfogyasztáskor tovább melegítik a futoturbinák gozéve1 már elomelegített vizet; - a csúcskazánok a futoeromutoi külön települnek, a kis hoterhe1ések idoszakában csak a futoeromu üzemel. Az elso változat elonyei: - a minoségi (homérséklet) szabályozás lehetosége; - a rendszer egyszerusége, hidraulikai stabilitása ; - a csúcskazánok és az eromu közös telephelyének jó kihasználási lehetosége. A második változat elonyei: - a folyamatos kiépítés és telepítés lehetosége, meglevo csúcskazántelepek bevonása az eromurendszerbe. Nagy általánosságban kis rendszerek esetében az elso változat, nagy rendszereknél a második változat jöhet szóba.
11.3. Hoszállítás A hot (energiát) a termelotol a fogyasztóig hohordozóval csovezetéken továbbítják. A 11.1.2. pontban már említettük, hogy a távfutéseket és ezzel a hoszállító csovezeté"keket legcélszerubben a hohordozó alapján csoportosíthatjuk, hiszen a kommunális igényeket úgyszólván kizárólag forró
vízzel, az ipari igényeket pedig szükség szerint gozzel fedezzük. Ezért a hohordozó szerint megkülönböztetünk : - forróvíz-vezetékeket és - nagynyomású gozvezetékeket.
414
TÁVFÚTÉSEK
11.3.1. ForróvÍZ-vezetékek 11.3.1.1. Osztályozás A forróvízvezeték-rendszereket kétféleképpen osztályozhatjuk : - a vezetékhálózat elrendezése, - a párhuzamosan haladó vezetékszálak száma szerint. A vezetékhálózat elrendezése szerint van: Sugaras vezeték. Ez a leginkább elterjedt megoldás, a hoközpontot és a fogyasztókat a leheto legrövidebb vezetékkel kötjük össze [ll-25. a) ábra]. Körvezeték. Ez kétségkívül drágább és nagyobb vezetékköltséget igénylo megoldás, elonye azonban a hoellátás biztonsága és az aránylag rövid házi csatlakozóvezeték [ll-25. h) és e) ábra]. Nagy kiterjedésu, nagy hosuruségu berendezések hez alkalmazzák, esetleg kétoldali hoellátássaI. Létezik e rendszerek kombinációja is, a körvezeték-rendszerbol kinyúló hosszabb sugaras csápokkal [ll-25. el) ábra]. A párhuzamosan haladó vezetékszálak száma szerint van: négy-, három-, ketto-, egyvezetékes rendszer. E rendszerek kialakításához az vezetett, hogy a forróvíz-távfutések általában kétféle hoigény kielé-
gítésére készülnek: változó eloremeno homérsékletu futovizet adnak a külso homérséklet szerint változó futési igények kielégítésére, és állandó homérsékletu vizet a használati melegvíz-fogyasztás, ill. a technológiai vízigények fedezésére. E kétféle igény különbözoségét fokozza, hogya futési hoszükséglet napi 24 órán belüli lefutása nagymértékben eltér a csúcsszeruen jelentkezo használati (vagy technológiai) vízfogyasztás lefutásátóI. A használati (technológiai) vizet kétféleképpen álIítjuk elo: zárt és nyitott rendszerben. Zárt rendszer esetén a használati meleg vizet hocseréloben, felületen át melegítve álIítjuk elo, nyitott rendszer· ben a központban eloállított meleg víz a fogyasztóknál kifolyik. A négyvezetékes rendszer lényege, hogya változó és állandó homérsékletu forró vizet két külön rend· szerben álIítjuk elo és szálIítjuk a fogyasztóhoz. A ll-26. ábra négyvezetékes zárt, a ll-27. ábra négyvezetékes nyitott rendszer elvét szemlélteti. A ll-28. és ll-29. ábrán háromvezetékes zárt, ill. nyitott rendszert, a ll-30. ábrán kétvezetékes zárt rendszert láthatunk. Hazánkban ez a legelterjed· tebb. A ll-31. ábra kétvezetékes nyitott rendszert, a ll-32. ábra egyvezetékes nyitott rendszert szemléltet. Az egyvezetékes rendszer értelemszeruen kizárólag nyitott lehet. Hazánkban csak atermál· vizekhez használnak egyvezetékes megoldást.
~5
5
ej 2
3
a) 6
5
b)
d)
11-25. ábra. Vezetékhálózat elrendezési lehetöségei aj sugaras elrendezés 1 villás; 2 fürtös; 3 m.us; 4 bals7.álkás; b) körvezeték 5 botermelö; 6 höfogyasztók; ej kétoldali hoellátás; dJ sugaras és körvezeték-rendszer kombinációja
415
HOSZÁLLíTÁS
2
r
1
J
3
-----iSJ
_____
-.J
2
-,
___ ---.J 11-26. ábra. Négyvezetékes, zárt rendszer 1
hotermelo; 2 flitési hofogyasztó; 3 használati meleg viz és fogyasztó; 4 forróviz-távvezeték
11-29. ábra. Háromvezetékes,
1-4 ua., mint
1
rtr
1
J
nyitott rendszer
a 11-26. ábrán
2
:3
2
--_--1 I
1
L,
411
____ .__J
I
~l ~=.J
11-30. ábra. Kétvezetékes,
1-4 ua., mint
zárt rendszer
alI-26. ábrán
5
3 ll-27.
ábra.
1-4 ua.,
Négyvezetékes,
mint ali-26.
nyitott
2
rendszer
ábrán; 5 cirkulációs távvezeték
2
J
_.
..J
11-31. ábra. Kétvezetékes,
1-4 ua., mint
nyitott rendszer
a 11-26. ábrán; 5 keveroberendezés
, _____
...J
11-32. ábra. Egyvezetékes, nyitott rendszer ll-28. ábra. Háromvezetékes,
1-4 ua.,
mint alI-26.
zárt rendszer ábrán
1-5 ua .• mint a 11-31. ábrán Megjegyzés: a homérsék1et-értékek feltüntetésekor a hóveszteségtól eltekintünk
416
TÁVFUTÉSEK
3
Termálvíz-felhasználás kapcsolási sémáját lát· hatjuk a 11-33. ábrán. A párhuzamosan haladó vezetékszálak számának meghatározása komplex muszaki-gazdaságossági kérdés. Adott esetben az elonyök, hátrányok ésa költségek mérlegelésévei kell a legmegfelelobb megoldást kiválasztani.
8 l'
L __
--
I
•••---------~
r
r·-o-----o---~ 9 10 ~
t 7
11.3.1.2. Forróvíz-vezetékek nyomásviszonyai
5
o
4-
r---' -
l
'f.t..
llirn
_
r-
t
.l
i
,..---' I I 7 I. 5 . .•.. _.--...._.--l
j_\
-1
50 oC
.I1
4-
11-33. ábra. Termálviz-felhasználási
példák
1 termálkút; 2 gázkiválasztó és ulepíto; 3 tartalék vagy csúcskazántelep ; 4 lakótelep fütése és használat í meJegviz-ellátása; 5 tároló; 6 egyéb fogyasztók: melegviz-készítés (pl. uszoda), üvegházfutés, szárÍlók; 7 túlfolyó, m. befogadó; 8 futési rendszer, 90/70 oC; 9 futési rendszer, 70/50 oC; 10 melegvíz-készités
iJp
o h
ll-34. ábra.
Sematikus forróvlz-rendszer
és nyomásábra
N nyomócsonk; S szivócsonk; H hotermelo; F fogyasztó; O nyomástartó
edény csatlakozási pontja
zemszüneti nyomás. Üzemszünetben, amikor a keringtetoszivattyúk nem dolgoznak, a rendszerben a nyomást vagy a tágulási tartályban levo VÍznívó, vagy a nyomótartályban beállított nyomás, vagya nyomástartó szivattyú nyomása határozza meg. Ha a különbözo forróvÍz-felhasználó berendezések nem azonos geodetikus szinten helyezkednek el, akkor a hálózat legfelso pontjában is olyan nyomásnak kell uralkodni, amely az adott forróvÍz-homérséklet mellett az elpárolgást meggátolja. Ozemi nyomás. A szivattyú üzembe helyezéséveI a rendszer nyomásviszonyai a szivattyúnyomás nagyságától, a szivattyú és a tágulási tartály vagy nyomótartály bekötési pontjának kölcsönös helyzetétol függoen lényegesen megváltoznak. A szivatytyú nyomása szuperponálódik az elgozölgést megakadályozó nyomásra. A rendszerek nyomásviszonyait nyomásdiagra· mokon vizsgáljuk. A nyomásdiagram abszcisszájára a rendszer hosszúságát visszük fel, az ordinátán a Ltp nyomáskülönbség van. Távvezetékek nyomás· viszonyainak ábrázolásakor a Ltp = O tengely az elgozölgést megakadályozó nyomást jelenti. Az 1=0 pont a nyomástartály bekötési pontja. A szivattyú ehhez képest létesít szÍvást vagy túlnyomást a rend· szer egyes pontjain. A 11-34. ábra sematikus forróvízvezeték-rendszert szemléltet. Az ábrán csak a hotermelot, a kering· tetoszivattyút, egy hofogyasztót és az üzemszÜDeti nyomás tartására való jelképes tartályt ábrázoltuk. Ennek a rendszernek a nyomásdiagramja is látható a rajzon. A nyomótartály h nyomómagasságot tart a rendszerben, az atmoszférához képest ebben a h magasságban van a nyomásdiagram Ltp = Ovona· la. Az abszcisszán kiterítettük a sematikus rendszer hosszát. ForróvÍzkazánhoz kapcsolt rendszer nyomásvis» nyai. A rendszerben az elgozölgést nyomótartállyal akadályozzuk meg. Szivattyú az eloremeno vezetékben (11-35. ábra). A rendszer nyomását az O ponthoz kapcsolt nyomótartály határozza meg. A nyomótartály egyben tágulási tartály is. A hálózathoz az Ft, F2, F3 jeI6 fogyasztók kapcsolódnak. Az üzemi nyomás az
417
HOSZÁLLÍTÁS
11-35. ábra. Forr6vÍz-rendszer
nyomásviszonyaÍ
Hotermelés: kazánban ; elgozölgés megakadályozása: nyomótartállyal; szivattyú: az eloremeno vezetékben; Xl-XZ keverc5vezeték; K kazán
szakaszon kisebb, az NO szakaszon nagyobb, mint a nyomótartály által e pontokban meghatározott nyomás. Az üzemszüneti állapothoz képest az OS szakaszban depresszió, az NO szakaszban túlnyomás következik be, ezért az elóbbit szívott, az utóbbit nyomott szakasznak nevezzük. A nyomásdiagram segitségével a rendszer bármely pontjában azonnal meghatározható a keletkezo többletnyomás, ill. nyomáscsökkenés. (Pl. a P pontban a túlnyomás értéke LJpp• Az F3 fogyasztón elhasznált nyomás, LJpF3 a két nyomás különbsége,azaz LJPF3 = LJpp- LJPR')
OS
A szivattyú az eloremeno vezetékben van, a rendszer NO szakasza teljes mértékben túlnyomás alatt áll, a nyomás itt nagyobb, mint az elgozölgés megakadályozásához szükséges nyomás. Ez a megoldás az elgozölgés ellen teljes biztonságot nyújt. Hátrány, hogya szivattyú forró vizet szállít. Az eloremeno forróviz-vezetékben elhelyezett szivatytyút és hajtómotorját különleges kivitelben készítik, s karbantartása is fokozott gondosságot igényel. Szivattyú a visszatéro vezetékben. Ha a nyomótartályt a szivattyú szívócsonkja elott kötjük be (11-36. ábra), akkor az elozokben tárgyalt elrendezés hátrányait kiküszöbölhetjük. A rendszer nagy része (NO szakasz) ebben az esetben is túlnyomás alatt van, tehát az elgozölgés ellen ez a megoldás is biztonságot nyújt. Hátrány viszont, hogy a kazán gyakorlatilag a szivattyú által létesített túlnyomás alatt áll. Mindkét bemutatott elrendezés hátrányos abból a szempontból, hogy a visszatéro hálózat is túlnyomás alatt van, ezért legtöbbször ennek szerelvényeivel és kivitelével is fokozott minoségi követelményt kell támasztani, ami a hálózat beruházási költségeit növeli. A visszatéro forró viz homérséklete rendszerint 100 °C-nál alacsonyabb, ezért az elgozölgés tJp
o 11-36. ábra. Forróvíz-rendszer Hotermelés: kazánban;
elgozölgés megakadályozása:
nyomásviszonyai
nyomótartállya1; szivattyú: a visszatéro vezetékben
tJp
~ O
11-37. ábra. Forr6víz-rendszer B6terme1és:kazánban; e1gozölgés megakadályozása:
29Az.épUlel&épészetkézikönyve
nyomásviszonyaí
a vezetékrendszer végén elhelyezett nyomótartállya1;
szivattyú:
a visszatéro vezetékben
418
TÁVFÜTÉSEK
megakadályozásához nem szükséges nagy túlnyomás. Nyomótartály a vezetékrendszer végén. Az utóbb emlitett hátrány kiküszöbölésére a távfutohálózat végpontján helyezzük el a nyomótartályt. Ezzel is elérheto, hogy az eloremeno vezeték a nyomótartály nyomásához képest túlnyomás alatt (ll-37. ábra), a visszatéro vezeték szívás alatt legyen. Szivattyú az eloremeno és visszatéro vezetékben. A szivattyú nyomásának nagyságát gazdaságossági számítások alapján határozhatjuk meg. Nagy kiterjedésu rendszerek esetén igen gyakran jelentékeny emelomagasságra van szükség, aminek következtében szivattyú alkalmazásakor a rendszer nagymérvu túlnyomás alá kerülne. Ezt elkerülhetjük, ha a kivánt szivattyú-emelomagasságot két szivattyú sorba kapcsolásával valósitjuk meg (ll-38. ábra). Egyik szivattyút az eloremeno forróviz-vezetékben, a másikat a visszatéroben helyezzük el. Ezzel a kapcsolással elérheto, hogy csak az eloremeno forróviz-vezeték van túlnyomás alatt, míg a visszatéro depreszszió alatt áll.
A két szivattyú villamos motorját kényszerkapcsolatba kell hozni, ntert ha az 1. szivattyú leálléa a II. szivattyú tovább muködik, a rendszer szivás alá kerül, és úgyszólván mindenhol bekövetkezik az elgozölgés [ll-38. cJ ábra]. Forró víz eloállítása hocserélo készülékben. A ll-39. ábra három - gozoldalon párhuzamosan, vizoldalon sorosan - kapcsolt hocserélovel megoldott berendezést mutat. Az elgozölgést nyom6tar· tállyal akadályozzuk meg. A hocserélo berendezésekben az 1. szivattyú által létesitett teljes túlnyomás uralkodik. Ez megengedheto, mert a hocserélok a túlnyomásra közel sem olyan érzékenyek, mint a kazánok. (A hocserélo köpenyének átméroje jóval kisebb, mint a kazándobé!) Ezért az eromuvi forróviz-termelés nyomásbiztositása egyszerubbfeladat, mint a forróvizkazános megoldásé. Gozkazánhoz
kapcsolt
rendszer nyomásviszonyaL
A rendszerben az elgozölgést a gozkazánban keletkezo goztér akadályozza meg, az O pont a kazán· ban van. Szivattyú az eloremeno vezetékben (ll-40. ábra
aj t1p
o
I
b) 11-38. ábra. Forr6viz-rendszer nyomásviszonyai H6terme16s: kazánban ; e186zö\g6smegakadályozása: oyomótartá\1yal öszivattyÚ: az e16remeno 61 visszatéro vezetékben a) kapc:solási vázlat: 1szabli1yoz6lZelepöKt. K2 kazán b) oyomásdiqram nonnál ilzcmáIIapotbanö e) oyomúdiagram. ha az 1szivattyú leállna
419
HOSZÁLLíTÁS
2
rI
l
-<;;:....
J-
I I
o
t.p
o
ll-39. H6terme1és: ellenáramú
ábra. Forr6víz-rendszer
nyomásviszonyai
készülékben; e1gllzölgés megakadályozása: nyom6tartállyal; 2 db sorba kapcsolt szivattyú: 1 szabályowszelep; 2 llllzvezeték; 3 kondenzvezeték; Elo E2. E3 ellenáramú készülékek
a visszatérll
vezetékben;
t.p
(~ (~
I
\
Xt
11-40. ábra. Forr6víz-rendszer HIlterme1és:
kazinban;
nyomástartás:
a kazánban
gózpárával;
Ahálózat az OS szakasz kivételével túlnyomás alatt áll. Ezt a szakaszt azonban úgy lehet kialakítani, hogybenne az abszolút nyomás annak ellenére növekedjék,hogy a csovezeték mentén gozpárna által meghatározottnyomás egyre csökken. Ennek egyszeru módja az, hogy az OS szakaszt eros lejtéssel, esetlegfüggolegesen kapcsoljuk a szivattyú szívócsonkjához.Hátrány, hogya szivattyú az eloremeno vezetékbenvan. Ha a szivattyút a visszatéro vezetékben helyezzük el,a vizsgálat a 11-36. ábrán bemutatott esethez
nyomásviszonyai
s2ivattyú:
az elllremenll
vezetékben;
1 gózfogyaszt6hoz
hasonlóan végezheto, az elgozölgés veszélyét keveréssellehet elkerülni. Nagy kiterjedésu hálózatok építésekor problémát okoz a terepszint változása. A hálózat magasabban fekvo pont jaiban sem lehet kisebb a nyomás a homérséklethez tartozó telitési nyomásnál. Ezért a kazánban igen nagy nyomást kell tartanunk, majd a homérsékletet keveréssei kell csökkentenünk. Szivattyú az eloremeno és visszatéro vezetékben. A 11-41. ábrán látható elrendezésben két gozkazán termeli a forró vizet. A kazánok vizoldalait a pár-
420
TÁVFUTÉSEK
Ap
,--' I I I I I I I I
i
!!iGSz I
I : I
Sz
J
I
L
-- ---0=.=---1]
11-41. ábra. Forróvíz-rendszer
fkü/
nyomásviszonyai
Hótermelés: kazánban; nyomástartás a kazánban gózpárnával; szivattyú az elóremenó és visszatéró vezetékben
huzamos üzem, gozoldalait pedig a vízszint egyenletességének biztosítására kötjük össze. A B keveroszeleppel az eloremeno vezeték megengedheto maximális homérsékletét állítjuk be, és utána a beállítást rögzítjük. Az Sz szabályozószelep a külso homérsékletnek megfeleloen automatikusan végzi a rögzített keverésen túlmeno keverést, s így a mindenkor szükséges eloremeno forróvíz-homérsékletet beállítja. Az 1. és II. szivattyú kényszerkapcsolata az üzembiztonság miatt itt is szükséges. A szivattyúk sorba kapcsolásának két gyakran alkalmazott esete: Ha a lakótelepig hosszabb távvezetékszakasz szállítja a forró vizet és a lakótelepen csak elosztóvezeték van, szokásos megoldás az ún. serkentoszivattyú alkalmazása. Ez esetben az eromuvi szivattyú nyomása éppen arra elegendo, hogya telep határáig szállítsa a forró vizet, a telep határán levo elosztóközpontban van a serkentoszivattyú-állomás. Így a lakótelep fejlodése nem befolyásolja az eromuvi szivattyútelep kialakítását. A városi hoközpontban a visszakeverésre is van mód. Ezzel elérheto, hogy - amennyiben szükséges - az eromubol magasabb homérsékletu vizet továbbíthatunk, mint amilyent a lakótelep fogadni tud. Ha nagyon hosszú távvezeték épül, akkor szükség lehet a vezeték mentén több serkentoszivattyú-állomás létesítésére. Ha ugyanis a vezetékrendszer elején akkora nyomást létesítenénk, amely elég volna a vezeték végéig a nyomásveszteség fedezésére, akkor a vezeték elején rendkívül nagy lenne a nyomás, és igen drága szerelvényeket kellene alkalmazni. Ilyenkor a serkentoszivattyúk számát és emeloma-
gasságát úgy kell meghatározni, hogy egy meghatározott nyomáshatárt ne lépjünk túl. A nyomásviszonyok ismerete azért is szükséges, mert az üzemnyomás a fogyasztónál is érvényesül. Ezért a futött létesítményekben levo berendezéseket az üzem közben beálló statikus nyomásra kell méretezni. Különös jelentosége van ennek a kérdésnek közvetlen rendszerek esetén, amikor a házi futési berendezés és a távvezeték hidraulikailag egy rend· szert alkot, és a futotestek nyomásállóságának határa van. Itt kell nyomatékosan rámutatnunk arra, hogy ilyen és ehhez hasonló kérdések miatt a távfutéseket mint egységes rendszereket kell vizsgá1ni, ellenkezo esetben súlyos muszaki és gazdaságossági problémák keletkezhetnek. A hálózatok kialakításakor a nyomásviszonyokat illetoen a következo szempontokat kell figyelembe venni: - a szivattyú lehetoleg a visszatéro vezetékben legyen; - a visszatéro ágban a nyomás kisebb legyen, mint az eloremeno vezetékben a víz elgozölgésének megakadályozásához szükséges nyomás; - a kazán ne kerüljön túlnyomás alá; - az eloremeno és visszatéro víz keveréséhezne legyen szükség külön szivattyúra; - elgozölgés a rendszerben sehol se következzék be;
- a fogyasztók részére az igényelt nyomás rendelkezésre álljon; - a fogyasztóknál a statikus nyomás ne legyen nagyobb a megengedettnél.
421
HOSZÁLLíTÁS
11.3.2. Nagynyomású göz-távvezetékek 11.3.2.1. Osztályozás A nagynyomású gozvezeték-rendszereket a forróVÍZ-rendszerekhezhasonlóan osztályozhatjuk : - a vezetékhálózat elrendezése, - a párhuzamosan haladó vezetékszálak száma, - a vezetéken szállitott goz állapotjelzoi szerin~. A vezetékhálózat elrendezése a forróvíz-vezetékéhezhasonlóan lehet sugaras, kör vagy hálós. Olyan megoldás is lehetséges, hogy a telep határáig nagynyomású gozvezeték halad, onnan pedig az ipari fogyasztókhoz gozt, a kommunális létesítményekhez forró vizet vezetünk. A forró vizet a gozbol a telephatárán levo átalakítóállomáson készítik. A párhuzamosan haladó vezetékszálak száma szerint van négy-, három-, ketto-, egyvezetékes rendsze1".:l A négy- és háromvezetékes rendszerek kialakításához az vezetett, hogy gyakran szükséges két gozvezeték alkalmazása, ha a nagynyomású gozt egyidejulegfutési és ipari célra (vagy egész éven át egyébcélra, pl. meleg víz eloállitására) használják. Ekkor az egyik vezetéket a nyári (ipari), a másikat a téli (futési) gozszükséglet szállítására méretezzük. Ha csak egy vezetéket tervezünk a teljes gozszükségletszállitására, akkor nyáron, kisebb gozszükséglet esetén is megközelítoen ugyanakkora a vezeték hovesztesége, mint télen a teljes gozszükséglet szállitásakor. Mindkét vezeték üzeme esetén ugyan a két vezeték hovesztesége valamivel nagyobb, mint egyetlengozvezetéké, de hosszú idore tervezett berendezésnél gazdaságosabb a vezeték megosztása. Nagy fontosságú fogyasztók, pl. kórházak részére biztonsági okokból két gozvezetéket készítenek. Ritkán elofordul a gozvezeték megosztása tisztán futésihálózatban is, elsosorban szabályozási okokból.E meggondolás alapján a gozvezeték megosztható 1: 1 vagy 1: 2 arányban. Két gozvezeték esetén alkalmazhatunk két külön vagyegy közös kondenzvezetéket. Két külön kondenzvezetékre általában csak akkor van szükség, ha a kondenzátumok különféle nyomásúak. Így alakulki a négy- vagy háromvezetékes rendszer. 'Akétvezetékes rendszer egy goz- és egy kondenzvezetékboláll. Ez a megoldás terjedt el leginkább, hagyományosnak és általánosan alkalmazottnak tekintheto~ Az egyvezetékes rendszer egy gozvezetékbol áll, a kondenzátumot nem juttatjuk vissza az eromube
vagy kazánházba. Ezt a következok indokolhatják: - nagyon hosszú távvezeték; - a terepviszonyok lehetetlenné vagy nagyon drágává teszik a kondenzátum visszavezetését ; - a fogyasztó valamilyen ipari célra igényli a lágyított kondenzátumot; - a fogyasztóknak futési vagy ipari célra kiadott gozmennyiség és ennek kondenzátuma nem számottevo az eromu kazántelepében eloállított összes gozmennyiséghez képest. - a goz a fogyasztónál erosen szennyezodik. A goz állapotjelzoi szerint megkülönböztetünk telített és túlhevített goz vezetéket. Tekintve, hogy a fogyasztók túlnyomórészt telített gozt igényelnek, általános&ágban a telített goz szállításával foglalkozunk. Sokkal elonyösebb azonban a túlhevített goz szállítása, mint a telített gozé.. A túlhevített goz a fogyasztók elott gozhuto berendezésekkel telítetté teheto.
11.3.2.2. Nagynyomású goz-távvezetékek kialakítása A gozvezetékek szerelésekor minden esetben gondoskodni kell a képzodo kondenzvíz üzembiztos elvezetésérol. Nagynyomású vezetékeknél ez azért különösen fontos, mert rendszerint nagy gozsebességet engedünk meg, hiszen ezzel csökkentheto a vezeték átméroje. (Telített, nagynyomású gozvezetékekben a maximális sebesség 50... 70 mis.) Nagy gozsebességek esetén lényeges a vízütések elkerülése. A vízütés helytelenül szerelt nagynyomású gozvezetékben az összegyult kondenzátum idonkénti lökésszeru továbbításából keletkezik. Ennek elkerülésére a gozvezetékeket rendszerint az áramlás irányába lejtéssei fektetjük és helyenként víztelenítésükrol gondoskodunk. Vízteleníteni kell ezenkívül a vezetékeket az elzárószerkezetek elott, valamint a fogyasztók elott is, nehogy a leálláskor esetleg bennük maradt víz a goz újbóli bebocsátásakor vízütést idézzen elo. Csatornába fektetett távvezetékek víztelenítoit leszállóaknák építésével tesszük hozzáférhetové. A vezeték esése nagynyomású gozvezetéknél minimálisan 1%O, általában 3.. .4%0. Hosszú vezeték esetében ez túlságosan mély csatornaszerelvényt tenne szükségessé, ezért a gozvezetékeket furészfog alakban építjük, és minden emelkedés elott víztelenítjük (11-42. ábra). Az esés nagysága befolyásolja a hálózat üzembe helyezési idejét. Ha ugyanis a gozvezeték lejtése kicsi, akkor a kondenzátum áramlási sebessége is kisebb lesz, s ezért a gozt csak lassabban szabad a vezetékbe engedni, különben a nagy sebességu goz
422
TÁVFUTÉSEK
5
_~__I I
i ---"~--,------L---~--l-...J I
i
i
'7
11-42. ábra. Nagynyomású gozvezeték kialakítása 1 gozvezeték;
2 kondenzvezeték; 3 vlzte1enftési hely kialaldtása; denzedény; S gozfogyasztó; 6 terepszint
4 kon-
a lehult vezetékben keletkezett nagyobb mennyiségu vizet maga elott tolva vízütést okoz. A hálózatot egyébként is rendkívül gondosan, a szelepek lassú, fokozatos nyitásával kell üzembe helyezni. Túlhevített goz szállítása esetén lényegesen kevesebb víztelenitési helyre van szükség, a lecsapódásból eredo igen kis mennyiségu kondenzátumot nem szükséges a kazánházba visszavezetni. A túlhevitett goz vezetékén egyszerubb víztelenítési helyek kialakítására van lehetoség. Ugyanez vonatkozik minden olyan víztelenítési helyre, ahol csapadékképzodés csak a vezeték üzembe helyezésekor vagy leálIításakor várható. Itt elegendo kézi muködtetésu leeresztést kiképezni. Ha a csapadék mennyisége jelentéktelen, és visszanyerésrol nem kell gondoskodni, a vizet - az ellenorzés lehetosége végett - tölcséren keresztül atmoszferikus nyomású edénybe vagy csatornába eresztjük. A tölcséren keresztül való vízleeresztést a goznyomás korlátozza, nagyobb nyomásokon ugyanis az ilyen elvezetés a zaj képzodés és a baleseti lehetoség miatt nem tanácsos. Ilyen esetekben a vizet zárt edénybe eresztjük le, tölcséren keresztüli leeresztéshez -legfeljebb rövid ideig tartó megfigyelés céljából - a zárt vÍZtelenítéssei párhuzamosan kapcsolt, kis méretu szerelvényt szabad csak használni. A kézi muködtetésu víztelenítési helyeket mindig kettos, sorba kapcsolt, egyébként szokványos kivitelu szeleppel zárjuk le. A két szelep közül az elso, a gozáramlás irányából a gozvezetékhez közelebb eso, teljesen zárva vagy teljesen nyitva legyen, nehogy a víztelenitési folyamat a szelepülést kikoptassa, és a szelep tömör zárása megszuojék. A második szelep gyakran fojtókúpos vagy tu alakú, amellyel a víztelenítés pontosan szabályozható. Ennek tömör zárása csak másodrendu szempont, mivel az elso szelep tömören elzárható. Az elso szelep tömör zárására azért is kell ügyelni, mert a második fojtószelep gyakrabban. szorul javításra, és ezért szükséges, hogy az elso szelep zárása után üzem közben is kiszerelheto, cserélheto és javítható legyen.
A kondenzátumot ezekben az esetekben hutoaknán keresztül lehet a csatornába vezetni. Víztelenítési helyek kialakítása. Víz/evá/osztók. A legegyszerubb vízleválasztó kiképzéseket a 11-43. a) ábrán láthatjuk. Ezeket a megoldásokat inkább kisebb nyomások és folytonos üzem esetén alkalmazzuk. Nagyobb nyomásokhoz alkalmazható jól kialakított vízleválasztót a 11-43. b) szemléltet. Indításkor a hideg csovezetéken igen nagy menynyiségu goz csapódik le, a képzodo nagy mennyiségi! kondenzvizet pedig nemcsak leválasztani, hanem összegyujteni is kell, mert a kondenzedény nincsen olyan nagyra méretezve, hogy azt el tudná vezetni
1
J3
11-43. ábra. Víztelenítési helyek kialakitási lehetoségei a) csobol kialaldtott
vizleválasztó;,b) nagyobb nyomáshoz vizleválaszt6; e) nagy térfogatú vfzIeválasztó
1 nedves
g<'5z;2 száraz, te1itett &<'lz;3 kondeozátum;
alhlm ••"ooI
K iltköz<'5kúp
423
HÖSZÁLLITAs
Erre a célra olyan térfogatú vízleválasztók szükségesek, amelyek az inditáskor keletkezo egész kondenzvíz-mennyiséget be tudják fogadni. Ilyen nagy térfogatú vízleválasztót láthatunk a 11-43. ej ábrán. A goz-víz keverék a nyíl irányában jut a leválasztóba, ahol a K kúpnak ütközik. Ezen a legfinomabb vízrészecskék is cseppekké sürusödnek és lefolynak az edény alsó részébe, míg a száraz goz ellenkezo irányban halad tovább. Megjegyezzük, hogy a vízleválasztók ellenállása meg!ehetosen nagy, amit a méretezéskor figyelembe kell venni. A víztelenítési helyek kiképzéséhez csatlakoznak az önmüködo csapadékvíz-elvezeto vagy kondenzedények. Az önmuködo esapadékvíz-elvezeto szerelvény teljesítménye a goznyomástói függ. Ugyanaz a szerelvény nagyobb nagyobb teljesítményu, mint nyomáskülönbségnél kisebbnél. A szükséges átereszto keresztmetszet azonos teljesítmény esetén a nyomáskülönbség növekedésévei csökken. A gyártó cégek teljesítményként azt a legnagyobb óránkénti vízmennyiséget adják meg, amely a teljesen nyitott keresztmetszeten a teljes nyomáskülönbség esetén át tud folyni. Miután az ilyen szerelvény üzeme mindig szakaszos, gyakorlatilag az átlagteljesítményt nem célszeru a legnagyobb teljesítmény egyharmadánál nagyobbra venni. A kondenzedények többféle elven muködhetnek, ismerünk mechanikus, ütközéses (labirint), termosztatikus és termodinamikus elven muködo berendezéseket. Mechanikus berendezések. Ezek általában úszóval vezérelt csapadékvíz-elvezetok, a legrégebben ismert szerelvények. Az úszóvezérlésu csapadékvíze!vezetok ma már túlnyomóan zárt úszóval készülnek.A zárt úszó a vízszint változása következtében kar-áttétellel szelepet, tolózárat vagy csapot nyit meg. Helyes méretezés esetén az összegyult csapadékot egyenletesen vezeti el, üzeme folytonos. A szelepzárás a legegyszerubb, de a nagy kiáramlási sebességek miatt elkerülhetetlen kopások ezt leghamarabb teszik tömörtelenné. Tolattyús és forgócsaposelzárások még kopás esetén is tömören zárnak az úszó nagyobb pályán való mozgása következtében. A tolattyús zárás további elonye, hogy csúszómozgásával a zárófelületeket állandóan tisztán tartja és a lerakódásokat megakadályozza. Ilyenszerkezetek nagy nyomáson és magas homérsékleten is üzembiztosan muködnek (11-44. ábra). A csapadékelvezetokbol a víz a gozvezeték nyomásának megfelelo telítési homérséklettel lép ki, és miután az elvezetésben rendszerint nincs ellennyomás, a víz elpárolog. Ezért muködése nagyobb nyomásokon nehezen ellenorizheto, mert a gozki-
tz
4-
J
11-44. ábra. Úszögolyós kondenzedény 1 kondenzátum a víztelenltési helytol; 2 légtelenítés; 3 kondenzátum a kondenzvezetékhez; 4 úszógolyó; 5 tolattyú; 6 mozgatószerkezet az úszó fennakadásának esetére
fújás származhat rosszul záródó tömítetlenségbol, de lehet szabályos muködés következménye is. Az ellenorzésnek ilyenkor két módja van. Figyelni kell a csapadékvíz-elvezeto készülék gozvezetéki csatlakozása elott az átáramló goz homérsékletét vagy pedig az edényre. szerelt vízszintmutatóval az úszó muködését. Gozvezetéki hálózatok legnagyobb veszteségét az úszós csapadékelvezetok tömörtelensége okozza. Komolyabb üzemekben ezek ellenorzésére és karbantartására igen nagy gondot forditanak, ennek költsége hamar rnegtérül. Az ütközéses és labirint jellegu csapadékvíz-elvezetok müködési elve, hogy a fúvókán lényegesen nagyobb súlyú víz megy keresztül, mint goz. Készülnek mint egyszeru fúvókák vagy pedig mint több tárcsás labirintok. Ezek a szerkezetek gazdaságosan muködnek, a legnagyobb nyomásokig alkalmazhatók, és ha egyszer jól beszabályozták oket, gozveszteségük elhanyagolhatóan csekély. Legnagyobb elonyük, hogy nincs mozgó alkatrészük. Különösen ott muködnek kifogástalanul, ahol a goznyomás és a csapadékvíz-mennyiség nagyjából egyenletes. Termodinamikus csapadékelvezeto. Különleges szerkezetü, 40 att üzemnyomásig alkalmazható a termodinamikus elv alapján muködo ÚD. Sarcorendszeru edény (11-45. ábra), amelyben a kis sebességu csapadék a szabadon lebego zárótárcsát megemeli, míg a nagy sebességgel áramló goz azt
TÁVFUTÉSEK
424
2
11-45. ábra. Termodinamikus 1 kondenzátum
a VÍztelenítési helytol;
kondenzedény
2 kondenzátum
a kondenzvezetékhez
,l'
2 11-46. ábra. Kondenzedény 1 kondenzátum
megkerülovezetékkel
a vizte1enítési helytol; 2 kondenzátum
a kondenzvezetékhez
leszívja és elzárja. A készülék egyszeru, olcsó, a gyakorlatban bevált. Csapadékvíz-elvezetok beépítése. Csapadékvíz-elvezetokhöz gyakran ún. megkerüloket építenek, hogy az idonként - különösen induláskor áramló rendkívül nagy csapadékvíz-mennyiséget az edény megkerülésével vezessék el. Olyan szerkezeteket is gyártanak, amelyekbe ez a megkerülovezeték közvetlenül be van építve és szeleppel nyitható. Ha ezt a szelepet nyitva felejtik vagy késon zárják el, sok goz mehet veszendobe. A szelep nem tömör zárása következtében is igen nagy veszteségek keletkezhetnek. A szokványos kapcsolás a 11-46. ábrán látható. A megkerülovezeték kiküszöbölésére két módszer van. Vagy olyan nagyra kell választani a csapadékvíz-elvezetot, hogy el tudja vezetni az idolegesen átömlo nagy csapadékmennyiséget is, vagy pedig, ha azt akarjuk, hogy üzem közben is lehessen javítani, gazdaságosabb két, egymással párhuzamosan kapcsolt készülék beépítése. Légtelenítés és légbeeresztés. A légtelenítot a gozés vízvezetékek legmagasabb pontján kell beépíteni lehetoleg úgy, hogy a légtelenítés helyéig a vezeték állandóan emelkedjék. A légtelenítés célja az induláskor és 'leszálláskor felgyülemlo levego eltávolítása.
Gozvezetékeken ott, ahol nagyobb légmennyis6gek gyfi1nek össze, általában elegendo kézi mukötJ. tetésu légteleníto, ill. légbeereszto szerelvényrol gon· doskodni. A vezetékek legmagasabb pontján kiképzett légtelenítési helyek rendszerint nehezen hozzá· férhetok, ezért célszeru, ha a légtelenítési helytola kis méretu légteleníto csovezetéket elhozzuk a leg· közelebbi kezeloszintig, és a szerelvényt a kezeloszinten, könnyen elérheto magasságban helyezzük el. Nagynyomású vezetéken kettos elzárószere~ vényt alkalmazzunk. Az egyik szerelvényt közvet· lenül a légtelenítési leágazásra s4Crelhetjük, ez üzem közben állandóan nyitva van, a másik szerelvényt pedig elhozzuk a kezeloállásra. Ez utóbbi szerelvény után tölcsért kell beépíteni a csatornába vezeto csocsatlakozással, így könnyebben ellenoriz· heto a helyes muködés. Készítenek önmuködo légteleníto és légbeszívó szerelvényeket is, ezeket azonban eromuvek és ipar· telepek csovezetékeihez csak nagy óvatossággailehet felhasználni, mert gyakran meghibásodnak. Csak nehezen hozzáférheto, ill. kezelheto helyeken: távvezetékeken, továbbá kiterjedt futési hálózatokon alkalmazzuk, hogy nagyobb vezetékek vagy berendezések egyszerre és egyszerubben legyenek üzembe helyezhetok. A szerkezet ugyanazon elven muködik, mint az önmuködo csapadékvíz-elveze· . tok. A muködést vagy úszógolyó, vagy könnyen pá. rolgó folyadékkal teli, membránszeru test idézielo. Az úszógolyót az összegyult levego a folyadékszint süllyedése következtében lesüllyeszti, ez légtelenítés esetén külso szelepet nyit, és a belso túlnyomás a levegot kiuzi, légbeeresztéskor pedig, minthogy vákuum keletkezik, az úszó levegot bocsát be. A tágulótest a gozhomérsékleten kitágul és a lég· telenítonyílást zárja, míg a hidegebb levegoben ösz· szehúzódik és a légkibocsátáshoz a szelepet nyitja. Kondenzvíz-vezetékek. A kondenzvíz a kazánház· ba visszavezetheto természetes eséssei, de nagy· nyomású gozvezetékeknél ez a terepviszonyok ésa rendszer kiterjedtsége miatt rendkívül ritkán lehet· séges. Általában szivattyús kondenzvíz-visszatápIá· lás szokásos. Ezt gyakorlatilag úgy oldják meg, hogy a szomszédos vagy egymáshoz közel és ked· vezoen fekvo fogyasztók kondenzátumát gravitá· ciósan közös gyujtotartályba vezetik, és egy-egy nagyobb gyujtotartályhoz létesítenek visszatáplálászivattyú-állomást. Ipari berendezésekben, ahol a vezetékeket gyak· ran szabadon vezetik, a kondenzvizet eloször slivattyúval magasan elhelyezett tartályba nyomják, ahonnan gravitációsan folyik a hotermelo központ· ba. Ennek az elrendezésnekaz az elonye, hogya kondenzvezeték mindig kiürül, és így az esetleges téli üzemszünet idején nem fagyhat be. Fagyveszély
425
HOSZÁLLíTÁS
esetén csak a szivattyú nyomóvezetékét kell vízteleníteni. Zárt rendszerben bizonyos magasságra a nagynyomású goz is el tudja juttatni kondenzátumát, ez azonban inkább csak egyedi fogyasztóknál alkalmazható. Ilyen esetekben használatosak a goznyomással muködo kondenzátemelok is.
\--,4-
5/'I \\
Ir \
1
11-47. ábra. U alakú kompenzátorok
11.3.3. Távvezetékek alkotóelemei 1 azon()s
A hotávvezeték szerelése, üzemeltetése, ellenorzéseés karbantartása, valamint biztonsági követelményeinek teljesitése komplex muszaki-gazdasági feladat. Ahhoz, hogy mind e feladatok célszeruen, könnyen és jól elvégezhetok és megoldhatók legyenek, a csovezetéket el kell látni méro-, ellenorzo és szabályozószerelvényekkel, oldható kötésekkel, szigeteléssel, meg kell oldani a csomegfogást és alátámasztást, valamint a csovezeték-fektetést.
szárhosszúsággal; 2 különbözo szárhosszúsággal; 3 kettos U kompenzátor; 4 elofeszítés hídeg állapotban; 5 kialakult helyzet a maximálís üzemí homérsékleten
_\
I !""---
1
11.3.3.1. Csövek, szerelvények A távvezetékek csoanyagaival, kapcsolási módjaival, szerelvényeivel a 6.4. pont, a muszerekkel, ill. szabályozószerkezetekkel a 6.7. és 6.8. pont foglalkozik.
I
2 11-48. ábra. Líra-kompenzátor llíra; 2 keltos líra
11.3.3.2. Hotágulást felvevo szerkezetek A hotágulás felvétele kétféle módon lehetséges:
- a csovezeték vonalvezetéséveI (csobol készült kiegyenlitok); - hotágulást felvevo szerkezetekkel. Hotágulásfelvétele a csovezeték vonalvezetésével. Ez minden esetben egyszeru, gazdaságos, karbantartást nem igénylo megoldás. VonalvezetésseI a hotágulás kiegyenlitésére alkalmas -az ivcso, - az U kompenzátor, - a lira-kompenzátor. Az ivcsöveket foleg kisebb berendezésekhez alkalmazzák,és hegesztésseI kapcsolják a csovezetékhez,mert az ivcso elmozdulásával akarimák sikjai semmaradnak párhuzamosak, és a tömitések áteresztovéválnak. Az U kompenzátorokat rendszerint elofeszitve ·szerelik. Kialakitásukat a 11-47. ábra szemlélteti. A lira-kompenzátor rugalmasabb, mint az U alakú hotágulás-kiegyenlito. Igényesebb és költségesebb szerkezet, ezért csak ott alkalmazzuk, ahol aztkisebb helyigénye indokolja (11-48. ábra).
11-49. ábra. Lencsekompenzátor
Hotágulás felvételére alkalmas szerkezetek. Elonyük, hogy a csovezeték irányváltoztatása nélkül alkalmazhatók. Lencsekompenzátor. Egyszerubb kivitelben az oldalfalak párhuzamosak (11-49. ábra). Szilárdságilag kedvezobb, ha a hullám görbületi sugara nagyobb, és az oldalfalak kifelé széttartók. A lencsés kiegyenlito a hotágulás mértékének megfeleloen egy vagy több tagból készülhet. Általában 3.. .4 mm vastag lemezbol, két részbol melegen
426
TÁVFuTÉSEK
sajtolva, a külso és belso éleken körvarrattal öszszehegesztve készítik. A lencséket legfeljebb 3.. .4 bar (3.. .4 at) üzemnyomásig alkalmazhatjuk, mivel legfeljebb 4 mm vastag lemezbol készítik oket, hogy ne legyenek túl merevek, és a tágulást fel tudják venni. Egy-egy lencse kiegyenlítoképessége a nagyságtói és kiviteltol függoen általában 5... 20 mm közötti. Legfeljebb 12 tagú kiegyenlítot alkalmazunk. Tömsze1encés kompenzátor. A tömszelencés kiegyenlíto legfobb hátránya, hogy bizonyos idoközökben kenni és a tömitéseket cserélni kell. Készülnek megbizható szerkezetek, amelyekben a tömszelence súrlódása igen kicsi, és a tömítések élettartama nagy. A beépített kiegyenlíto körül karbantartás céljára tágas helyet kell hagyni. A tömítés túl eros megbúzása, a tömszelencefedél egyoldalú húzása, a csúszócso beszorulása vagy a tömítés besülése miatt a tömszelencés kiegyenlíto ellenállása jelentosen megnohet. Tömszelencés kiegyenlíto látható a 11-50. ábrán. Fémtöm1os, lemezrugós és membrán os kiegyenlítok. Fémtöm1os kiegyenlítot 600 mm terjeszkedoképességig készítenek. Különleges eljárással hegesztett hullámcsövet eros acél védoköpennyel vesznek körül. A csovéget karimás csatlakoztatásra vagy behegesztésre alkalmas kivitelben is gyártják. A búzó- és nyomó-igénybevételeket oldalt eros idomacélok veszik fel; a karimák minden helyzetben párhuzamosak. A fémtömlo anyaga hoálló ötvözött acél. A beépítéskor ügyelni kell arra, hogya tartó acélok az elmozdulás síkjában feküdjenek. A lemezrugós hokiegyenlítot általában kisebb nyomásokra alkalmazzuk az aránylag nagy rögzítettpont-erok miatt. Két, karimával vagy behegesz-
11-50.ábra. Tömszelencés kompenzátor 1 áramlási irány
tésre alkalmas csovéggel ellátott csodarab közé redozött lemezgyurukbol készült acéllemez rugósorozatot építenek be (11-51. ábra). A lemezrugókat, ill. lemeztárcsákat króm-molibdén acélból készítik, a külso és belso kerületen váltakozva össze.. hegesztik és hokezelik. A kiegyenlíto belsejébena súrlódás, zajképzodés és lerakódás csökkentésére gyakran védocso- van. A lemezrugók számát a hotágulás mértékének megfeleloen választjuk. Fontos itt is a jó egyenesbe vezetés, amely az oldalkihajIást megakadályozza. E kiegyenlítoket irányváltoztatással is be lehet építeni, ez esetben az oldalsó, az elmozdulás síkjában levo eros idomacélokat kell használni. Ezáltal csuklós jellegu kiegyenlítoként muködnek, lényegesen nagyobb hotágulás felvételére alkalmasak, ésa rögzítettpont-erok csökkennek. A több rétegu membrán os kiegyenlíto a lencsés kiegyenlíto egyik különleges válfaja. A sok sík lencsébol összeépített kiegyenlíto fala több rétegíi, egyenként 0,2... 0,3 mm vastag acélszalagból készül. A belso nyomásnak megfeleloen a csofal több, pl. 10... 12 rétegbol is állhat. Ennek killönösen nagy rugalmasság az eredménye, és a kiegyenlítota legnagyobb üzemnyomásokra is alkalmassá teszi. Az egyes rétegek vékony fala miatt már a kis méretu hullámok kiegyenlítoképessége is jelentos, a kis hullámok a rögzítettpont-eroket sem növelik túlsá· gosan. A több rétegu membrán os kiegyenlítoket NÁ 100... 600 mm mérettel készítik. Az egyes hul· lámvölgyekbe kívülrol merevíto acélhuzal gyuruket helyeznek el, esetleges túligénybevételek esetén ezek gátolják meg a maradó alakváltozást és így a kiegyenlíto ido elotti tönkremenését. Ezek a kiegyenlítok készülnek irányváltozás nél· küli beépítésre, de készülnek oldalsó idomacél összekötéssei csuklós muködtetésre, irányváltozás. sal való beépítésre is. A kompenzátorok összefog· lalását a 11-2. táblázat tartalmazza.
11.3.3.3. A csovezetékek boszigetelése A hoszigetelés anyagainak, fajtáinak, módozatai· nak ismertetése a mai fejlettségi szinten részletes tárgyalást tesz szükségessé. Összefoglalását 1. a 6.10. pontban és az irodalomban [48], [49], [501 [51], [52], [53], [54], [91]. 11.3.3.4. Csofektetési módok
ll-51. ábra. Lemezrugós kompenzátor
A távf(itési csovezetékek beruházásnak, tervez6. sének és szerelésének módszere több tényezo függvénye, ezek
427
HOSZÁLLITAs 11-2. táblázat. Különféle héitágulás-kiegyenlíto'K jellemzo adatai
I
NÁhatárok. oC mm hlltágulás-kiegyeolltés, 150025 400 600 ISO 400 300 40 3OO 25· 4O·1()5 5... 3SO ... 20 600 ... 1000 5SO 100... 600 •100 25 400 80· 500 350 50 80 1()5 ...60) 400 1000 25·1()5 125 .3SO 125 SO... 5OO 40· 1()5 340 ..(ritkán .4 3...4 2000 25 (ritkán SO) 600) SO) 4SO) Ü7.emnyomás I(ritkán
membrán hasonl6 keresztmetszet) (tehermentesített) oldalfallal) (egyszeru)
Legnagyobb üzemicsovezetéknek hllmérséklet, 600 300 Csatlakozó Csatlakoz6 csovezetéknek megfeleloen
I
- a terepviszonyok ; - a távlati területi fejlesztés; - a rendeltetési cél; - a hazai anyagellátás ; - a gazdaságosság; - a beruházási keretösszeg. A csovezeték elhelyezheto mélyvezetésben (terepszintalatt) és magasvezetésben (terepszint felett). A távfuto vezetéket ott helyezzük el terepszint alatt, ahol a terepszint feletti vezetés valamely okból nem jöhet számításba, így pl. lakótelepeken. Egyébként, ha csak lehet, a futovezetéket terepszint felett vezetjük, és oszlopokon, épületek falsíkjain, tetozetén vagy egyéb létesítményeken, támfalakon, hidakon stb. leggyakrabban felfüggesztve helyezzük el.Újabban a lakótelepi épületeket úgy alakítják ki, hogy alagsoraikban közmualagút halad. Ahol az érintett terület beépítési, közlekedési vagy muvelési viszonyai megengedik, a csovezetéket lehetoleg kisebbmagasságú tartókon vagy közvetlenül a terepszintfelett, gyámokon, zsámolyokon helyezzük el. Terepszintfeletti vezetésnek tekintjük, ha a csovezetéket épületek pincéiben a födémre vagy a falra
szereljük. Goz- és forróvíz-vezetékek esetén életvédelmi szempontból ezt az elhelyezési módot külön biztonsági eloírások szabályozzák. 11.3.3.4.1. Csovezetés terepszint alatt
A terepszint alatti vezetés módszereinek kialakításakor a következo szempontokat vesszük figyelembe: - a hoszigetelés mértéke és módja feleljen meg a muszaki-gazdaságossági követelményeknek; - a csotávvezeték élettartama legalább 50 év legyen; - a vezetéknek teljesen vízzáró külso szigeteloburkolata legyen; - a hoszigetelés korróziót nem okozó anyagból készüljön, és a külso vízzáró védoburokkal azonos idoállóságú legyen; - a vezeték korrózió ellen védett legyen; - a csovezeték építési szervezése zárja ki a nehéz testi munka szükségességét, elemei elore gyárthatók és fektetése, szerelése gépesítheto legyen;
428
TÁVFUTÉSEK
- a futovezeték védett legyen a növényzet gyökerei, külso terhelés, más vezetékek hatása és kóboráram ellen. A terepszint alatti futo-távvezeték elhelyezheto védocsatornában vagy védocsatorna nélkül, közvetlenül a talajban. Tekintettel arra, hogy a távfutés költségeinek jelentos részét a távvezeték-hálózat beruházása képezi, ezért ennek csökkentésére új megoldásokat keresnek, a hagyományos vasbeton védocsatornába való fektetési módszer helyett. A vezetékek ho- és nedvességszigetelésének módja szerint a terepszint alatti futo-távvezetékek három csoportba sorolhatók: - a nedvesség- és hoszigetelést más és más anyagokkal, külön-külön szerkezetekkel végzik. Ide tartoznak a fedlapos (11-52. ábra) vagy süveges lefedésu vasbeton csatornákban, vagy kör keresztmetszetu védohüvelyekben (pl. acélcso) elhelyezett, köztartó gyurukkel ellátott hoszigetelt távfutocsövek [11-52. a} és b} ábra]; - a nedvesség-és hoszigetelést más és más anyagokkal, de egyesített szerkezettel végzik, légrés nincs. Ide sorolhatók a könnyubeton, valamint száraz feltöltés védelmek, ahol a hoszigetelt csövet közvetlenül körülveszi a nedvesség elleni szigetelés [ll-52. e}, d}, e} ábra]; - mind a nedvesség-, mind a hoszigetelést ugyanazon anyaggal végzik. A szárazanyag szigetelés a szigeteletlen csovel érintkezhet, légrés nincs [11-52.f} ábra]. Futo-távvezetékek védocsatomában. Vasbeton védoesatorna. A futo-távvezetékek vasbeton védocsatornái járható, kúszható és nem járható méretekben készülhetnek. Az elso kettot ritkán alkalmazzuk, mert nagyon költséges, a harmadik fajta (nem járható) annál surubben fordul elo, és ma már a korszeru lakótelepeken a közmuellátottsághoz soroljuk. Járható védocsatornában nemcsak a futovezetéket, hanem a közelben levo egyéb párhuzamos közmuvezetékeket is elhelyezhetjük (közmualagút). Járható védocsatornát alakítunk ki, ha - négynél több csovezetéket, esetleg több közmu vezetékeit kell közös védocsatornában elhelyezni; - fokozott üzembiztonságot kell megvalósítani ; - az építés befejezése után fel nem bontható terep alatt halad a futovezeték (pl. városi terek, nagyforgalmú utak stb.); - a talajvíz ellen kell védeni a vezetéket. A járható védocsatorna legkisebb belmagassága 2 m. Szélességi méreteit megszabja, hogy a fal és a csovezeték szigetelésének külso széle, valamint az egyes csovezetékek szigetelésének külso széle között legalább 10 cm távolság legyen. Kettonél több
f) 11-52. ábra. Futó-távvezeték hó- és ví:zszigetelése aj vasbeton védocsatorna (nedvesség- és hoszigetelés külön-külön met-
oldva, légréteggel elválasztva) 1 térszint; 2 vasbeton védocsatorna; 3 hoszigetelés; 4 haszon- (fllt6-)csel; 5 csotámasz; 6 szerelo betonlap bJ elore gyártott hotávvezeték (nedvesség- és hoszigetelés külön-k1iI&I megoldva, légréteggel elválasztva) 1 térszint; 2 vizszigetelo (azbesztcement) cso; 3 hoszigetelés; 4 haSZaI. (fííto-) cso e) elore gyártott hotávvezeték (nedvesség- és hoszigetelés külön-küJ&a megoldva, légréteg nincs) 1 térszint ; 2 vizszigetelo réteg; 3 könnyöbeton hoszigetelés; 4 haSZaI. (fötö-) cso dJ
elore gyártott hotávvezeték (nedvesség- és hoszigetelés külön-kül&t megoldva, légréteg nincs)
1 térszint ; 2 vizszigetelo (kemény PVC cso); 3 hoszigetelés; 4 ••••••• (föto-) cso ej elore gyártott hotávvezeték (nedvesség- és hoszigetelés külön-küJ&a
megoldva, légréteg nincs) 1 térszint; 2 vizszigetelo bitumenmassza; 3 hoszigetelés; 4 haszon- (ftIt6.) cso fJ hotávvezeték hidrofób porban (nedvesség- és hoszigetelés anyagban)
UllYlIIIUIlI
1 térszínt; 2 muanyag fed1ap vagy m(\anyag zsák, amiben a port SdIIilGlO tál<; 3 bennmaradó vagy kihúzható zsaluzat; 4 ho- és vlzszigetelo(hi~ por; 5 haszon- (föto-) cso; 6 szerelobeton vaay alátöltött ta1aj
HOSZÁLLÍTÁS
cso egymás mellé nem szerelheto. Nem járható védoe8atornákban levo hotávvezetékek és a csatorna szerkezete közötti minimális, szabad távolságokat tájékoztató jelleggel a 11-3. táblázat tartalmazbelso sikjáig NÁ faláia 50-70 za. A járható védocsatornákban m távolCs6átméro. Szigetelt ságonként lejárókat kelllétesiteni. A fenntartáshoz csoleereszto nyílásokat (hosszú, egyenes szakaszokon legalább 300 m-enként) létesitünk 12 m hosszban, hogy a 12 m hosszú csoszálak cseréjét lehetové tegyük. A védoe8atorna szelloztetési lehetoségérol, a szivárgó vagy csepego vizek elvezetésérol gondoskodni kell, nehogy a csatorna. anyaga 50 oC fölé 100... 300 ... 260 500 melegedjék, mert ennél magasabb homérsékletet a beton nem képes károsodás nélkül elviselni. A védocsatornában világítási vagy egyéb célokra csak 24 V-nál gyengébb törpefeszültség alkalmazható. Kúszható (félig járható) védocsatornában vagy csoalagútban levo vezetékek és a csatorna, ill. alagút szerkezete közötti minimális, szabad távolságokat tájékoztatásul a 11-4. táblázatban közöljük. Vasbeton védocsatornák hazánkban szokásos kiviteleit a 11-53. ábra szemlélteti. A védocsatornát általában elore gyártott vasbeton elemekbol készitjük. Talajvizszint felett a védocsatornát elégségesnedvesség ellen szigetelni, és az egyes csatorna11-3. táblázat. Nem járható védocsatomákban elhelyezett bótávvezetékek és a csatorna szerkezete közötti minimális szabad távolságok csofelülettol aSzigetelt védocsofelülettol között fenékszint belso fenékbelso afelületek csatorna acsatomafedél. ill. csofelülettol szintjéig Szigetelt
mm
40... 50
80 50 60 ... 160 100 140 70 95 80 ... 120 40 30.. 60 50 90 .. 95 80 .45 ... ..90 ....55 75 ... 60 95 ...95 130 110
I 65 ... 75
Szigetelt
429
11-4. táblázat. Kúszható védocsatomában elhelyezett hotávvezetékek és a csatorna szerkezete közötti minim"li •• szabad távolságok között csofelülettol Szigetelt csofelülettol acsófelületek csatorna abe1sófenékcsófelülettol fenékszint szintjéig Szigetelt fedél,iII. acsatornacsatorna
Szigetelt
mm
25 ... 80 160... 200 150 100 140 120... 200 200 150 170 200 150
elemek csatlakozási hézagait vízzáró tömitéssel ellátni. Ha a védocsatornát a talajvizbe kell fektetni, akkor azt tökéletesen vízzáró szigetelésseI kell ellátni (legalább négyrétegu, ragasztott, bitumenes vizszigetelo lemez). A csatornába esetleg mégis bejutó talajviz eltávolítására a védoe8atornát 2%o-nél nagyobb lejtésseI készítjük, és a vizet aknában gyujtjük össze, ahonnan idonként eltávolítjuk. A vasbeton védocsatornáknak sok olyan elonyük van, amelyek alkalmazásukat ma is indokolttá teszik. A vasbeton lefedés (fedlap, süveg stb.) leemelheto, és a hibát rombolás nélkül meg lehet keresni. Az átnedvesedett hoszigetelést futésseI és szellozéssel ki lehet szárítani. A védocsatornában elonyösebben lehet szerelni, mint közvetlenül a munkaárokban. A hoszigetelés elkészítése után a csatorna azonnal lefedheto és a védocsatorna szigetelheto. A fedlapot vagy süveget tetszés szerinti jármusúlyra méretezhetjük. Hátránya a hosszú kivitelezési ido és a nagy beruházási költség. Sik területen és nem túlságosan hosszú nyomvonal esetén a védocsatorna, a benne szerelt 2-3%0 lejtésu hotávvezetékkel általában azonos irányban lejt. Talajvízzel érintkezo vasbeton védocsatornák. Elore gyártott védocsatornát csak akkor használunk, ha a mértékadó talajvízszint a csatorna fenéklemezének felso síkját (a folyásfenékszintet) nem éri el. Ez alól kivétel az az eset, amikor a védocsatorna
11-53. ábra. Vasbeton védocsatomák
1terepszint
kia1akítási lehetoségei
TÁVF'O'mSEK
szárazságát a talajvíz állandó távoltartásával (gravitációs alagcsövezéssel), kétoldali szivárgóval is biztosítani lehet. Részben vagy teljesen a mértékadó talajvizszint alá tervezett járható vagy kúszható véd&satomákat vizhatlanul szigeteljük. Fokozottan agresszív talajvíz (szulfátion-tartalom 400 mgfl; pH<6, pH>9) esetén a védocsatomákat a talajvizen kívül a korrózió ellen is védeni kell. Talajvíz elleni vizzáró szigetelés esetében a futovezeték hoszigetelésének felületi homérséklete a + 60 OC-ot, a véd&satoma terének legmagasabb homérséklete pedig a + 50 OC-ot ne haladja meg. Bitumenes ragasztott szigetelés esetében az elozo homérsékletek értelemszeruen a + 50, ill. a + 40 °C_ ot nem léphetik túl. Muanyag vizszigetelés esetében a véd&satoma légterének megengedheto maximális homérsékletét a futovezeték megengedett hovesztesége és az alkalmazott vizszigetelo anyag hoállóságának függvényében esetenként kell megállapítani. Vasbeton védocsatomát világszerte a nagyobb ipartelepeken és a surun beépített városi belterületen alkalmaznak csupán. A vasbeton védocsatomák tervezése komplex feladat, ahol a távfutést tervezo gépészmémök együttmuködik a talaj tulajdonságait ismero és a vasbeton elemeket tervezo mélyépíto mémökkel. A mélyépíto mémököket érinto feladatköröket : a talajvíz problémáit, a vizzáróságot, a repedés elleni védelmet, és a vasbeton-dilatációs hézagok kérdését e kézikönyv keretében nem tárgyaljuk. Fél azbesztcement csólefedés. Ebben a módszerben a futocsöveket a vasalt beton alapokra fektetjük és külön-külön hoszigeteljük, azután a félbenger azbesztcement csövekkel a futocsöveket lefedjük, a felfekvés mentén bitumennel kiöntjük, a félcsövek egymáshoz illeszkedo végeit leragaszt juk. Ennek a módszemek sok elonye van. Az azbesztcement süveg illeszkedése pontosabb, mint a vasbetoné, hosszabb elemek illeszthetok össze, így lényegesen kevesebb a kötések száma. Az azbesztcement félcsövek a szerelés ideje alatt mint ideiglenes lefedések jó védelmet nyújtanak a csapadék ellen. Védocsatoma nélküli fúto-távvezetékek. A futo· távvezeték védocsatomájának nagy költségei miatt különbözo törekvések és próbálkozások vannak a véd&satoma nélküli vezetékfektetés megvalósítására. Az összes beruházási költség kb. 25... 35%-a megtakarltható, ha a véd&satornát elhagyjuk, és ehelyett a csotávvezeték összes szigetelését közvetlenül a csore erosítjük. A sokféle, védocsatorna nélküli futotávvezetéképítési módszer a következo csoportokba sorolható (11-54. ábra):
:sh:1
b) ~1
2
ej ~1
3 2
'o
d)
5
431
HOSZÁLÚTÁS
__
~_1 __
2
ó
7
e) 11·54. ábra. Védocsatoma
nélküli
távvezeték-fektetés
.j száraz feltöltés
(PROlEXULAT. GILSOGARD, GILSQ..THERM, MANOUTH, hidrofób pcrlit stb.) I terepszint; 2 papir (muanyag) zsák; 3 hidrofób por (száraz feltöltés); 4 esetleps e16sziaetelés; 5 haszon- (füto-) cso bJ véd6massza-szi&etelés I télszint; 2 szigetelolemez (egyben bennmaradó zsaIuzat); 3 szigetel60 anyaa (bi'"menmA"'p); 4 haszon- (fút6-) cso ej v6d6köpeny-szigetelés I térszint;2 helyszinen készített vé
- száraz feltöltés (körül töltés száraz, szemcsés mgeteloanyaggal) [11-54. aj ábra]; - védomassza-szigetelés [11-54. bJ ábra]; - védoköpeny-szigetelés [11-54. ej és dJ ábra]; - védohüvely-szigetelés [11-54. ej ábra]. Mindezek a módszerek alkalmazhatók a már elozetesenszigetelt (eloszigetelt) és szigeteletlen csövekhez.A csore közvetlenül ráerosített eloszigetclésa hoveszteséget csökkenti, míg a késobb készítettkülso utószigetelés a nedvesség ellen véd. A legjobban beválnak azok a kétrétegu, védoi csatornanélküli csoszigetelések, amelyeknél mind abelsoeloszigetelésnek, mind a külso utószigetelés~k hidrofób és rossz hovezeto tulajdonsága is van. Az eloszigetelést mindig szálas szigeteloanyagból '/agyparafából készítik. Az eloszigetelés nélküli megoldásokban ugyanI1IIlllk az anyagnak egyszerre víztaszítónak és homgetelonekis kell lennie. A védocsatorna nélküli futovezetékek felett is . dig gondoskodni kell megfelelo vastagságú te:losztórétegrol.
A védocsatorna nélküli futo-távvezetékekkel szemben követelmény, hogy - a vezeték felett közlekedo jármuvek súlyát maradandó alakváltozás nélkül hordozzák; - a munkaárok feneke teherbíró legyen; - csokompenzátorai szabadon mozoghassanak és maradandó alakváltozást ne szenvedjenek; - szigetelése mind a felszínrol leszivárgó vizek, mind a talajvíz ellen védelmet adjon még a csoelágazásoknál és házi bekötéseknél, kompenzátoroknál is; - szigetelése gazdaságossági szempontból optimális legyen; . - szigetelésén át kóboráramok ne juthassanak a csovezetékbe ; - építése a klimaváltozásoktói és a kisebb kiviteli hibáktói függetlenül jól végrehajtható legyen. Ha ezek a feltételek nem teljesíthetok, akkor a földbe fektetés helyett a védocsatornába való fektetést vagy a terepszint feletti vezetést kell választanunk. A távvezetékek közvetlenül földhe fektetése egyre inkább tért hódít hazánkban is. Ezt az indokolja, hogy a távfíítovezeték építési költségének a védocsatorna jelentos hányadát teszi ki. A megfelelo hazai, ill. az importált anyagok kiválasztása és a végleges szerelési megoldások egyelore kialakulóban vannak [55], [56], [57], [58], [59].
11.3.3.4.2. Csovezetés terepszint felett
A terepszint feletti csovezetékek tartószerkezeteit anyaguk, statikai megoldásuk és magassági helyzetük szerint osztályozhatjuk. Anyag szerintbeszélhetüok
- acél és - vasbeton szerkezetekrol. A csovezetékek, ill. csohidak tartószerkezeti megoldásukat illetoen lehetnek: - önhordók, - felfüggesztettek, - külön szerkezettel alátámasztottak. (Ez utóbbi csoportba sorolhatók a közúti, vasúti, esetleg gyalogjáró-hidakon átvezetett csovezetékek is.) Statikai megoldásuk szerint lehetnek: - határozott szerkezetek (kéttámaszúak, valamint csuklós több támaszúak, ún. Gerher-tartósak); - határozatlan szerkezetek (folytatólagos több támaszúak).
432
TÁVFÜTÉSEK
Magassági helyzetük szerint megkülönböztetünk: - oszlopokat, - bakokat, - zsámolyokat. A magasvezetés elemeinek tervezése szintén a mélyépíto mérnök feladata. Hangsúlyozzuk azonban, hogyavillámvédelemrol minden esetben gondoskodni kell, és a vezetékrendszert megfelelo figyelmeztetotáblákkal kell ellátni, hogy az illetékteleneket a csovezetéktol - foleg ha azok gyalogjáróval vannak ellátva - távol tartsuk. A zsámolyra helyezett vezetékeket célszeru szögesdrót kerítéssel körülvenni, hogya rágcsálóktól megóvjuk. Csovezetékek korrózió elleni védelmét 1. a 6.9. pontban.
11-5. táblázat.
A távvezetékek létesítése és méretezése komplex feladat. A méretezés a következo számításokra terjed ki: - hidraulikai számítások (csovezeték-átméro, nyomásveszteség, a szükséges szivattyúzási munka meghatározása) ; - hotani számítások (a csovezetékben áramló közeg állapotjelzoinek és hoveszteségének meghatározása); - szilárdságtani-statikai számítások (a csövek és csokarimák falvastagságának, a tömítések méreteinek, a hotágulás okozta feszültségeknek, a tartószerkezetek méreteinek meghatározása). Az utóbbi számításokkal kapcsolatban a szakirodalomra utalunk. Mindhárom számítási eljárást áthatja a gazdaságossági kérdések vizsgálata, az optimummeghatározás. Enélkül távvezetéket méretezni ma már nem szabad.
11.3.4.1. Hidraulikus méretezés A hidraulikai méretezés célja a csovezeték átmérojének, ellenállásának, ill. a szivattyúnyomásnak és a szivattyúzási munkának meghatározása. Hidraulikai számítások. Mivel a csovezetékszakaszon szállítandó hoáram általában kiindulási adat, a közelíto méretezéshez ismernünk kell az egyes rendszerekben megengedheto sebességeket. Tájékoztatásul közöljük a 11-5. táblázatot. Természetesen a sebességek alapján megállapított átméro csak a legritkább esetben a legmegfelelobb és leggazdaságosabb átméro is egyben. A leg-
Távvezeték Gerincvezeték Elosztóhálózat Bekötovezeték
Forró víz
Goz, m8jkg
Kondenzvíz
11.3.4. Távvezetékek méretezése
Vezetékfajta
Közeg
Telített Túlhevített Túlhevített Túlhevített Túlhevített
0,025 0,05 0,1 0,2 Távvezeték Gerincvezeték Hálózat Csatlakozóvezeték
gazdaságosabb átméro ugyanis az, ahol a be. és üzemeltetési költségek összesítve minimális téket adnak. Mindenesetre a sebesség a mére' hez kiindulási alapot vagy ellenorzési lehe get ad. A gazdaságos méretezésre két lehetoség van: - klasszikus, analitikus megoldás; - számítógépes eljárás. Amint látni fogjuk, az analitikus eljárás jól tekintheto összefüggéseket ad az egyes tén változásának érzékelésére, azonban szükség közelítéseket tartalmaz. Ezzel szemben a gépi rás igen pontos, nem szorul közelíto megoldá .de az egyes tényezok változásának hatásáról ad áttekintést. Így egy-egy adott rendszer ID! sére természetesen megfelelobb a gépi szá eljárás, elemzések elvégzésére azonban az analil módszer a legkedvezobb. Analitikus eljárás. A vezetékátméro és a VI ellenállás analitikus meghatározásának elve-: módszere azonos a melegvíz-futések hasonló mításaival (1. a 8.7.2. pontot). Az eltérés mindó annyi, hogy egyfelol a víz fizikai jellemzoit (fa: suruség, viszkozitás) a magasabb homérsé nek megfelelo értékekkel vesszük figyelembe, felol elore meghatározzuk a vezeték be üzemköltsége szempontjábóloptimális nyomást és erre méretezzük a vezetéket. A méretezés menete a következo: - a nyomvonal meghatározása; - a fogyasztói igények alapján az egyes szok hoáramainak megállapítása; - az optimális szivattyúnyomás meghatár, - hidraulikai méretezés az optimális szi' nyomás elhasználására.
HOSZÁLLíTÁS
Az
így kell a megfelelo szivattyút megválasztani [60],
optimális szivattyúnyomás :
[61], [62].
LlPszivopt
-0,1 _
Q
(Are)
----
Pa,
0.827f~0,I73~tO.S2
(11-6)
ahol e a csovezeték fajlagos ára, Ft/m átméro m hossz;Q a rendszer teljes hoárama, W; Ige a gerincveze~ékteljes hossza, m; LIt a forró víz lehulése a rendszerben, oC; 't amortizációs ido, év; v áramköltség,Ft/kWh. A rendszer elterjedtségére jellemzo A r szám: m
n
Ar= ~/ge/Qg~~72+
~/me1j
QO.372
f3r;~'
(11-7)
ahol Ige i agerincvezeték szakaszainakhossza, m; Qge I a gerincvezeték szakaszain szállított hoáram, W; Ime1} a mellékáramkörök hossza, m; Qmelj a mellékáramkörök hoárama, W; flJ a gerincvezetékáramkör és a mellékáramkörök szakaszhosszainak viszonya; n agerincvezeték szakaszainak száma; ma mellékáramkörök száma. A szivattyúnyomást a (11-6) összefüggésbol a hálózatfelrajzolása után meghatározhatjuk. Ezután számíthatóa fajlagos súrlódási nyomásveszteség :
S'=--n
a~pszivoPt
L
Igei
i=1 ahola a súrlódási veszteségre eso nyomáshányad. A fajlagos súrlódási nyomásesés 130/80 oC, ill. 150/80 oC homérsékletu rendszerek eloremeno forróviz-vezetékérea 11-1., ill. ll-II. mellékletbol ~heto. Az alaki ellenállásokat a ll-Ill. mellékletbenfoglaltuk össze. Ennek ismeretében a 11-1. vagy 11-11. melléklet alapjánaz átmérok és a valóban elhasznált súrlódásinyomásesés meghatározható. A ll-Ill. mel~kletbolmeghatározott alaki ellenállás ok ismeretébena teljes nyomásveszteség :
~p=~1
[S~e lige 1+ k~
~k]
Wil f!átl
Pa,
(11-8)
Iholaz eddigieken túlmenoen: S;e I fajlagos súrlódányomásveszteség a gerincvezeték egyes szakaz
i
azain,Palm;
L
k=1
Ck
az alaki ellenállások
összege
1gerincvezetékegyes szakaszain; W ge I vízsebesség 1 gerincvezetékegyes szakaszain, m/s; f!átl átlagos 1Izsiíruség, kg/m3; Az ily módon kiszámított, valóban elhasznált omáseséstössze kell vetni az elozetesen kiszámít gazdaságos szivattyú-emelomagassággal, és Azépületgépészetkézikönyve
433
Kisebb rendszerek méretezésekor élni lehet azzal az áthidaló megoldással, hogy felveszünk a szóba jöheto sebességtartományban egy átmérosort, és rendre mindegyikkel meghatározzuk az összköltséget. Ezután természetesen a legkisebb költséget eredményezo átmérot választjuk véglegesnek. Számítógépes eljárás [63]. Hazánkban és killföldön többféle számítógépes eljárás alakult ki és van kialakulóban. Az ismertetésre kerülo gépi számítás elve azon alapszik, hogy a rendszerre vonatkozó optimális döntés a részrendszerekre vonatkozó optimális döntések összege. Sugaras rendszer.ii csohálózatok optimálásakor a hálózat egyes szakaszainak átméroit úgy választjuk meg, hogya hálózat beruházási költsége, szivattyúzási költsége és - távfuto rendszerekre - a hoveszteség költsége minimális legyen. Az optimálás során a méretezéskor a következo követelményeket kell kielégítenünk: - a hálózati végpontokban a nyomásértékek eloírtak és általában különböznek egymástól; - a hálózat egyetlen pontján sem haladhat meg a nyomás egy bizonyos határt; - a hálózat egyes szakaszain a sebességértékek korlátozottak; - figyelembe kell vennünk az egyes szakaszokon az egyedi ellenállások okozta nyomásveszteségeket ; - figyelembe kell vennünk a csosúrlódási tényezo Reynolds-szám függését; - figyelembe kell vennünk, hogy az egyes szakaszok beruházási költsége más és. más jelleg szerint változhat; azonos átméroju csövek beruházási költsége - fajlagosan Ft/fm - az egyes szakaszokon más és más lehet; - csak szabványos áfmérok alkalmazhatók. Az elmélet az ún. optimalitás elvét alkalmazza. Az optimalitás elve kimondja: "Valamely optimális döntéssorozatnak megvan az a tulajdonsága, hogy bármilyen legyen is a kezdeti állapot és a kezdeti döntés, a további döntések optimálisak a kezdeti állapot és kezdeti döntés eredményeként kialakult új állapothoz képest." Az optimalitás elve burkoltan azt mondja, hogy egy optimális döntéssorozat, ill. egy optimális rendszer optimális részdöntésekbol, ill. optimális részrendszerekbol áll, de a részrendszerek, ill. részdöntések speciálisan kapcsolódnak egymáshoz. Csohálózatok optimálása során a hálózatot részekre bontjuk (11-55. ábra). Szükséges követelmény a részekre bontás során, hogy a hálózatrészek "implikálják" egymást, "egymásba skatulyázottak" legyenek. (A 2 részrendszer tartalmazza az 1 részrendszert.)
434
TÁVFUTÉSEK
Amint láttuk, a gépi eljárás nem él ál tásokkal és feltételezésekkel, ilyen értelemben tosabb az analitikus eljárásnál. Az analitikus er rás összefüggései viszont igen áttekinthetoen masak minoségi következtetések levonására. Nagynyomású gozvezete'k méretezése. A mér,
6r---I I I
11-55. ábra. Segédábra a távvezetékek számítógépes méretezéséhez optimálással
Az optimáIást valamely hálózati végponttól kiindulva a szivattyú felé haladva végezzük az egyes részrendszereken. Az optimálás megkezdése elott rögzítjük a kiindulási adatokat; a folyadékáramokat, a részletezett feltételrendszert, és minden egyes szakasz számára elegendo szabványos átmérot jelölünk ki (amelyek között feltétlenül benne van az optimális is). Az optimáIást az 1 részrendszeren kezdjük. Az 1 részrendszer optimálásakor eloször rögzítjük a d2,t szabványos átmérot, és megnézzük, hogy melyik átmérot kell hozzáválasztanunk a du, ..., dt, III halmazból, hogya vizsgált költségek minimálisak legyenek. Ezután rendre rögzítjük a d2,2' ••• , d2,nl átméroket, és mindegyikhez hozzáválasztjuk azt az átmérot a dt,t, , ... dt",l halmazból, amellyel az 1 részrendszer költsége minimális. Ezzel kaptunk összesen Kt,t, ... , KI",2 .optimális költséget, amibol meghatározható az optimum az részrendszerre. Ezután vizsgáljuk a 2 részrendszert, amely tartalmazza az 1részrendszert. Hasonlóképpen rendre rögzítjük a d4,h •••, d..",4 átméroket, és mindegyikhez megnézzük, hogy melyik 1 részrendszert és a d3 l' ..., d).II3 halmazból melyik szabványos átmérot 'kell választanunk ahhoz, hogy a 2 részrendszer optimális legyen. A 2 részrendszer optimáIásakor tulajdonképpen a következo függvényegyenlet megoldását keressük:
1
K(d4,t)=min.[L'fK(d4,i'
d3,j)+Klk,]
ahol K költség; L'fK növekményköltség ; Kik az 1 részrendszer költsége. Fokozatosan hala.dva, a szivattyúhoz érve a teljes rendszer optimumát kapjuk, és a közben "elraktározott" optimális átméroket visszafelé haladva kinyomtatjuk. A számítógépes eljárásra egyéb hazai Il).egoldások is ismertek [64], [65]. Az alkalmazott eljárás a rendelkezésre álló programtói és számítógéptol is függ.
feladat a gyakorlatban úgy adódik, hogy adott tömegáramhoz kell meghatározni a csovezeték reteit, adott nyomásesés és vezetéknyomvonal tén. A nagynyomású gozvezeték hidraulikai fil zése két szempontból tér el az egyéb csovezeték-, retezéstol. Az egyik eltérés, hogya goz lecsa miatt a tömegáram nagyobb a szakasz ke: mint végén. A másik eltérés, hogya vezetéket az elágazások szerint bontjuk szakaszokra, minden egyes alaki ellenálláshely közötti részt lön szakaszként kezelünk, mert az itt létrejövo n' máscsökkenés megváltoztatja a goz vala .. anyagjellemzojét. Elozetes méretezés. Adott : - a kiindulási nyomás és homérséklet; - a vezeték nyomvonala ; - a csovezeték környezetének homérséklete; , - a fogyasztók gozmennyiség-igénye; - a csovezeték szigetelése ; - a fogyasztóknál szükséges nyomás. Az adatokból kiszámítható a súrlódási nyo esésre jellemzo segédérték : S' (Pe-Pfogy)(1-a)eköz ge Ige
Pakg m3m
( m2mm3 kpkg ) ~~
(l~ ahol Pe a kezdeti (kazán-) nyomás, Pa Pfogya mértékadó fogyasztó nyomása, Pa
(kp/l (kp/l
eköza goz közepes surusége (a Pe+JfOGYnyo: hoz tartozó suruség), kg/m3; a a vezeték teljes, lenállásának alaki ellenállás hányada, a=O,IS" Igea mértékadó áramkör teljes hossza, m. (Az segédérték meghatározását a 11-6. táblázat kt nyíti meg. S~e és a ismeretében agerin, elozetes méretezése ali-7. táblázat segítségével végezheto.) A mellékáramköröket elozetesen az elá, rendelkezésre álló nyomás és a fogyasztónál séges nyomás ismeretében a g~rincvezeték zéséhez hasonlóan méretezzük. Ha a leágazás rövid, és sok alaki ellenállás ható benne, tehát nem általánosítható a g' . zetékre felvett a alaki nyomásesés hányad, a az elágazás S' segédértékének számításakor
435
HOSZÁLLíTÁS
kento tényezot kell figyelembe venni (értéke a leágazáshosszától és kialakításától függoen 0,3 ... 0,9 közöttválasztható). Pontos méretezés. Az elozetes méretezés a goz lecsapódását nem veszi figyelembe. Ennek meghatározásához szükséges minden szakasz közepes (tehát kezdetiés végso) nyomásának ismerete. Evégett a mértékadó fogyasztótói visszafelé haladva meghatározzuk minden egyes szakasz elején és v.égén a goznyomást. Ismert a P fogy nyomás, és az elozetes méretezésadataiból számítható az utolsó (n-edik) szakaszraaz (1 ~:);;;oo érték. Ezen értékpár alapján az n-edik szakasz Pe kezdeti nyomása a 11-7. táblázatból kiveheto. (Visszafelé haladva, az utolsóelotti szakasz végso nyomása nyilván egyezikaz utolsó szakasz kezdeti nyomásával. Így valamennyiszakasz kezdeti és végso nyomása meghatározható.) A szakasz kezdeti és végso nyomásánakismeretében a szakaszok Pköz I közepes nyomása számítható. A telített goz jellemzoire vonatkozó táblázatból a Pköz ,-hez tartozó tköz I közepes szakaszhomérsékletésrköz I közepes párolgásho meghatározható. A feladat kiindulási feltételeivel adott a csovezetékkörnyezetének tkö homérséklete, a szigetelés módjaés mértéke. Ezek alapján a csovezetékszakaszhovesztesége : W (kcaljh),
QI=lge/kl(tköz/-tkö)
(11-10)
ahollge, a szakasz hossza, m; kl hoátbocsátási té-
nyezoa szigetelt csofalon keresztüli méter csohosszravonatkoztatva, W/mK (kcal/m h oC), számításaaz (1-169) összefüggés szerint; tköz I és tkö aközegközepes homérséklete, ill. a környezeti homérséklet,oC. A hoveszteség és rköz I ismeretében a szakaszban lecsapódottgoztömegáram :
ml= QI rközl
kg/s
(kgjh).
(ll-ll)
ahol'köz I a goz közepes párolgáshoje az i-edik szakaszban,J/kg (kcal/kg). Az i-edik szakasz végén szükségesThy I goztömegáram a fogyasztói igénybol imert. Az i-edik szakasz elején szükséges goztömegáram: The A
1= my 1+ ml
kg/s (kgjh).
Az áramló gozmennyiségek és csoátmérok ismeretében a súrlódáSi nyomásesés pontos számítása a ll-6. táblázat alapján végezheto. A C alaki ellenállás-tényezoket a ll-lll. melléklet tartalmazza. Az alaki ellenállásokon létrejövo nyomásveszteség az alaki ellenállás-tényezo és a dinamikus nyomás szorzataként számítható. Végezetül ellenoriznük kell a gozsebesség alakulását: mis.
d7r
3600
T
eköz
(11-14)
I
Ha a szakaszokban a sebesség nem lépi túl a megengedett értéket (40... 50 mis, max. 60 mis), és a legutolsó szakasz végén a goz nyomása a kívánt fogyasztói nyomás, akkor a vezeték hidraulikai méretezése befejezodött. Ha a sebesség a megengedettnél nagyobb, akkor az illeto szakaszban a csoátmérot növeini kell. Ha a kívánt fogyasztói nyomást nem értük el, a vezeték méretein változtatni kell, és a nyomásveszteség-számítást meg kell ismételni. 11.3.4.2. Hotani méretezés Csovezetékek böveszteségének számítása. Szabadon haladó csovezetékre vonatkozóan 1. a 6.10.1. pontot, ill. az (1-170) összefüggést. Védocsatornába fektetett csovezeték. Védocsatornába fektetett csovezetékek hoveszteségét úgy számítjuk, mint a szabadon fektetett csovezetékét, a külso levego helyett azonban természetesen a védocsatorna levego-homérsékletét vesszük figyelembe, amelyre viszont a talajban valÓ hoterjedés hat. A csatorna levego-homérséklete függ: - a szállított közegek homérsékletétol; - a vezetékek hoszigetelésétol; - a védocsatorna terepszint alatti mélységétol, a talaj minoségétol; - a védocsatorna szellozésének mértékétol. Az 1 m hosszú csovezeték hovesztesége a védöcsatorna felé:
(11-12)
szakaszokpontos méretezését az . mköz/-
.
W/m me/+my,
2
közepes goztömegárammal végezzük.
(11-13)
ahol
(kcal/mh),
(ll-IS)
a csó'ben áramló közeg homérséklete, oC; homérséklete, oC; ocbel hoátadáSi tényezo a futoközeg és a csofal között, tk
tcsat a védocsatorna
436
TÁVFUTÉSEK
-
1
I
,
-_o-
1 m2 m3 277 318 330 290 261 246 157 169 228 123 107 191 '1. m 130 115 144 98 kg '1. 95 87 79 74 69 64 305 210 ISO '/. 91 83 50 54 59 142 220 117 180 109 80 102 70 80 140 100 70 24 71 260 148 68 74 240 130 65 123 62 200 58 55 160 75 90 94 120 40 50 64 51 85 60 45 35 30 22 20 18 10 16 12 14 136 28 26 280 16,2 9,1 16,3 10,8 11,8 15,3 10,3 23,02,4 9,7 13,3 19,6 21,1 22,5 30,4 14,5 27,5 13,2 26,1 12,4 24,5 11,7 8,0 21,0 10,8 8,5 10,6 13,0 6,2 7,4 5,5 19,2 4,5 1,6 1,2 1,8 27,43,5 6,1 1,3 4,7 4,5 21,8 11,3 18,0 40,18,0 26,3 34,35,0 36,27,0 24,12,6 25,22,8 32,14,0 4,0 3,2 3,6 8,1 1,9 5,1 5,6 1,9 1,7 1,6 1,5 1,2 29,84,0 2,9 8,6 6,6 1,4 43,99,0 4,3 2,1 3,9 47,16,0 3,5 11,2 5,0 2,4 2,5 26,3 6,4 28,7 2,8 31,8 15,2 33,1 15,8 29,0 13,8 16,8 17,9 22,8 10,0 11,5 12,2 14,4 15,6 19,0 27,4 23,8 5,1 6,8 5,8 9,0 '1,I1 kp 20,6 14,7 1,0 21,1 2,7 9,4 9,8 43,8 3,0 2,6 2,5 3,4 7,1 8,9 2,0 1,4 2,2 20,3 9,0 40,4 4,3 19,4 38,7 4,1 18,5 36,8 ~,2 17,6 10,5 7,8 34,9 4,7 2,2 3,7 15,5 30,9 6,9 3,3 11,9 5,3 13,2 5,8 3,0 37,5 40,0 46,8 25,7 42,5 35,0 32,0 47,7 21,9 42,2 7,6 16,6 7,3 32,9 17,8 I4,8
I
2,0 2,1 2,2 2,4
con
4,2 3,6 3,9
~--
6,5
G
1IIÓret
kaJh
37200 1100 6200 II IIIIII 176 70 132 160 I150 12300 II 600 120 114 238 178 404 138 168 272 8700 8400 447 1040 670 191 14800 10000 27200 16900 19600 382 8000 98 194 46000 5700 3600 29600 30900 28400 49800 66000 60000 238 253 183 284 369 390 4110 3170 4340 630 7800 103 81 162 492 126 90 152 1810 2500 304 4480 540 720 106 134 176 261 209 2920 467 5500 358 150 113 220 239 291 257 700 620 321 448 350 530 223 208 730 1040 143 790 540 890 840 349 304 13500 10 223 1340 470 11200 1260 12 1420 1080 790 432 840 740 16200 321 25900 21300 24400 22900 9400 32100 34700 15800 6700 17800 2140 39600 2070 6000 3850 980 920 1760 5100 9300 6900 2340 3590 870 590 4200 5900 6300 7000 510 810 740 8600 900 250 2780 426 5000 127 770 2000 980 2170 41900 7400 3900 491 510 650 1640 1700 600 10100 920 1060 840 1300 1620 1690 2140 2230 1020 960 900 1890 57000 53000 1210 1540 188 11740 486 670 1830 1940 860 180 276 302 11410 3250 2640 170 163 1350 1600 1470 1050 295 346 3050 1720 550 900 980 630 790 830 275 660 403 425 580 378 1220 1380 1300 479 1130 409 289 327 371 510 570 1300 1420 1640 12300 14400 1170 15400 14000 1490 570 540 10 630 880 17 690 510 2650 2230 2510 3640 1910 2330 2200 2670 21800 20100 6400 1920 8700 4120 7600 3390 8200 3640 4800 9600 5200 3890 680 400 600 100 1230 760 1520 16300 970 2570 331 590 1000 620 10500 970 2890 3010 4750 19400 470 1570 2770 4540 17800 17700 1650 4900 2790 1470 1550 1750 1120 2050 1860 1960 1760 1660 1420 13200 2210 15300 2890 2730 12400 16100 14600 9000 8600 7600 29000 4860 4320 5400 4600 3720 1140 1220 1290 20200 2000 5300 3180 9200 3000 9700 3380 11500 7100 25400 4030 1120 253 125 203 445 1530 2380 2080 3380 3120 3880 2830 2510 24900 4330 64 4520 26300 6700 4950 18600 31300 8100 1390 10200 13 2570 3030 3320 3180 3450 9500 6500 9900 8100 27300 23500 5600 41500 5800 21300 19000 1760 6000 5600 37800 35500 35700 2390 45000 100,5 82,S I199 9000 4110 330Q 810 890 I1I I 144 5200 \
II \
I\
HOSZÁLLíTÁS437 mm
2
438
TÁVFUTÉSEK
I I
kp '1,kg
m
1 S~e
-.-.-
m- 27,8 mS ro 800 350 400 500 900 1200 300 450 600 700 1000 16,4 19,1 20,3 21,6 34,3 31,3 17,8 23,8 25,9 29,6
1
coli
kg '1.
34,3 37,3 40,1 42,8 45,1 49,8 54 58 62 65 72
(kcal/m2h°C); dbel a cso belso átméroje, m; A. a csofal hovezetési tényezoje, W/mK (kcal/mh°C); dkül a cso külso átméroje, m; A.sziga szigetelés hovezetési tényezoje, W/mK (kcal/mh oC); dszigaszigetelés külso felületének átméroje, m; CXkül hoátadási tényezo a szigetelt felület és a védocsatorna között, W/m2K (kcal/m2h°C). Az összefüggés nevezojének elso és második tagja elhanyagolható, mivel értéke a nevezo többi tagjához képest csekély. Ezzel az elhanyagolással és W/m2K
8,010 2,417 3,815 2,258 4,176 4,0 0,863 6,604 5,5 7,632 3,5 3,153 1,493 2,670 2,283 3,054 6,489 7,126 3,302 5,725 5,724 1,908 1,392 1,651 2,0 2,784 4,953 1,884 2,5 3,805 4,5 6,230 3,0 5,0 5,327 1,129 2,163 4,326 4,834 4,450 5,090 3,435 2,669 3,816
I
•
'1.
'1. 77
83 89 95 101 110 120 129 137 145 160
154 167 179 191 202 222 241 259 276 292 320
342
371 400 425 450
4% 540 580
620 650 720
a hoszigetelés egyenértéku falvastagságának be' zetésével [1. az (1-50) összefüggést] a csoveze hovesztesége :
Wim ahol 1 1 dszig m ~ -- 2n n d km Uegyszig-
1,397
439
HOSZÁLLíTÁS
folytatása kgJh
m=t
I I
mm
64
51,S
II 1830 2310 6000 1020 I
70
I
I
=
--In
tcsat- tröld Rröld
agynyomású
[ degy 2h
+ 1r Y (.degy 2Ji-)2 -
Wim
(kcaljmh),
253
302
1] (11-18)
ahol tröld a föld hlSmérséklete, oC; h a csatornafektetés mélysége terepszint alatt, m; Aröld a talaj hovezetési tényezoje, W/mK (kcaljmh°C); degy a védocsatorna egyenértéku átméroje, m; [1. a (2-52) összefüggést]; Rröld a talaj hovezetési ellenállása, mK/W (mh oC/kcal). Mind a föld hovezetési tényezoje, mind pedig homérséklete meglehetosen bizonytalan érték. A föld hovezetési tényezojét általában Aföld= 1,16W/mK (1,0 kcaljmh°C) értékkel szokták számításba venni, de számértéke talajnemtol és ned-
gozvezeték méretezéséhez
IZÍmértékeit tartalmazza, bar· kgfm3 mértékegységben] ..• .&> •• tlo..o>. 10 ..e '" 11,27 3,667 7,334 8,76 22,00 17,10 14,83 11,75 10,03 3,419 13,23 12,49 8,324 5,687 5,241 16,65 15,00 7,0 12,60 20,96 16,53 25,46 12,09 20,44 25,36 12,98 7,0 21,35 16,92 26,28 9,310 19,58 7,5 7,169 8,0 10,68 22,19 19,46 24,71 15,37 23,93 12,57 13,35 14,60 9,779 13,48 18,12 22,71 4,943 13,27 18,06 15,66 8,735 6,838 11,53 7,488 20,85 15,72 9,51 10,48 19,22 12,68 4,0 10,72 7,830 23,36 9,478 3,915 18,68 14,50 14,05 8,818 6,429 6,020 4,162 6,0 7,5 6,5 1,5 16,01 22,46 13,99 2,0 10,26 6,340 4,655 9,0 6,761 4,900 17,06 14,89 23,75 8,5 4,409 14,67 12,23 9,5 8,5 1,0 11,44 11,68 20,51 17,52 19,02 16,47 15,85 2,5 3,5 3,0 11,00 18,34 13,68 5,5 4,5 18,16 19,07 9,5 8,238 9,0 5,0 21,42 .. :g 8,0 ,g .•
~"
203
I
1
2nArö1d
ISO
!
I
a hoszigetelés egyenértéku falvastagsága. Számértéke az 1-20., ill. 1-21. ábrából közvetlenül leolvasható. A földben a hoterjedés jó közelítéssel:
4földl=
125
I
4170 2830 1820 2250 2380 2850 3020 4690 4430 3580 2120 1970 2500 2690 3880 7000 2620 10600 6500 3320
I
100,5
82,S
2,488
440
TÁVFUTÉSEK
vességtartalomtól függoen 1...2,3 W/mK (0,9... 2,0 kcal/mh oc) intervallumban változik. A hoveszteség gyakorlati számításakor nem szokásos a talaj homérséklet-eloszlását figyelembe venni, hanem átlagosan 6 oC-kal számolunk. Ez az érték a O oC-os talajfelszín és a 12 oC-os, már állandó homérsékletu réteg számtani középarányosa. E kérdés pontosabb, a valóságot jobban, közelíto megoldása most van folyamatban [65], [66], [67]. A védocsatorna levego-homérsékletét abból a közelíto feltételbol határozzuk meg, hogy a csovezetékbol a védocsatornába jutó hoáram egyenlo az onnan a talajban elvezetett hoárammal. Ebbol a feltételbol a csatorna-homérséklet: tköz
tcsat=
-+-
Rröld 1 oC.
Rszig
Rröld
1
(11-19)
ismeretében a hoveszteség
digiekkel analóg módon: röld Wim (kcal/mh). A talaj hoellenállása ebben az esetben (11= Rtk-t~ld szig+
1
(11-20)
4h
mK/W (mh OC/kcal) -dszig (11-21)
[a jelölések magyarázatát 1. a (11-17), ill. (11-18) összefüggés után]. Ha két vezeték halad egymással párhuzamosan, és azok jellemzoit 1, ill. 2 indexszel jelöljük, akkor az 1 csovezeték hovesztesége : . ql
=
(tköl- tröld)(Rszig2+Rröld2)- (tkö2-tröld)Rx (RsZigl+ Rröldl)(Rszig2+ Rröld2) - R; Wim (kcal/mb), (11-22a)
ahol a Rszigl' Rszig2' Rröld 1> Rröld2 értelemszeruen az 1., ill. 2 vezeték körüli szigetelés, ill. földréteg hovezetési ellenállása, mK/W (mh oC/kcal); tkö I és tkö2 a vezetékben áramló közeg homérséklete, oc. A 2 csovezeték hovesztesége: tröld)(Rszigl+ Rröld 1)- (tkölq2= (Rszig1+ Rröld2)(Rszig2+Rröld2)Wim (kcal/mh). Mindkét összefüggésben: (tkö2-
Rx=~
1
röld
In
Méretezés a szállitott közeg megengedett lel alapján. A szállított közeg hoveszteségébol ad,
homérséklet-változása (lehulése): Llt=
Földbe (közvetlenül $zigeteloanyagba) ágyazott csovezeték. A folyóméterenkénti hoveszteség az ed-
Rröld=---ln mAröld
[1
+ tröld
Rsz;g
A csatorna-homérséklet meghatározható.
ahol ha csopár fektetési mélysége a talajszint m; x a két cso egymástól való távolsága, m [69], [91]. A hoszigetelés méretezése. A hoszigetelés méri zésekor muszaki és gazdaságossági szemponto, kell szem elott tartani. Hotávvezetékek sziget kor muszaki szempontok: - a szállított közeg megengedheto lehulése; - a környezet (védocsatorna) megengedett fi melegedése.
V 1+-2h x
oC '
ahol til az 1 m hosszú vezeték hovesztesége, W, (kcal/mh); l a vezeték hossza, m; fh a közegtö árama, kg/s (kgjh); cp a közeg fajhoje, Jjkg (kcal/kg oc). Az elore meghatározott Llt lehulés a (11-24) összefüggésseI számítható a csoveze, megengedett til' hovesztesége, ebbol pedig a szi telés szükséges mértéke a ti.-re vonatkozó elozo.. szefüggésekbol. Telített, nagynyomású goz szállításakor a engedett lecsapódott gozmennyiség a mértéb [1.a (11-10) összefüggést]. A csovezetékeknek számos olyan alkotóele van, amelyeket nem lehet a csovezetékkel azon módon szigetelni, ezért ezekre hoveszteség-pótlék, kell számítani. Tájékoztató adatokat a 11-8. tál lázat tartalmaz. Méretezés a megengedett környezeti homérsékL re. Ha a csatorna homérsékletét elore megszabjlJ
a szükséges hoszigetelés mértékét a (11-19) ö: . függésbol határozhatjuk meg. A védocsatoma engedett legmagasabb homérséklete vízhatlan getelés esetén 40 oC, vízzáró szigetelés esetén 500C. Méretezés gazdaságosság szerint. Optimális tagságú a szigetelés, ha a hoszigetelt cso évi ho 11-8. táblázat. Csoperemek boveszteség-pótléka
Hoveszteség-pótlék. % CsoátmérOt
tröld)Rx
i.JII cpfh
mm
R;
Hoszigetelt perem
I Höszigete1etlen peRII'
Homérséklet,
It oC
<]00
>100
<100
15 10
20 15
25 20
(11-22b) NA<200 NA > 200
mK/W (mhoC/kcal),
(11-23)
..
A peremek hoveszteségét a csatlakozó csovezetékszakasz hd géhezkeIIhozzáadni. PI.: Qc.6 + perem + 1,15Qc.6
HOSZÁLLíTÁS
441
védocsatorna-elemeket beemelo darus traktorok útteség-költségének és a szigetelés évi költségének ja, fólddepónia, munkaárok, hegesztomunka-pálya összegeminimális. A ho egységárának ismeretében adott szigetelo- stb. számára megfelelo tszélességu hely szükséges); - a meglevo közlekedési sávoktói az eloírt táanyagra a szigetelés vastagságának függvényében a volság betartható-e? hoveszteség költsége egyszerfien számítható. - a meglevo közlekedési pályákat és vízfolyásoA ho egységára függ: kat az üzemeltetok által engedélyezett helyen ke- a hotermelés módjától; resztezi-e a távvezeték? - a hoszállítás módjától; - a mindenkori árak alakulásától. .- a parkterületeken az erdészeti hatóság szemEzt a tényezot minden egyes gyakorlati feladat- pontjait figyelembe vettük-e? - vízmuvek, gyógyforrások védoterületeit elhozesetenként kell megállapítani. Egyébként is, a távvezeték-hoszigetelés együttes kerültük -e? - meglevo épületek, közmuvek közelsége vagy muszaki-gazdaságossági optimumfeltételeit a jelenlegfolyó kutatási munkák fogják tisztázni [66], keresztezése következtében milyen szanálások, ill. áthelyezések válnak szükségessé? [67]. A távvezeték egész évi hoveszteségének megAz elozo kérdések tisztázása után megrendeljük a állapítása ugyanis a változó talaj- és forróvíz-homérséklet miatt nem egyszeru feladat. Ezért kell a geodéziai felvételeket. Ezeket 10... 15 km-nél hosztalajhomérséklethez tartozó talaj-hovezetési té- szabb vezeték esetében légi fotogrammetria alapján nyezomegállapításával igen körültekintoen eljárni. gazdaságos elvégezni. Az 1 : 1000 (esetleg 1 : 500) méretarányú térképnek tartalmaznia kell az 1 m magasságú rétegvonalakat, valamint lakótelepek esetében 1 : 1000 11.3.4.3. Szilárdságtani méretezés vagy 1 : 500 méretarányban, a területre jellemzo jelenlegi és várható beépítettségi fokot, a területre jelA csotávvezetékek szilárdságtani kérdéseinek lemzo várható és hektáronkénti lakossuruséget, a I megoldásáhoza mechanikai alapismeretek is szükmár meglevo vagy tervezés a'latt levo fontosabb ségesek.Ezért e helyen a vonatkozó irodalomra utalunk[16], [54], [55], [56], [57], [70], [71], [72], [91]. föld alatti közmuvek vagy más létesítmények helyét, mélységét és jellemzo méreteit, amelyek a föld alatt vonuló távhálózatok vonalvezetésére, mélységére hatással lehetnek (pl. víz-, gáz-, szennyvíz11.3.5. Hotávvezetékek tervezése. vezetékek csatornái). A tervezés elo- és kiegészíto Ipartelepek esetében az 1 : 1000 vagy 1 : 500 lépmunkálatai [55) téku térképnek tartalmaznia kell a távhálózattal ellátandó üzemrészek elhelyezését, valamint az egyes üzemrészek futési és technológiai igényét. 11.3.5.1. A futo-távvezetékek A felsorolt szempontok figyelembevételével, a tervezési elomunkálatai térképek alapján a terepen kituzzük a távvezeték nyomvonalát [73]. Az elomunkálatok a következok: Talajmechanikai kérdésekben a szakirodalomra - terepfelderítés és a vezetékvonal kituzése; utalunk [74], [75]. - talajfeltárás ; Talajvíz-vizsgálatok. Terepszint alatti csotávve- a talajvíz vizsgálata ; - korróziós mérések; zetékek építésekor - mint általában a mélyépítés- az érintett föld alatti vezetékek feltárása. ben mindig - a nehézségeket a talajvíz okozza. A talajvíz szintje, nyomásviszonyai, megjelenéséA felsorolás egyben a munkálatok sorrendjét is jelenti. nek módja olyan természeti eroktol és jelenségektol függ, amelyeket sokszor a leggondosabb elozetes Terepfelderítés és a csovezetékvonal kituzése. A csotávvezetékek nyomvonal-megállapításának vizsgálat sem tud pontosan felderíteni. A futo-távvezeték vasbeton védocsatornáira hacéljaminél több fogyasztóhely minél rövidebb úton valóoptimális megközelítése. A tervezés megkez- tó víz agresszivitását, támadóképességét a vízben désekoraz 1 : lOOO méretarányú térképbe berajoldott sók, esetleg szabad savak mennyisége és a víz homérséklete határozza meg. zoltlegvalószínubb csotávvezeték-vonal változatoA káros hatás kétféleképpen jelentkezhet, egykatbejárjuk és megvizsgáljuk, hogy - a csotávvezeték fektetéséhez szükséges min. részt oldás formájában, pl. szénsav hatására, más3,00 m széles munkapálya a vonal teljes hosszában részt duzzadás alakjában, amikor is bizonyos sók rendelkezésünkre áll-e? (az elore gyártott vasbeton (glauberso, keserfisó) az azbesztcement csoanyag
442
TÁVFUTÉSEK
mészhidrát- és trikalcium-aluminát-tartalmával reakcióba lépnek,és ún. cementbacilus (kalcium-szulfoaluminát) képzodik; ez utóbbiak kikristályosodásakor térfogat-növekedés következik be, ami a csövet repeszti. A cso bomlása ott a legerosebb, ahol agresszív víz és levego váltakozva éri a csövet. A talajvizek vizsgálatakor a vizsgálatot végzo intézet minden esetben megadja a víz kémhatását (pH-értékét). A talajvíz agresszivitásának megítélése szempontjából a vizsgálatot ajánlatos a pH-értéken kívül a következokre kiterjeszteni: lúgosság, állandó keménység, változó keménység, szabad szénsav, kötött szénsav, oldott oxigén, szerves anyag, kén-hidrogén, szulfát, nitrát, nitrit, klorid, ammóniák, mész, magnézia, vas, mangán. Általában agresszívek a nagy oxigéntartalmú és a teljesen oxigénmentes vizek. Agresszívek továbbá azok a vizek, amelyekben szénsavfelesleg van. Fokozza az agresszivitást, ha az oxigéndús vagy oxigénmentes víz egyúttal lágy is. Az oxigén agresszív hatása mész-szénsav egyensúly esetében is fennáll. Kémiailag nem agresszívnek minosülo víz esetében is elofordulhat eros korrózió az Ún. biológiai agresszivitás következtében (pl. szulfátredukáló anaerob baktériumok jelenléte esetén). A talajvíz mozgása rendkívül változatos lehet mind a mozgás iránya, mind a sebesség tekintetében. A talajvíz mozgása leggyakrabban függoleges, de egyéb tetszoleges irányú is lehet. A függoleges mozgás (a talajvízszint-magasság ingadozásai) mértéke és sebessége a csapadék-utánpótlás mennyiségétol, idobeli eloszlásától, a felszínközeli rétegek talajfizikai tulajdonságaitói, foleg áteresztoképességétolfügg. A talajvízszint magassága nemcsak a h~ly szerint, hanem ugyanazon a helyen az idoben is változik. A változás mértéke és idobeli lefolyása elsosorban attól függ, hogyatalajvízszint alakulását befolyásoló tényezok közül melyeknek a hatása érvényesül a legerosebben. Ha a csovezeték környékén talajmechanikai feltárás során a szabad vízszintet megállapították, okvetlenül közölni kell a tervezovel az észlelés idopontját is, mert a talajvízszint az év folyamán jelentos mértékben ingadozhat. A talajvíz nemcsak függolegesen, hanem oldalirányban is mozogbat. Felszíni vízfolyásokból pl. magas vízállás idején a távolabbi területek felé áramlás indul meg, ha ott a talajvíz szintje mélyebben helyezkedik el; alacsony vízálláskor viszont az áramlás a folyó medre felé irányul.
A csovezeték építési organizációját úgy kell Illet tervezni, hogya kivitelezés lehetoleg a IX-XII. ~ napokra jusson. Ugyanakkor tekintetbe kell venni, hogy elkerülhetetlen események következtében a víztelenítés elhúzódhat, és magasabb talajviz. állások következhetnek be. A csotávvezetékek kivitelezésekor bennünket a maximális talajvízszint érdekel, amely lehet észlelt, becsült, várható vagy mértékadó maximum. Észlelt szintnek lehet nevezni azt a maximálista· lajvízszintet, amelyet valamely objektumon (megfigyelokútban, pincében stb.) ténylegesen mértek vagy magassága utólagos méréssel megbízható módon rekonstruálható. A becsült (feltételezett) maximumon olyan szintek értendok, amelyeket az észlelési adatok alapján, de azoktól távolabb fekvo pontokra áltaIánosítunk, ill. interpolálunk, vagy megfigyelésen alapulnak, de ennek megbízhatósága igen csekély (használaton kivüli kutakban a mohásodási szintbol való követ· keztetés). Várható maximum az a szint, amely már figyelembe veszi a jövoben vagy már a jelenben is ható befolyásoló tényezoket. A mértékadó szint valamely elozo szintnek a biz. tonsággal növelt értéke, az a szint, amelyet az ell). tervezéskor és tervezéskor a méretezésekhez figyelembe kell venni. A talajmechanikustói a mértékadó szintre vonatkozólag is kérjünk véleményt! 11.3.5.2. Futo-távvezetékek
elhelyezése
A 11.3.5.1. pontban vázolt vizsgálatok, továb~ a korróziós vizsgálatok és az érintett közmÍívet helyzetének tisztázása után dönthetünk a futo-táy. vezetékek elhelyezésérol [76]. A csotávvezetéket a számára kijelölt területs!von belül úgy helyezzük el, hogy a terület rendeItetésszeru használatát csak a szükséges legkisebbis megengedheto mértékben korlátozza, továbbá a közmuvezetékek számára az MSZ 7487-ben meghatározott elhelyezést és üzemszeru használatot gátolja [77]. A távvezetékeket általában közterületen helyez., zük el. Ha muszaki, népgazdasági vagy egyéb hel. okok ezt nem teszik lehetové, akkor az építési va; magánterületen való elhelyezés válik szükségessé. A távvezeték elhelyezését mindenkor az érvénybeB levo jogszabályok szerint engedélyeztetnünk kell A távvezetékek közforgalmú hidakon, közúi' aluljárókban és hidszerkezetek alatti vezetését hetoleg el kell kerülni.
443
HOSZÁLLíTÁS
Csötávvezetékek elhelyezése külterüIeten. A csotá vvezetékeket külterületen lehetoleg valamely kiépített közúttal párhuzamosan vezessük, ahhoz a megengedheto távolságon belül minél közelebb. Ily módon mind a csoanyag szállítását és szerelését, mind azüzemeltetést megkönnyítjük.. A vízfolyásokat, vasutakat és egyéb meglevo vezetékeket lehetoleg merolegesen keresztezzük. Kerüljüka hegyes szögu metszodéseket és más közmuvelhosszabb szakaszon a párhuzamos vezetést. A távvezetékeket a vízjogi és bányamuszaki engedélynek, a közigazgatási engedélyezési eljárás határozatainak, a vonatkozó országos és szakmai szabványoknak, szabályzatoknak és muszaki eloírásoknak megfeleloen kell elhelyezni. A vezetékek helyét a terepen megjelöljük, így ha javítás vagy más ok miatt a távvezetékekhez hozzá kellférni, azokat könnyen meg lehet találni. Futo-távvezeték elhelyezése belterilleten. Több lakó-és ipartelepet érinto távolsági csovezetéket lehetoleg a belterületen kívül, de annak közelében vezetjük, ami által a más közmuvekkel való ütközéseketelkerüljük. Ha a távvezetéket tápláló központ csak egy települést szolgál ki, akkor a távolsági csovezetéket leggyakrabban a nagyobb fogyasztókhoz vezeto közutakpadkájában, vízfolyások partján, vasúti pályák mentén, esetleg közmualagutakban stb. helyezzükel, de minden esetben úgy, hogya távvezeték közterületen maradjon és rendeltetési helyére minélrövidebb úton jusson el. Legfontosabb, hogya futo-távvezeték számára a településenbelül az építéstechnológiai, üzemeltetésiésrendeltetési céloknak megfelelo és azokat kielégitoterületsáv legyen, amelyben a távvezetéket, annaktartozékait, valamint szerelvényeit úgy helyezhetjükel, hogya közút, közterület stb. rendeltetésszeruhasználatát ne zavarja. A futo-távvezeték településen belüli elhelyezésekor tekintetbe kell venni a következo meglevo és tervezettközmuveket : - erosáramú kábelek, - erosáramú szabadvezetékek ; - távközlési kábelek; - távközlési légvezetékek, légkábelek ; - helyi közlekedési vállalatok kábelei és szabadvezetékei; - jelzo-, méro- és muködtetovezetékek és forgalomirányítóberendezések kábelei ; - közvilágítás (gáz- és elektromos) vezetékei: - koolaj vagy más folyékony tüzeloanyag vezetékei;
- gázellátás vezetékei ; - vízellátás vezetékei ; - vízelvezetés vezetékei.
A távvezetéket lehetoleg az útkoronán kívül, vagy kiemelt szegélyek esetén, azokon kívül kell elhelyezni. Csak ha az útkoronán kívüli elhelyezés nem valósítható meg, akkor helyezheto el a távvezeték az útpálya alatt. Távolsági csohálózatok településeken belüli terveit a következokre tekintettel, ill. azoknak megfeleloen kell elkészíteni: - meglevo közmuvek; - a város (község) rendezési terve vagy ennek hiányában a Tanács által rendelkezésre bocsátott mintakeresztszelvény , ill. területfelhasználási terv; - közmufejlesztési terv; - vízfolyások érintése esetében vízjogi engedély; - fóldgáz- és olajvezetékek esetében bányamuszaki engedély; - közigazgatási engedélyezési határozat; - országos szabványok, muszaki eloírások és építési kivitelezési szabályok. A távvezeték csohálózatát a távlati szükségleteknek megfeleloen úgy helyezzük el, hogy az fokozatosan fejlesztheto legyen. Ezért a késobb kiépítendo fobb leágazási helyek tolózárait elore beépítjük. Ha a távvezeték csohálózata meglevo mérnöki létesítményt (utat, hidat, vasutat stb.) érint, akkor már tervezés közben az összes érdekeltek bevonásával tartandó hatósági engedélyezési eljárás során helyszíni bejáráson kell megállapítani, hogy a jövoben a kérdéses úton, ill. mutárgyon milyen közmuvezetékek elhelyezés~ válik még szükségessé, beleértve a felújítandó, bovítendo vagy átépítendo vezetékeket is. Városi közmuhálózat elosztása és elhelyezése látható a II-56., II-57. és II-58. ábrán. Hírközlés a távvezeték mentén. A távvezetékek egész vonala mentén biztosítani kell a gyors, üzembiztos híradást a távvezeték qármely pontjáról avégett, hogya karbantartó állomások minél elobb
p G
rool
rÁv
v Cs
11-56. ábra. Közmúvezetékek
mélységi elrendezése
E erosáramú kábel; P távközlo kábelek; G gázvezelék; TÁV távflítövezelék; V vfzvezelék; Cs csatorna
444
TÁVFUTÉSEK
Oszlaf/an úfpólya
Közúli
r--/j
1
I /.
Osztott útpálya !.
/" ürszelvény vosúfi \\ I
fekvésben
)
3,00
r
4,SO-5,00
Xó"zúti vasúttal. Csatorna szélso
I 5;50-ó,OO
I-
m v.8,50m
I
~OOm vagl/S,50m
I I I
I J
~in.4,00 ill.~ 1f,00-2,000,70
r---J E
H P
1,00 0,50
~t+1 GE 1
I
I.J. L"I"-J I
Cs
yX
II
.'ti I
1
I
l~i~.200.j G
:
Y
P
G'
Cs
,
T
--,
E,
I
I
'ti,
.J
Li
I L..J
lF<=~1$J 11-57. ábra. Közmuvezetékek
elhelyezése széles városi utak mellett
E erosáramú kábel; P távközlo kábelek; G gázvezeték; V vízvezeték; GEgázvezetékieloszt6cso; VEvizvezetékíeloszt6cso; G gázvezeték a hideg (árnyékos) oldalon; V' vízvezeték a meleg (napos) oldalon, ezért vagylagos az elhelyezés
4,00
1200m/2
5,00
,1 ,1
GE
VE
Ve
{lEx
I I
I
1
b:.o.J L.r-===.c::-.::.-. I
1
l'
1
I
I
I
Lo.J :
T(}=---' ~~ _-
11-58. ábra. Közmuvezetékek
(6o'j
...•.. ..f----------L.J '----------'
:
I
I
I
101 L_..J
I
elhelyezése korszeru, osztott profilú, széles úttest alatt
E erosáramú kábel; P távközlo kábelek; G gázvezeték; V' vizvezeték; GE gázvezetéki eloszt6cso; VE vízvezetéki eloszt6cso; GE' gázvezetéki eloszt6cso az árnyékos oldalon; VE' vízvezetéki eloszt6cso a napos oldalon, ezért vagyla1l0Saz elhelyezés
tudomást szerezzenek a korrózió okozta esetleges üzemzavarokról. A vonalon járó orszemélyzetnek azonnal közölnie kell a hiba helyét és mibenlétét. A hiba ismeretében a muszaki karbantartó gépkocsi
a legrövidebb ido alatt a helyszínre érkezhet és hibát elháríthatja. A távvezetékek mentén a. közlés motorkerékpáros járorrel, vezetékes hím sal vagy rádióval lehetséges.
11.4. Hofogyasztók 11.4.1. ForróvÍZ-hálózatra kapcsolt hofogyasztók A forróviz-hálózatra kapcsolt fogyasztók általában kétfélék lehetnek: - a forróviz-hálózatra csak futési fogyasztót kapcsolunk, ahol tehát a hoigény változik a kül-
so homérséklettel, de egy-egy 24 órás periódusoD lül a hofogyasztás egyenletes; - a forr6viz-hálózatra futési és melegvíz' gyasztókaf kapcsolunk. A melegviz-igény á homérsékletre vonatkozik, a mennyiségi igény ban 24 órán belül változik (pl. használati me}, igényben reggeli és esti csúcsfogyasztás).
445
HOFOGY ASZTÓK
11.4.1.1. Futési hofogyasztók A kizárólagosan futési fogyasztókat közvetve vagy közvetlenül kapcsoljuk a távhálózatra. Közvetett kapcsolás esetén a primer oldal (forróvíz-távhálózat) és szekunder oldal (házi hálózat) egymástól hidraulikailag el van választva. A távhálózat futovizét ellenáramú hocserélon vezetik át, itt áHítják elo a házi hálózat futovizét, a két rendszer tehát egymástól független. A kapcsolás elonye a közvetlen kapcsolással szemben, hogya házi rendszer légtelenítése egyszeru, a nyomásviszonyok tisztázottak, és az eromuben lágyított, elokészített vizet csak könnyen ellenorizheto házi hó'központba vezetjük. A házi rendszerben alacsony a homérséklet és kicsi a nyomás, a hagyományosnak nevezheto futoberendezések alkalmazhatók. Ez a megoldás azonban költség- és helyigényesebb a közvetlen kapcsolásnál. Közvetett házi rendszer kapcsolási vázlata látható a 11-59. ábrán. A szekunder rendszert nem ábrázoltuk. A futés szabályozható a házi rendszerben,ill. a forróviz-rendszerben. Ezek közül a forróvíz-rendszer szabályozását szemlélteti a 11-59. ábra. A házi rendszerek megoldásaival a 8. fejezet foglalkozik. A közvetlen kapcsolásnak igen sok elonye van, ésa korszeru rendszerek általában ki is használják ezeketaz elonyöket. Közvetlen kapcsolás esetén az
épület központi futési hálózatába a távfuto hálózatban keringo vizet átalakítás nélkül bevezetjük, tehát a házi és távhálózat közös vizrendszert alkot. Elonye, hogy veszteségmentesen használjuk ki a futoközeg hoenergiáját, a magas homérsékletu futovÍZzeI olcsó futó'berendezések építhetok, lényegesen egyszerubb a házi hoközpont, kisebb a beruházási és az üzemköltség. Meg kell azonban emlitenünk, hogy alkalmazása széles köru muszaki áttekintést, a teljes távháIózat rendszertechnikai vizsgálatát, meglehetos automatizálást és a légtelenítés tökéletesítését teszi szükségessé. A közvetlen bevezetés megoldható keverés nélkül és keveréssel. Keverés nélküli közvetlen kapcsolást általában csak ipari létesítményekben vagy légtechnikai berendezések távhálózatra kapcsolásakor alkalmazunk. Termoventillátorokat és légfuto-berendezéseket minden probléma és veszély nélkül lehet forróvíz-hálózatra kapcsolni, csupán a futofelület méretezésekor kell a szabályozási görbét figyelembe venni. Ugyancsak keverés nélküli közvetlen kapcsolást hozhatunk létre több fogyasztó sorba kapcsolásával is. A keveréses közvetlen kapcsolási rendszer muködhet gravitációs, szivattyús vagy injektoros keverésseI.
Gravitációs keverés esetén a házi hálózatban gra-
---.fl.---1 ~ txiil I
I
I i
I I
I I I
:~I L_-..J L....J
I
I
I
I
I
I
I I I I
I
I I I L.
~
I I
L--4
J rávfJfom(}vek tulajdono
Hdzkeze/os~g (tulajdonos)
+9 fu/ajdona
11-59. ábra. Közvetett házi rendszer kapcsolási sémája 1 elzáró- és szabályozószerelvény ; 2 rövidrezáró vezeték szeleppel; 3 szennyfogó légtelenitési és ücitési lehetoséggel ; 4 nyomásméro; 5 homéro; 6 tömegáram- (homennyiség-) méro; 7 hocserélo; 8 házi rendszer szivattyúja; 9 házi rendszer üritése; 10 esetleg beépitheto szabályozórendszer ; II házi fütórendszer
446
TÁVFUTÉSEK
vitációs nyomáskülönbség révén jön létre a keringés. A radiátorokon létrejövo hatásos nyomás következtében keletkezo nyomáskülönbséggel oldható meg a keverés. Ennek a megoldásnak az elonye, hogy a hálózatban a keringés fenntartására sem szivattyú, sem injektor nem szükséges. Hátránya, hogy a házi hálózat nagyobb méretu és így drágább, méretezése nagyon igényes. Ma már új rendszerekben nem alkalmazzák. (Nyomásábrája" egyezik a 11-61. ábráéval, csak a szivattyú által eloidézett nyomást a keletkezo gravitációs hatásos nyomás helyettesíti.) Szivattyús keverés [ll-60. a) ábra]. Ha a szivattyút az S pontba helyezzük, a szivattyúnak a telnöveljes mh áramú víz nyomását kellpx,-rolpx,-re ni. Ahogy ali-60. b) nyomásdiagramból látható, a .dPx,x, nyomáskülönbség pozitív, így a keverés feltétele biztosítva van. A rendszer 11-60. c) ábrán látható nyomásdiagramja arra az esetre vonatkozik, amikor a szivattyú az E helyre kerül a keverovezetékben. Így a szivattyú csak mhv-mfv víztömeg-áramot szállít.
ll" mrv 1
1 B
a)
A szivattyú beépítésévei a rendszer a szivattyúsfú· tések elonyeivel rendelkezik. A rendszerek nyomásviszonyai legjobban az eloremeno vezetékben elhelyezett szivattyúval tartha· tók kézben. Ennek kapcsolási vázlata a 11-61.aj, nyomásdiagramja ali-61. b) ábrán látható. Ma· gasházak lehetséges kapcsolásait és egyben a köz., vetett és közvetlen rendszer kombinációját szemlélteti a 11-62. ábra. lnjektoros keverés. Megoldási változatok: - központi keverés; - felszálIónkénti injektoros keverés. Központi injektoros keverést láthatunk a 11-63. ábrán. A nyomás a házi hálózatban lényegesenki· sebb, mint .a távhálózat eloremeno vezetékében. Keverés szempontjából az injektor szerepe azonos a szivattyúéval. Az injektoron átáramló mív ti). megáramú forró víz munkavégzo képességénekter· hére keveri be az mhv-mfv tömegáramú lehult vi· zet, ill. növeli annak nyomását Px, -rol PX3 -ra. Az in· jektor kis hatásfokkal dolgozik, ezért csak ott alkalmazható, ahol a távhálózat két csatlakozási pont· ja között jelentos nyomáskülönbség van. A 11-63. b) nyomásdiagramon látható, hogy az injektoroD átáramló forró víz nyomásesése igen jelentos, nagy hányadát teszi ki a teljes rendelkezésre álló nyomásesésnek. Újabban egyre nagyobb tért hódít a sza· bályozható injektor is. Felszállónkénti injektoros keverést foleg LengyeJ.; országban alkalmaznak. Minden egyes házi fel· szállóvezeték elején elhelyeznek egy-egy injektort, így az alapvezetékben a távvezeték nyomása van, de a felszállókon és futotestekben már lényegesen kisebb a nyomás. Ezt a rendszert indukciós futésnek is nevezik. Forróvíz-távvezetékre kapcsolt futési hoközpon· tok részletes ismertetését 1. az irodalomban [78~ [79], [80], [81], [82], [83], [84]. 11.4.1.2. Futési fogyasztók és állandó homérsékleti forró vizet igénylo fogyasztók egyideju rákapcsolása a távhálózatra
Xz
[
Xf
11-60. ábra. Közvetlen házi rendszer a) kapcsolási séma; b) nyomásdiagram (ha a szivattyú a visszatéro vezetékben van); ej nyomásdiagram (ha a szivattyú a keverövezetékben van)
A 11.3.1.1. pontban említettük, hogy az eltéro igények kie1égíthetok közös vagy különválasztott vezetékrendszerrel. Ha az állandó homérsékletu viz eloállítására külön vezeték áll rendelkezésre, akk, a hoközpont kapcsolása egyszeru. Háromvezetékea rendszer kapcsolását mutatja példaképpen a ll-M. ábra. Az általánosan elterjedt kétvezetékes rendszerekben jelentos probléma, hogya változó he>. mérsékletu kétvezetékes rendszerrol elégítsük ki eltéro igényeket. A mai napig sem alakult ki egyértelmuen kielégíto és elfogadható megoldás. A táv·
447
HÓFOGY ASZTÓK
~
r--' I : "10
5
: Q------L.J1
8
A
8
1
~r~ rávfJMmJvek
~I"--
! Hózkerelt,ég (Iu/ajdanos) lu/ajdang
/ulajdana
aj
11-61. ábra. Közvetlen házi rendszer aj kapcsolási séma; bJ nyomásdiagram (ha a szivattyú az c1oremeno veze-
hj
tékben van) 2 rövidrezáró vezeték szeleppel; 3 szennyfogó légtclenitési és üritési lehetoséggel; 4 nyomásméro; 5 homéro; 6 tómegáram- (homennyiség-) méro; 7 légtelenítés; 8 kevero- (és egyben keríngteto-) szívattyú; 9 házi rendszer ürítése; 10 szabályozórendszer; Il mtorcndszer; 12 nyomáscsökkento; 13 mcnnyiségkorlátoz6; 14 visszacsapó szelep; 15 biztosítás (lefúvatás) Megjegyzés: a nyomásábrán a vezctékrcndszcrt a jellegzetes szerelvények számával jelöltük. Az Xl és X2 pontok értelmezése azonos a 11-60. ábra jelölésévcI
futés kezdeti szakaszában az ún. Kánya-Magasházy-kapcsolásterjedt el. Ennek lényege, hogy hideg külsoidojárás esetén, amikor az eloremeno vízbomérsékletmagas, a forró víz elobb a futési hocserélon, majd sorba kapcsolva a használati melegvÍl-termelon áramlik áto Melegebb külso idojárás eseténa sorba kapcsolás menete fordított. A Kánya-Magasházi-kapcsolás sok zárószerkezeteés azok kezelése igen sok problémát okozott. Ezérttörekedtek az automatizálást is lehetové tevokapcsolási változatokra. Az 1966-ban megjelent Tervezési Segédlet [85] többjavaslatot is tartalmaz: - tárolós, automatizálható, - elo-utófutos, tárolós, automatizálható és - tároló nélküli megoldást. Budapesten kizárólag a Fovárosi Távfuto Muvek általengedélyezett kapcsolások alkalmazhatók pl. a 73/1,73/11jelu kapcsolások [62], [52].
A korszeru megoldásokkal az automatizáláson túl általában törekszünk a használati melegvíz-termelo berendezés futofelületének növelésére és a tárolótérfogat csökkentésére. Hangsúlyozzuk azonban, hogyatárolótérfogat megállapítását mindig komplex muszaki-gazdaságossági vizsgálatnak kell megeloznie, mert pl. eromuhöz kapcsolt berendezés esetén esetleg az eromuvi csúcsrajáratás lehetoségének kihasználása múlik a beépített tárolótérfogaton. A legújabb törekvések arra irányulnak, hogya használati meleg víz csúcsigényét az épület tárolt hojének rovására elégítsük ki, azaz csökkentsük a futést a használati meleg víz csúcsfogyasztásának idején. Ez a megoldás elonyös mind a berendezés egyszerusége, mind a méretek csökkentése tekintetében. Az épület tárolókapacitását kihasználó, automatizált hoközpont látható a 11-65. ábrán, a hoközpont nyomásábrájával együtt.
1elzáró- és szabályozószerelvény;
8
111
I
448
TÁVFUTÉSEK
5 6
1
2-
aj 9 1* 12 10 §..
~ .f 2
1
2 _~~
20 18
15
1~ 12 10
8 ej
2 _---
ll-62. ábra. Magashá:zakfutórendszere a) közvetlen kapcsolás; b) közvetett kapcsolás; e) az alsó szinteken közvetlen, a felso szinteken közvetett kapcsolás J magasház jelképe szintszámokkal; 2 távhálózat; 3 nyomáscsökkento szelep; 4 kevero- (és keringteto-) szivattyú; 5 légtelenitoszelep; 6 futotestek; 7 hocserélo; 8 keringtetószivattyú a házi rendszerben; 9 tágulási tartály a házi rendszerben
11.4.2.1. Hoközpontok
nyomású gozt a technológiai fogyasztókon túlmenoen leggyakrabban klíma-, szellozo-, légfutö-és ködtelenítoberendezések kalorifereinek futésére alkalmazunk közvetlenül. Ezeknél a futotesteknél ugyams
Nagynyomású goz közvetlen alkalmazása. AlI-66. ábrán olyan hoközpontot láthatunk, ahol közvetlenül a nagynyomású gozt használjuk fel. Nagy-
- nincs érintésveszély, - nincs porlerakódás, így a porpörkölodés kellemetlen higiéniai hatása elesik;
11.4.2. Nagynyomású gozfutésre kapcsolt hofogyasztók
449
HOFOGY ASZTÓK
I x
Al
• ~BI
A
2
r
8
hj
aj 11-63. ábra. Injektoros közvetlen kapcsolás aj kapcsolási vázlat;
bJ
nyomásdiagram
5
.3
,
1
'f9 Tavfúfomuvek
fulajdona
11-64. ábra. Háromvezetékes
1 elzáró- és szabáIyozószerelvény;
Hdzkeze/oség
(tulajdonos) tulajdonu
rendszer házi alállomása
2 érzékelo; 3 szennyfogó légtelenitési és üritési lehetoséggel; 4 nyomásméro; 5 homéro; 6 tömegáram- (homennyiség-) méro; 7légtelenito; 8 kevero- (és egyben keringteto-) szivattyú; 9 házi rendszer ürltése; 10 szabáJyozórendszer; II fíltorendszer; 12 nyomáscsökkento; 13 mennyiségkorIátozó; 14 visszacsapó szelep; 15 biztositás (lefúvatás); 16 használati melegv1z-termeló; 17 hasznáIati melegvmifolyó
31
Az épületgépészet kézikönyve
450
TÁVFUTÉSEK
TcOV/II I ~
"f omllve" II
1/
,/.
lIázkeze/oség (tulajdonos) Illlajdona
',J tu/oj<4ona
aj
1
3
'"
Ap
I
1
12
13
E
10
11-·65. ábra. Kétvezetékes rendszer házi alállomása k, használati melegvíz-termeléssel a) kapcsolási vázlat 1 elzáró- és szabályozószerelvény ; 2 rövidrezáró vezeték szeleppel; 3 (oBÓ; 4 nyomásméro; 5 boméro; 6 tömesáram(bolDellDYÍSéll-) 7légteleofto; 8 kevero- (és egyben keringteto-) szivattyú; 9 házi 6rltése; 10 szabáIyozórendszer; f6torcndszer; 12 nyo' 13 DIIlIlIl)'lIéskorlátozó; 14 visszacsapó szelep; 15 biztosltás 16 használati me1egvlz-termel6; 17 basználati me1eaviz-kifolyó b) nyomásábra LlPha mv használatimelegvlz-terme16n "Iha""n.álható nyomás MelielYzés: ez a nyomásábra másik szokásos ábrázolási módja, Az feletti vázlatban a számok a kapcsolási sémán alkalmazott fobb nyelcet jelzik
II
T hj
451
HOFOGY ASzrÓK
13
11
ti
i
r
-,
lJ
~2
~fl' ,
IMI
-------- ---
1
I
_I
L
J
I I
11-66. ábra. Nagynyomású
goz fogadó és átalakító központja
1 vlzte1enítési hely; 2 kondenzedény; 3 nagynyomású gozosztó; 4 nyomásméro; 5 homé~o; 6 biztosltószelep; 7 nagynyomású gozfogyasztó; 8 nyomáscsökkento; 9 elzár6szerelvény; 10 bövltés: 11 tQszelcp; 12 rendezoháló ; 13 kisnyomású gozfolYasztó; 14 kisnyomású goz0szt6
- a holeadás, ill. a gozfogyasztás szabályozása megoldható a futendo közeg oldaláról. A nagynyomású goz azért elonyös futoközeg a légtechnikai berendezések esetében, mert a felfutés gyors, és nincs fagyveszély akkor sem, ha télen kizárólag külso levegot (-15 oc) kell felmelegíteni. Mind központi léghevítok, mind pedig egyedi légfutötestek (termoventilIátorok) hoellátására alkalmas. Kimondottan fagyveszélyes helyeken csak nagynyomású gozzel futött csofutotesteket szoktak alkalmazni. (Pl. ipari épületek szelloztetoablakainál a lezuhanó hideg levego melegítése vagy párafogómennyezet, virágablak stb. futése.) Nagynyomású gozhöz alkalmas futotestek még a sugárzóernyo, a betonradiátor, a bordáscso futotestek,a konvektorok. Kisnyomású gozt nagynyomású gozbol nyomáscsökkentovel közvetlenül eloállíthatunk (11-66. ábra).
Nagynyomású goz közvetett alkalmazása. Elofordul olyan eset is, amikor kisnyomású goz eloállítására nagynyomású gozt használunk hocserélo beiktatásával (közvetett goztermelés). Ezt a módszert választjuk pl., ha a kondenzrendszereket egymástól függetleníteni akarjuk. Forróvíz-eloállítás. Ha sok technológiai hofelhasználás mellett futési igényeket is ki kell elégí-
lil
ro,
1 1
I
! l-_~'
1
~
L
'l
inn,
~.
r/•.... -1,
~ fV Z
___ tJ 11-67.
5
r---'it
I I 1 II kul .~ _~M __ I
;
___n_"= 011, -I • 1
:
•I:
i~' 't. :I t~I "
:
21 i
I -
L.
~ ---
"1
I
_n"" n __
'
2
"
'J
-i><1----,-.--i><1--J
I1
I1
I-
J
ábra. Futési meleg víz termelése nagynyomású
3 gozzel
I goz-meJegy!z hocserélo; 2 melegylz-osztó; 3 melegvlz-gylíjto; 4 keringtetoszívattyú-pár; 5 szabályozóozelep; 6 tágulási tartály
31'
tenünk, célszeru a nagynyomású gozbo1 a1ál1omáson forró vizet készíteni, és ezt futési célra felhasználni. (Ilyen kapcsolási vázlatot a forróvíz-rendszerek tárgyalásakor a 11-39. ábrán már közöltünk.) Futési meleg víz termelése. Példaképpen ilyen kapcsolási vázlatot a 11-67. ábrán láthatunk. A rendszer szabályozása többféleképpen oldható meg. Két lehetoséget szemléltet az ábra. Egyik lehetoség (szaggatott vonal), hogy a hocserélobol távozó eloremeno meleg víz homérsékletének állandó értéken tartásával szabályozzuk a gozmennyiséget, és az osztóból induló futési eloremeno meleg víz homérsékletét keveréssel szabályozzuk külso levego homérsékletrol vezérelt követo szabályozóval. Másik lehetoség, hogy közvetlenül a belso homérsékletrol szabályozzuk a gozszelepet. Hulladékho-basznosítás és kondenzvÍzbútés. A goztávvezetékekben keletkezett kondenzvíz homérséklete - a gozfutésu készülékekhez hasonlóan - sokszor magasabb, mint 100 oC. Ha a kondenzvíz szabadon folyik le, a nyomás megszunésekor a kondenzedény mögött a kondenzvíz egy része elgozölög. Ez a körülmény kellemetlen zajokat, esetleg üzemzavarokat is okozhat, elsosorban azonban jelentos ho- és kondenzvízveszteség keletkezik. Ha nagyobb kondenzvízmennyiségekról van szó, a telített goz hotartalmát ajánlatos flitési vagy víz-
11-68. ábra.
Hulladékho-hasznositás
futési célra
1 gozfollYasztók; 2 nyomáscsökkento tartály; 3 kondenzgylíjto tartáJY; 4 hocserélo; 5 Clit6rendszer
452
TÁVFUTÉSEK
melegítési célra is felhasználni (ll-68. ábra). Több fogyasztó nagynyomású kondenzátuma külön-külön egy közös nyomáscsökkento tartályba folyik. A sarjúgozt hocseréloben lecsapatjuk, ennek kondenzátuma tartályban gyulik össze. A nyomáscsökkento tartályt biztonsági szeleppel látjuk el, amely a hoelvétel szünetelése esetén a megengedett nyomás túllépését meggátolja. A kondenzho jobban kihasználható, ha a hocserélot közvetlenül a nyomáscsökkento tartályba helyezzük. Üzemi és hogazdálkodási szempontból minden távfuto berendezés ben arra kell törekedni, hogy a kondenzvíz a hoközpontba visszavezetés elott minél jobban lehuljön. Távhoszolgáltató berendezések házi alállomásain a túl magas kondenzvÍZ-homérséklet nemcsak egyébként elkerülheto ho- és tápvÍZveszteséget okoz, hanem egyes alkatrészek, pl. méromuszerek és szivattyúk muködését is veszélyezteti. Ezenfelül a távfutomuvek rendszerint megkívánják, hogya kondenzvíz 50... 60 oC-ra huljön le a fogyasztónál, sot esetenként a kondenzvÍZnek ezt a határhomérsékletét elo is írják, az ezen felüli kondenzhot nem számolják el. A kondenzvíz a házi állomáson akkor hutheto a legegyszerubben, ha az állomáshoz melegvÍZ-szolgáltató berendezés is tartozik. A gozfutésu vízmelegíto alá, azzal közvetlenül csatlakoztatva egy második, esetleg nagyobb tárolóteru hocserélot helyezünk, amelybe bevezetjük a kondenzvizet a felette levo futotestekbol és egyéb hofogyasztókból (11-69. ábra). A hideg vizet eloször ezen a huton vezetjük át, és csak azután kerül a tulajdonképpeni vÍZmelegítobe.
11.4.2.2. Nyomáscsökkento állomások és gozhutólc
Nyomáscsökkento állomások. Egy- és kétfokozatú nyomáscsökkento állomás kialakítása látható a 11-66. és 11-70. ábrán. Amennyiben erre mód van, egyfokozatú nyomáscsökkento állomást kell létesíteni. A gyakorlatban igen elterjedt megoldás nagyobb nyomáslépcsok áthidalására a sorba kapcsolt két szabályozószelep. A szabályozószelepek sorba kapcsolását két ok indokolhatja. Ha rendkívül nagy kezdeti nyomásról és magas homérsékletrol indul a szabályozási folyamat, és a nyomáscsökkentés értéke is jelentos (pl. 80 at-ról 3 at-ra), a vezeték minosége, az armatúrák nyomásfokozatai teszik célszeruvé a redukálás megosztását. A közbenso nyomás biztosítása után ugyanis az alsóbb fokozat csovezetéke, szerelvényei már az olcsóbb, kisebb névleges nyomású gyártmányokból választhatók.
5
4.
11-69. ábra. Hulladékho
hasmosítása termelésére
hasmálati
meleg víz
1 goz-vezeték; 2 kondenzhovel elofutött hocserélo; 3 gozzel futött rélo; 4 hálózati víz; 5 használati meleg víz
hÖl:loo
Az épületgépészetben a kétlépcsos redukálást a futéstechnikában egyes esetekben megkívánt, leü· lönösen érzékeny szabályozás tette szükségessé.Ak· kor kerül elotérbe ez a megoldás, ha akisnyomású berendezésekben tized, sot század atmoszféra pontosságú nyomásszintet kell beállítanunk, ha az ér· zékeny biztonsági állványcsövek gyakori lefúvását kívánjuk elkerülni, esetleg a 100%-tól lényegesen eltéro, kisebb teljesítményt is fennakadás nélkül kell elérnünk. Természetes, hogya második fokozat szabályozója, amely a nagyobb fajtérfogatú közeget szállítja, nagyobb méretu lesz, mint az elsó fokozaté. A nagyobb fajtérfogat miatt szükséges nagyobb átömlonyílás pedig - ugyanolyan impulzusérzékelo szabályozószervet feltételezve nyilvánvalóan finomabb adagolást tesz lehetové. Ebben az esetben az elso fokozatként felszerelt szabályozószelep feladata az, hogy lényeges nyomáscsökkenést okozzon, a finom szabályozást a második, nagy méretu szelep végzi el. A káros lengések elkerülésére az elso fokozat érzékelovezetékét is a fogyasztóhoz kell kapcsolni.
~~~!~t fj
~4
11-70. ábra. Kétfokozatú
nyomáscsökkento tikus rajza
állomás
sema·
1 vízteIeníto; 2 nyomáscsökkento; 3 rendezoháló ; 4 biztonsági állványcs6 a kis nyomás fenntartására; 5 kisnyomású oszt6; 6 kisnyomású folYasztók; 7 impulzusvezeték
HOFQGY ASZTÓK
GOzhutok. A nyomáscsökkentés folyamata rendszerint együtt jár a goz túlhevülésévei, a fogyasztók azonban általában telített gozt igényelnek. A lecsapódások elkerülésére, ill. csökkentésére célszeru a nagynyomású vezetéken túlhevített gozt szállítani. Ezért a goz túlhevítési homérsékletének csökkentésére a fogyasztók elé célszeru gozhutoket elhelyezni. A gozhutés különbözo módon valósítható meg.
Befecskendezéses huto. A befecskendezéses hutoben finoman porlasztott vizet fecskendeznek a gozáramba, lehetoleg ellenáramban. A befecskendezés csökkentését a fúvókák fokozatos kikapcsolásával kellelérni. Ügyelni kell a befecskendezett víz minoségére. Legcélszerubb tiszta desztillált vagy csapadékvíz befecskendezése. Ott, ahol a kazánt kondenzátummal vagy elgozölögtetobol nyert pótvízzeItáplálják, a tápvíz is megfelel. Abefecskendezett vízmennyiséget homérséklet-érzékelovel vezérelt - általában segédenergiával muködo - berendezés szabályozza. A szabályozó hibája vagy a befecskendezo víz hiánya esetén bekövetkezo káros túlmelegedés ellen kényes esetekben vészjelzovel vagy
453
olyan szerkezettel kell védekezni, amely meg nem engedett homérséklet-emelkedés esetén a nyomáscsökkentot elzárja. Felületi huto. A felületi hutoben a hutovíz a gozzel nem érintkezik közve.tlenül. A hutendo goz általában csokígyón áramlik keresztül, a csokígyó pedig a huto vízterébe merül. A hutés mértékét a hutoközeg vízszintjének változtatásával lehet szabályozni. Ennek a rendszernek nagyobb a tehetetlensége, mint a befecskendezéses rendszeré, emiatt lassabban követi a változásokat. Egybeépített nyomásszabályozó és huto. Újabban a nyomáscsökkentot és a gozhutot egyetlen szerelvényben egyesítik. A nyomáscsökkento szelep ülése alatt kiképzett körgyuru alakú kamrába a goznyomásnál nagyobb nyomású hutovizet vezetnek, és ez kis csatornákon keresztül bejut a szelepülés és kúp közti fojtási térbe. Az ott keletkezo nagy gozsebesség a vizet elporlaszt ja és a gozzel jól öszszekeveri. A gyurukamrában levo víz túlnyomásának változtatásával a goz homérsékletét pontosan lehet szabályozni.
11.5. Távfutések rendszerelméleti szemlélete és szabályozása Az utóbbi évek gyors fejlodése életre hívta a távfutések rendszerelméleti szemléletének szükségesUgyancsak rendszerszemlélet elvek szabja kidolgozását. meg manap1 ségét, és a arendszertechnikai
dunk itt a problémakört részletesebben kifejteni, de a távhoellátás ismertetése kapcsán fel kell hívnunk a figyelmet a vonatkozó irodalomra [87], [88], [89].
I sága szabályozási. kérdéseket is. Nincs ugyan mó11.6. IRODALOM
[1]Geiringer. P.: High Temperature Water Heating. New York-London. John Wiley and Sons, Inc. 1960. [2]Homonnayné: Távfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1965. [3]Menyhárt J.: A drezdai távfutés. Épületgépészet. VIlI, 6. 217-222. (1959). [4] Dócs J. : A távfutés jelenlegi helyzete és jövoje a nemzetközi szakirodalom tükrében. Energia és Atomtechnika. XIII, 8-9. 318-387 .. (1969). [5] Vadász E.: A kommunális célú távhoellátás fejlodése, muszaki és gazdasági megítélése nemzetközi viszonylatban. (Tanulmány.) Budapest, BME Hoeromuvek Tanszék, 1965. [6]II. Nemzetközi Távfutési Konferencia a VII. Magyar Futés-légtechnikai Konferencia keretében. Építoipari Tudományos Egyesület, 1973. május. Szerkesztette: Homonnayné--Mészáros Ferenc.
[7] Lévai A.: Hoeromuvek. 1-11. köt. Budapest, Nehézipari Könyv- és Folyóiratkiadó Vállalat, 1954. [8] Jászai T.: Muszaki hotan. Termodinamika. (MTI Kiadvány G-81.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1966. [9] Büki G.: Futoeromuvek. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1973. 1-11. [10] Bosnjakovic. Fr.: Technische Thermodynamik. Teil. Dresden-Leipzig, Verlag Theodor Steinkopff, 1965. [ll] Stancescu. 1. D.: Távhoszolgáltatás. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. [12] Heller-Jászai: Energiagazdálkodás. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [13] Büki G.: Hoszolgáltató eromuvek felépítésének elemzése és fejlesztésüknek irányelvei. (Tanulmány.) Budapest, BME Hoeromuvek Tanszék, 1970. [14] Lévai-Büki: Észak-Budapest egységes távhoelJ.átó
454
TÁVFUTÉSEK
rendszere. (Összefoglaló tanulmány.) Budapest, BME Hoeromuvek Tanszék, 1970. [IS] Lévai A.: Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Fernheitskraftwerken. Periodica-Polytechnica Mechanical Engineering. 12, Nl 3. 313-315. (1968). [16] Távhoszolgáltatás muszaki irányelvei. 1-12. keszto: Sarbó György. NIM-OEGH, 1972.
Szer-
[17] Schröder. K.: Grosse Dampfkraftwerke. Planung Ausführung und Bauung. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1962. [18] Középnyomású futoeromuvek villamos csúcsrajáratása. (I'anulmány.) EGI Elvi Tanulmányi Osztály. 1966. [19] Hoszolgáltató eromuvek villamos csúcsjáratása. mány.) EGI Elvi Tanulmányi Osztály, 1968.
(Tanul-
[20] Középnyomási hoszolgáltató eromuvek csúcsrajáratása 1-11. Budapest, BME 1. Épületgépészeti Tanszék, 1967. [21] First International District Heating. Convention, London, 1970. ápr. 2~25. - Halzl-Szabó-Torma: Peak Load Operation of District Heat, and Power Stations. - Homonnay G.: Peak Operation of Heating Power Stations. Problems Arising on the Consumers Side. [22] Csepel Ipartelep forróvíz távfutésének villamos csúcsjáratási üzeme. (Tanulmány.) Budapest, BME 1. Épületgépészeti Tanszék, 1970. [23] Molnár J.: A szemétégetés jelentosége. Épületgépészet. xxn, 2. 76-81. (1973). [24] Maikranz T.: Hulladékégetés és hohasznosítás. Mitteilung der VGB, 1968. [25] Bünning. C.: A VGB szakmai konferenciája az 1969. évi szemétégetés tapasztalatairól. Brennstoff-WarmeKraft. XXllI, dec. (1971). [26] Boldizsár--Gózon: A geotermikus energia hasznosítása. Budapest, Muszaki Kiadó, 1965. [27] Kárpdti 1.: Hoellátás termálvízzellakótelepen. (Diplomaterv, készült a BME 1. Épületgépészeti Tanszékén.) 1966. [28] Tegzes M.: Hoellátás termálvízzel lakótelepen. (Diplomaterv, készült a BME 1. Épületgépészeti Tanszékén.) 1966. [29] Menyhárt-Homonnayné: Tömbkazántelepek, hocseréloberendezések. BME Mérnöki Továbbképzo Intézet kiadványa. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [30] Homonnayné: Futéstechnika 1. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó V., 1976. [31] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. II. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [32] Shields. C. O.: Boilers. Types. Cbaracteristics and Functions. New York, F. W. Dodge Corporation, 1961. [33] Pótsa E.: GOzkazánok. BME Mérnöki Továbbképzo Intézet kiadványa. Budapest, Tankönyvkiadó, 1965. [34] Magyar Építoipari Katalógus. Épületgépészet, 6/1. kötet. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1969. [35] Láng Gépgyár Gyártmánykatalógusa. Budapest, 1975. [36] parca Norrahammar Katalógus. Norrahammar, 1973.
[37] KOMFORT kazáncsalád katalógusa. Budapest. Budapesti Vegyipari Gépgyár, 1973. [38] Bassa G. (szerk.): Olajtüzelésu ipari kazánok. Budapest. Muszaki Könyvkiadó, 1965. [39] Vida--Mesz/éry: Gázellátás. Budapest, Muszaki KönY'" kiadó, 1974. [40] Hajdú Gy.: A városok hulladék kezelési gondjai, különill tekintettel Budapestre. Épületgépészet. XXIV, 3. sz. 117-125. (1975). [41] Olajellátó berendezések. CSOSZER-FUTOBER gyárt· mánykatalógus. [42] Pribék P.: Olaj tüzelés. Tervezés-kivitelezés-karlJao. tartás. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [43] Popa--Antonescu: Ipari égok. Budapest, Múszati Könyvkiadó, 1966. [44] Hansen. W.: Ölfeuerungen. Brennstoff. Technische Einl richtungen. Anwendungen. Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1970. [45] Shie/des. C. O.: Boilers. Types, Characteristics lIIIlI Functions. New·Y ork, F. W. Dodge Corporation, 1961. [46] Burkhardt: Domestic and Commercial Oil BUI'IICft. New York-Toronto-London, McGraw-HilI, 1961.< [47] Ölbuch-VDEW 1974. FrankfurtjMain, StresemaJllt. allee 23. [48] Handbuch für den Rohrleitungsbau. Berlin, Technik,1965. [49] Handbuch für den Rohrleitungsbau. Berlin, Technik,1972. [50] Schwaigerer. S.: Rohrleitungen. Theorie und pruir. Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 196t [51] Albert J.: A hoszigetelés kézikönyve. Budapest, MKönyvkiadó,1962. [52] Homonnayné: Távfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budai Tankönyvkiadó V., 1975. [53] Cammerer: Die Wiirme- und Kiilteschutz in der dustrie. 3. verb. Auf!. Berlin-Göttingen-Heidel Springer Verlag, 1951. [54] ten Bosh. M.: Gépelemek. Budapest, Muszaki K," kiadó, 1964. [55] Markó 1.: Távolsági csohálózatok. Budapest, M' Továbbképzo Intézet, 1968. [56] Temesi M.: Futési távvezetékek építésének k, megoldásai. Épületgépészet. 22, 3. sz. lll-liS. (1 [57] Mészáros P.: Távvezetékek oszlopszerkezeteinek zése. - Hótávvezetékek védocsatornáinak s tervezési és méretezési kérdései. II. Nemzetközi TI futési Konferencia. 4. köt. 157-187. p. 1973. [58] Közvetlenül földbefektetett "KELIT" távvezetékek szigetelésének vizsgálata. (Tanulmány.) BME t. Épül gépészeti Tanszék, 1975. [59] Közvetlenül földbefektetett távvezetékek hidrofób telésének vizsgálata. (Tanulmány.) BME t. ÉI gépészeti Tanszék, 1973. [60] Macskásy Á.: Távfutó berendezések tervezésének kérdései. Épületgépészet. IV, 6. sz. 84-98. (1955)
IRODALOM
[61] Macskásy-Homonnayné: Újabb módszer távfúto berendezések gazdaságosságának ellenorzésére. Épületgépészet. xn, 6. sz. 189-191. (1963). OMFB [62]Macskásy Á.: Az épületek fútoberendezése. tanulmány, 1973. [63]Garbai L.: Sugaras rendszeru távfútohálózatok optimáIása. Doktori disszertáció, 1974. [64] Vida M.: Városi gázhálózatok nyomásszabályqz6inak optimális távolsága. Épületgépészet, XVIII, 3. sz. 104110. (1969), [65]Molnár L.: Csohálózatok optimális méretezése a gráfelmélet felhasmálásával. Épületgépészet. XX, 5. sz. 227-231. (1971). [66]Menyhárt-Homonnayné: Wármeverluste der modernen Heisswasser-Fernleitungen. Ill. Nemzetközi Távfútési Konferencia, Varsó, 1976. [67]Menyhárt-Homonnayné: Wármeverluste der modernen Heisswasser-Fernleitungen. Periodica Polytechnica. Sajtó alatt. [68]Kopjev, Sz.: Teplosznabzsenie. Moszkva, Gosztroizdat, 1953. [69]Völgyes f.: Épületgépészeti számitások példa tára. 2. Mv. átd. kiadás. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [70]Pomázi L.: Csóhálózatok méretezésének szilárdsági kérdései. Budapest, Mérnöki Továbbképzo Intézet, 1968. [71]Tervezési segédlet távvezetékek méretezéséhez. Összeállitotta: Csirmaz J. Tervezet, ~1973. méretezése és ezzel kap[72]Csirmaz J.: Kompenzátorok csolatban a vékonyfalú ívcsövek feszültségi vizsgálata. Budapest, ÉM. Dok. és Nyomell. V. 1958. [73]Csanda F. : Földalatti közmu vezetékek felkutatása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [74]Markó I.: Földmuvek - Védelem. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975.
455
[75] Kézdi-Markó: Földmuvek - Víztelenítés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1974. [76] Borsos J.: A települések mérnöki létesítményei. Budapest, Mérnöki Továbbképzo Intézet, 1961. [77] MSZ 7487-75. Közmuvezetékek elhelyezése. [78] Menyhárt J. : Melegvízfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó, 1964. [79] Menyhárt-Molnár: Kisnyomású gozfutések. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó. [BO] Technische Richtlinien der Stadtheizung Mannheim. Energie- und Wasserwerke Rhein-Neckar Aktiengesel1schaft, Mannheim, 1971. [81] Technische Richtlinien für Hausanschlüsse an Fernwarmenezte. Frankfurt, VDEW, 1966. [82] Dezso Gy.: Közvetlen kapcsolás távhálózatra. Diplomaterv, 1970. [83] Litvai E.: Injektorok méretezése. Budapest, Mérnöki Továbbképzo Intézet, 1954. [84] Kósa L.: Vízsugárszivattyúk alkalmazása hajók fenékrendszerében. Doktori disszertáció, 1967. [85] Épületgépészeti tervezési segédlet. 6/a szám. Budapest, ÉVM Tervezési Foosztály, 1965. [86] Távhóellátási hoközpontok új kapcsolása. Tervezési Információ. Tn VII, 7. sz. (1973). [87] Homonnayné: Távfutések rendszertechnikai kérdései. Épületgépészet. 4. sz. 168-172. (1975). [88] Debrecen. A forróVÍz-távhóellátási rendszer vizsgálata. Energiagazdálkodási Intézet, 1973. [89] Távfútések rendszertechnikai kérdései. Budapest, BME 1. Épületgépészeti Tanszék. (Sajtó alatt.) [90] Hivessy G.: Napenergia hasmositási lehetoségei. (Diplomaterv.) BME 1. Épületgépészeti Tanszék. [91] Ory R. (szerk.): Vegyipari csovezetékek. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972.
12. Futoberendezések szabályozása Szerzo: SALLAl GYULA Lektor: Dr. Erdosi István
12.1. Általános kérdések Az épületeket úgy kell futeni, hogy változó külso homérséklet esetén a futött helyiségek belso homérséklete minél kisebb ingadozással a kellemes hoérzetnek vagy üzemi technológiának megfelelo értéku legyen. A homérséklet-ingadozás mértéke a futoberendezés szabályozhatóságától, üzemidejétol, valamint hotehetetlenségétol és az épülethatároló szerkezetektol együttesen függ. Ez a feladat gazdaságosan csak automatikus szabályozóberendezésekkel oldható meg. A központi futés automatikus szabályozásának igénye nem új keletu, jóllehet nem sokkal ezelott még sokan felesleges többletköltségnek és gondnak tartották automatika alkalmazását. A központi futéses épületek számának rohamos növekedése, a komfortigények növekedése, a berendezések kezeloszemélyzetének létszámigénye és legújabban az energiatakarékossági intézkedések mind-mind arra késztetik az üzemeltetoket, hogy berendezéseiket automatikus szabályozóberendezésekkel szereljék fel. Ezért természetes, hogy az újonnan épülo futoberendezések automatikus szabályozókkal készülnek. A központi futések szabályozását úgy kell megoldani, hogy az automatika a komfortigények kielégítése mellett az optimális energiafelhasználást is megvalósítsa. Követelmény továbbá az is, hogy e készülékek az üzemeltetok gondjait enyhítsék, felügyelet és rendszeres kezelés nélkül, csekély karbantartással is megbízhatóan muködjenek. A központi futoberendezések mint szabályozott szakaszok zavaró jellemzoi közül leglényegesebb a külso homérséklet változása. Ennek hatása a helyiség hoveszteségének változásában mutatkozik. Figyelemreméltó zavaró jellemzo a helyiség változó belso hoterhelése is. A napsugárzás intenzitásának és irányának megváltozása télen nem jelentos hatású, csak nagy üvegfelületek esetén számottevo. A szél erosségének és irányának megváltozása jelentos mértékben hathat a futött helyiség hoveszteségére, egyrészt a határoló falak külso hoátadási
tényezojének, de foként a nyílászárók résein bejutó hideg levego (infiltráció) mennyiségének megvált0zása révén. A futoberendezés energiahordozójának (goz, gáz) nyomás- vagy futoérték-változása sem hanyagolható el a zavaró jellemzok sorában. A felsorolt zavarások hatása abban nyilvánul meg, hogy a futött helyiség homérséklete megváltozik, eltér az eloírt, ún. parancsolt értéktol. Az automatikus szabályozás feladata, hogy e zavarások hatásának kiküszöbölésével a helyiség homérsékJe. tét a kívánt értéken tartsa. A szabályozó beavatkozószerve útján befolyá. solja a szabályozott jellemzot. Beavatkozószervként általában szabályozószelepet vagy háromjá· ratú keveroszelepet alkalmazunk (1. a 6.8. pontot). Központi futoberendezések automatikus szabályozása távhoszolgáltatás, továbbá gáz- és olajtüze. lés esetén könnyebben megoldható. Szén- és koksztüzelésu (javarészt kézi tüzelésu) kazánok automatikus üzemeltetése csak részben oldható meg. Ezek a kazánok üzemeltetési módjuk, szerkezeti kiaIaJd. tásuk miatt nem alkalmasak automatikus üzemre. Futoberendezések üzemeltethetok minoségi vagy mennyiségi szabályozással. Minoségi szabályozás esetén állandó mennyiségu (térfogatáramú), a külsó homérséklet függvényében változó eloremeno homérsékletu futoközeg kering a futoberendezésben, míg mennyiségi szabályozáskor az állandó homérsékletu futoközeg térfogatáramát változtatjuk. Gravitációs melegvíz-futés homérsékletének változtatása egyszersmind a hasznos nyomást is megváltoztatja (1. a 8. fejezetet), tehát a futokozeg homérséklete és térfogatárama egyszerre változik. Szivattyús melegvíz-futés esetén mind a mennyiségi, mind a minoségi szabályozás megvalósítható. Melegvíz-futések minoségi és mennyiségi szabályozásának diagramjait a 6.8. pont tartalmazza. Ez a fejezet kizárólag a központi vízfutési rendszerekkel foglalkozik. Gozfutések szabályozását a 9. fejezet tárgyalja.
HOTERMELO,
HOCSERÉLO
BERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSA
457
12.2. Hotermelo, hocserélo berendezések szabályozása Az épületgépészeti gyakorlatban a tüzeloberendezések automatikus szabályozása gyakorlatilag az olaj- és gázüzemu tüzeloberendezésekre korlátozódik. A tüzeloberendezések automatizálásának célja, hogy a berendezés emberi beavatkozás vagy felügyelet nélkül üzemeljen, és mindenkor a szükséges futoteljesítményt adja megfelelo biztonsággal. Az automatizálástói egyben gazdaságos üzemelést is várunk. Az alkalmazott automaták feladatuk szerint három fo csoportba sorolhatók: - közvetlenül az égohöz tartozó, - biztonsági, - a rendszer összhangját biztosító automatikák.
12.2.1. Olajtüzelésu hotermelok Igen nagy teljesítményu, ipari vagyeromuvi nagy kazánok folyamatos teljesítmény-szabályozásától eltekintve, az épületgépészeti célokra általában használt olajégok kétállásúan, ki-be kapcsolással szabályozhatók, az égo tehát vagy maximális teljesítménnyel üzemel, vagy leáll, átlagos teljesítményétaz üzem-üzemszünet idoviszonya szabja meg. (Gozkazánok esetén a goznyomás meghatározott felso értékének elérésekor kell az égot leállítani, ha viszont a goznyomás értéke egy alsó határig csökken,újra üzembe kell helyezni. E célra nyomásérzékeloket alkalmaznak, amelyek villamos kapcsolóérintkezoket muködtetnek.) Melegvízkazánok esetén a kilépo víz homérsékletét tartjuk a megengedheto turéshatárok (pl. 85... 90 oc) között olymódon, hogya felso homérséklethatár elérésekor egy kétállású homérséklet-szabályozó az olajégotleállítja, és az alsó határérték elérésekor ismét bekapcsolja. Kisebb berendezésekben, pl. családi házak futoberendezéseiben, a kétállású homérséklet-szabályozó esetleg a futött helyiségben is elhelyezheto,annak homérsékletétol függoen kapcsolja kiés be az olajégot. Ez azzal az elonnyel jár, hogy minden további futésszabályozó feleslegessé válik, mígaz elóbbi esetben 'a futoberendezést további, keverésseiszabályozó automatikával kell ellátnunk. Haviszont teremhomérséklet-érzékelovel szabályozunk, a kazán kilépovezetékébe egy további homérséklet-érzékelot kell beiktatnunk, amely a maximálishomérsékletet, pl. 95 oC elérésekor az égot a helyiség-homérséklet alakulásától függetlenül kikapcsolja,nehogy a k'azánvÍz felforrjon. Az olajégo bekapcsolásakor a gyújtást automa-
tikus gyújtóberendezés végzi. Feladata, hogy az égo üzembe helyezésekor vagy a láng esetleges üzem közbeni kialváskor abeporlasztott olajködöt meggyújtsa. A gyújtást nagyfeszültségu villamos szikra gerjesztése adja. Ha a beo, ill. újragyújtás egyeloírt idotartam (15... 20 s) alatt nem következnék be, az olajporlasztót le kell állítani, és fény- vagy akusztikus hibajelzéssel a figyelmet az üzemzavarra fel kell hívni. Az olajláng égésének, ill. kialvásának észlelésére alkalmazott lángor többnyire optikai elven muködik. Fényérzékeloként fotocellák, fényelemek és fényellenállások használatosak. Egyszeru, kis teljesítményu berendezésekben lángorként bimetallos hoérzékeloket is használnak. Ezek lényegesen olcsóbbak mint az optikai lángorberendezések, de tehetetlenségük, késésük jelentosebb. Ha az olajláng üzem közben kialszik, pl. az olajban levo vízcsepp, légbuborék vagy szennyezodés miatt, a biztonsági automatika az égot kikapcsolja. (Gozkazánok esetén a homérséklet-érzékelo helyére goznyomás-érzékelo kerül.) Egyes porlasztótípusokban a porlasztómotor leállításával egy idoben mágnesszelep zárja el az olajvezetéket.
12.2.2. Gáztüzelésu hotermelok Szabályozásuk lényegében igen hasonló az olajtüzelésu berendezésekéhez. Az ott ismertetett szerkezetek legnagyobb része a gáztüzelés szabályozásához is felhasználható. A kétféle égoberendezés között csupán a következo lényegbeli különbségre kell ügyelnünk. Míg az olaj szállítása a szivattyú leálIításával többnyire megszunik, a gáz nyomás alatt érkezik a fogyasztóho~, tehát elzárására különös gondot kell fordítanunk. A helyes légfelesleggel égo gázláng nem világító jellegu, halványkék-ibolya színu, szemben az olajláng vöröses-sárgás színével. Ezért az olajégokhöz alkalmazott optikai lángoröket itt nem használhat juk. Helyettük a láng ionizációs hatásán alapuló érzékeloket alkalmazzuk : a lángba benyúló csupasz, de szigetelten felerosített elektródra feszültséget kapcsolunk. Ha az elektródot érinti a láng, azon keresztül áram folyik. Az igen kis erosségu áram - elektronikus erosíto közbeiktatásával - jelfogót muködtet. Ha a láng bármilyen okból kialszik, az ionizációs hatás és ezzel az elektródon keresztül folyó áram megszunik, a jelfogó elenged, és az általa eddig bekapcsolva tartott mágnesszelep lezárja az égohöz jutó fo gáz-
458
FUTOBERENDEZÉSEKSZABÁLYOZÁSA
áram útját. Az elektromos szikragyújtó berendezés eloször kis teljesítményu gyújtó- vagy orlángot gyújt be, ennek begyulIadása után nyilik automatikusan a fo gázáram útját lezárva tartó szelep. Gázégokhöz, különösen kisebb teljesítmények és félautomatikus üzem esetén, gyakran alkalmazzák a lángbiztosításnak azt a· módját is, hogy a gyújtólánggal nagy keresztmetszetu vezetékbol készített, viszonylag nagy áramerosséggel terhelheto termoelemet melegítenek. Az így nyerheto villamos teljesítmény elegendo egy mágnesszelep nyitva tartásához. Ha a termoelem a láng kialvása következtében lehul, a mágnesszelep bezáródik, és lezárja a foégo gázáramát. Újból kézi erovel helyezheto üzembe: a mágnesszelepet kézzel kell nyitva tartani, amíg a termoelem ismét felmelegszik olyan homérsékletre, hogyatermoáram nyitott állapotban tudja tartani a mágnesszelepet. Mivel mind az olaj-, mind a gáztüzelo berendezések kétálIású szabályozóval, ki-be kapcsolással muködnek, a tüzeloberendezés kiválasztásakor figyelembe kell venni a tüzeloberendezés mint szabályozott szakasz látszólagos holtidejét, idoállandóját és erosítését. Ilyen esetben a módosított jellemzo be-, ill. kikapcsolásakor a szabályozott jellemzo túllendül a kapcsolási értéknek megfelelo megszólalási küszöbön. Az ingadozási sáv nagysága a holtido és az idoállandó arányától függ. Mivel a holtidot és az idoállandót döntoen a tüzeloberendezés szerkezeti megoldása határozza meg, a tüzeloberendezés kiválasztásakor erre figyelemmel kell lenni. A túl nagy kapcsolási rés a futoberendezés további szabályozóinak pontosságára is erosen hat. Kisebb kazánberendezések esetén 4... 6 oC vízhomérséklet-ingadozást könnyen be lehet állítani, aminek hatása a futött helyiségekre megengedheto.
12.2.3. Hoeserélok
Az épületgépészeti gyakorlatban a hocserélok a legtöbb esetben nagynyomású goz, kisnyomású goz, forró víz vagy meleg víz, esetleg olaj futoközeggel üzemelnek. A felmelegítendo közeg VÍz (futési víz, használati meleg víz) vagy levego. Szabályozástechnikai szempontból a feladat a hocserélobol távozó felmelegítendo közeg homérsékletének eloírt értéken tartása. Gozüzem esetén a teljesítményszabályozás szokásos módja a futoközeg-oldali beavatkozás. A hocserélo gozvezetékébe iktatott szervomotorral muködtetett fojtószeleppel szabályozhatjuk az átáramló gozmennyiséget. A jó szabályozás elofeltétele, hogy
a szelep elotti goznyomás gyakorlatilag állandó ére téku legyen, foleg más gozfogyasztók ki- vagybekapcsolásának hatására ne változzék számottevocn. Kisnyomású goz esetén a szabályozószelep töltés· szabályozást végez. A kondenzvíz elvezetésének nagyon jól bevált módja, hogy a homérséklet-szabályozó által múködtetett szelepet a kondenzvezetékbe helyezzük. Alkalmazásának szükséges feltétele, hogy a kandenzvizet a készüléken belül összegyujtve egy helyen vezessük el a készülékbol. A futendo közeghomérséklete szerint irányít juk a kondenzvíz-leeresz· tést. Ezáltal a szabályozott homérséklet szerint változtat juk a hocserélo kondenzvízszintjét, gyakorlatilag a hocserélo muködo futofelületét. Ennek a szabályozásnak elonye, hogy alkalmazható kétál· lásÚ szabályozó is. Mivel a vízgoz fajtérfogata több százszorosa a kondenzvízének, a kondenzátumleereszto szelep ugrásfüggvény szerinti muködése nem túlságosan hat a bevezetett gozmennyiségre. A gozbevezetés folyamatos (csak a goznyomástóI függ),a kondenzvíz-elvezetés szakaszos. A szabályozotthomérséklet csak a futofelület függvénye. További elonye e módszernek kis névleges átméroju szelepek alkalmazása, ellentétben a gozmennyiség-szabályozással. Nagynyomású goz esetén kézzel beállítható fojtószelepet célszeru még beépíteni a kondenzvezetékbe. Ezzel a szeleppel könnyen hozzá lehet illesztenia szabályozott szakaszhoz a kétállású szabályozót. Nagynyomású goz esetén biztonsági szempontok miatt kondenzedény alkalmazása szükséges. Meleg víz vagy forró víz futoközeg esetén is alkalmazhatjuk teljesítményszabályozás céljára a melegvíz-vezetékbe épített fojtószelepet. Ez a megoldás nem mindig kedvezo. Mivel a hocserében részt vevo mindkét közeg víz, és a hoátvitelt részben meghatározó hoátbocsátási tényezo a sebességgel nem lineárisan változik, a szabályozó megtervezése. kor meg kell vizsgálni, hogya hocserélo a jelleg. görbe melyik szakaszán üzemel. A készülék jelleggörbéje a hocserére vonatkozó összefüggések felhasználásával határozható meg. Távfutés esetén, ha a hocseréloket futoközegmennyiség változtatással kívánjuk szabályozni, a szabályozóberendezések hatására a távfutésben keringtetett vízmennyiség állandóan változhat, ami kedvezotlen a hotermelo központ részére. Ezenkívül a fogyasztók egymást zavarják. Emiatt célszerubb megol~ a fojtószelep helyett három járatú szelep alkalmazása. Ebben az esetben is változik a hocserélon átáramlott vízmennyiség, azonban a hocserél6 megkerülésével a rendszerben keringte tett összes vízmennyiség nem fog változni.
459
FUTÖBERENDEZÉSEKSZABÁLYOZÁSA
12.3. Fútoberendezések szabályozása 12.3.1. Holeadók szabályozása Központi futoberendezések futotestjeinek szabályozása megoldható a futotestekre közvetlenül felszerelt szabályozószerelvényekkel. A szabályozószelepek - akár kézi, akár automatikus muködtetésfiek - csak akkor felelnek meg a célnak, ha a teljes muködési tartományban be tudnak avatkozni a futotestek holeadásába. Automatikus radiátorszabályozó szelepek esetén ez különösen dönto, mivel az érzékelo arányos elem, és csak teljesitményarányos szelep esetén várható kielégito muködés. A termosztatikus szabályozószelep a futotesten átáramló futoközeg-mennyiséget befolyásolja, tehát mennyiségiszabályozó. Homérséklet-érzékelovel felszerelt automatikus futotest-szabályozó szelepek alkalmazásakor célszeru a futoviz eloremeno homérsékletét a külso idojáráshoz igazitani, mert ellenkezo esetben a helyiséghomérséklet-ingadozása túl nagy lesz. A termosztatikus helyi szabályozók másik változata a visszatéro homérsékletet korlátozó szelep. Beépitett vizhomérséklet-érzékeloje van, arányos muködésu, a futotestben átfolyó futoviz tömegáramát változtatja meg. A szelepen levo kézikerékkel a helyiség használója a visszatéro viz homérsékletét szükség szerint beállithatja. A szelep muködése során lehetové válik, hogy a futotesten átáramlott vízcsakis a beállitott távozó homérséklettel hagyja ela futotestet. A szelep ily módon a futotest közép-
homérsékletét, ezzel együtt annak holeadását is változtatja. A helyi homérséklet-szabályozók alkalmazásának nagy hátránya, hogy pl. ablaknyitáskor az érzékelo nyitja a szelepet, azaz fokozza a futotest holeadásáto Központi futoberendezések holeadó csoportjainak vagy nagyobb teljesitményu holeadóknak szabályozására automatikus három járatú szelepeket alkalmazunk elosztó- vagy keveroszelepként. A 12-1. ábra mennyiségi szabályozást, a 12-2. ábra minoségi szabályozást szemléltet keringtetoszivattYÚval.
aj
b) 12-2. ábra. automatikus
Holeadó minoségi szabályozása háromjár 'ú szabályozószeleppel és keringtetoszivattyúval a) keverc5szelep; b) elosztószelep
12-3. ábra. Különbözo
bJ 12-1.
ábra. Holeadó mennyiségi szabályozása automatikus szabályozószeleppel a) e1osztószelep;
b) kever6szelep
hároinjáratú
fogyasztók vattyúval
szabályozása
közös szi-
Az 1 h61eadó 2 háromjáratú kevercS-szabályozószelepe minoségi szabályozást, a.3 h6leadó 4 háromjáratú keverc5sze1epe mennyiségi szabályozást végez
460
FUTOBERENDEZÉSEKSZABÁLYOZÁSA
1
2
2
-1 -
2
2
12-4. ábra. Több azonos jellegu fogyasztó minöségi szabályozása egy közös háromjáratú keveröszeleppel és keringtetöszivattyúval 1 háromjáratú
szabályozószelep
; 2 kézi beállitású
szelep
Különbözo fogyasztók szabályozására ad megoldást a 12-3. ábra. A 12-4. ábra több azonos jellegu futési fogyasztó szabályozására mutat példát egyetlen automatikus keveroszeleppel. Az egyes csoportok ezen belül kézi beállítással még szabályozhatók.
12.3.2. Központi fútoberendezések szabályozása Szabályozástechnikai szempontból egy központi futoberendezés idokésleltetéses, holtidos arányos szakasznak tekintheto. Az ilyen szabályozott szakaszokat annál nehezebb szabályozni, minél nagyobb a holtidejük, ill. a holtido és az idoállandó hányadosa. Kis teljesítményu jutoberendezések kézi szabályozására jól használható olyan keveroszelep, amelynek alkalmazása esetén a kazánba visszaáramló lehult víz homérséklete nem süllyed a távozó füstgáz harmatponti homérséklete alá (12-5. ábra). Szervomotoros beavatkozószervként idojárásfüggo szabályozó hoz is alkalmazható. A helyiség-homérséklet szerinti szabályozás csak elektronikus szabályozókkal és villamos távhomérokkel valósítható meg. A szabályozásnak ehhez a módjához feltétlenül szükséges, hogy azokban a helyiségekben, amelyek futését szabályozni kell, érzékeloket helyezzünk eL Már tervezéskor probléma lehet az érzékelok számának és helyének kiválasztása, ill. annak eldöntése, hogy melyek azok a helyiségek, amelyek jól jellemzik az egész épület termikus állapotát. Nem lehet tervezéskor eldönteni, hogy hová költöznek azok a lakók, akiknek szokásai, életmódja jellemzo az épület többi lakóinak igényére is. Ennek ismerete igen lényeges lenne, hiszen az emberek életvitelébol eltéro járulékos hoforrások
aj f
1
100 90
~ 80
20
0123455 Le Keveroszobólyzó-ó/lós
--
7 8
bJ 12-5. ábra.
Kézi beállítású. négyirányú szelep
kevero-szabáIyozó.
aj beépltési séma; hj jelleggörbe; 3 fútési eloremeno
1 kazán-eloremeno; 2 kazán-visszatét6; ; 4 flitési visszatéro; 5 viz-harmatponthomérséldet
és hoterhelések adódhatnak, amelyek zavarják az egész épület futését. Ilyen szabályozás ezért kisebb futoberendezések (pl. családi házak) esetén alkalo mazható, olaj- vagy gázüzemu automatikus kazánberendezéssel (l2-6. ábra). Kis méretu futoberendezés helyiség-homérséklet szerinti szabályozása látható a 12-7. ábrán. A minimumhatárolót úgy kell beállítani, hogya kazánban a víz homérséklete magasabb legyen annál a homérsékletnél, amelynél a kilépo füstgáz homér· séklete harmatpont alá süllyedhetne. Nagy teljesítményu jutoberendezéseket célszerua külso homérséklet, mint legfontosabb zavaró jel· lemzo függvényében szabályozni. Mivel az épület hovesztesége elsosorban a külso levego homérsékJe. tétol függ, minden futoberendezésre megállapítható egy összefüggés a külso levego homérséklete és • hozzátartozó futovíz-homérséklet között. Bár a fií. tési görbe (l2-8. ábra) alakja az alkalmazott h~
FUTÖBERENDEZÉSEK
12-6. ábra. Családi ház olaj- vagy gáztüzelésu, automatikus kazánnal ellátott futobereridezésének szabályozása helyiséghomérsékletrol 1 kazán; 2 égo; 3 helyiséghomérséklet.érzékelo; 4 biztonsági automatika a kazán túlmelegedése ellen; 5 szabályozó
adók hóleadási jelleggörbéjétol is függ, a közelíto egyenessel nagymértékben kompenzálni lehet ennek hatását. Az építési mód és a futési rendszer miatt a közelíto egyenes meredeksége különbözo lehet. A külso homérsékletrol szabályozó berendezések a szükséges futovíz-homérsékletet - a futési görbének megfeleloen - automatikusan állítják be. A szabályozási célokra kifejlesztett szerkezetekben a futési görbe meredeksége állítható, ezenkívül mód van annak párhuzamos eltolására is. Ennek következtében a szabályozó csaknem minden épület hotechnikai jellegéhez hozzáillesztheto. A futési görbe meredeksége (irány tangense ) adott épületre az eloremeno futovíz-homérséklet maximális és minimális értékének különbségébol, valamint az ezekhez tartozó külso homérsékletek különbségébol képzett hányadosból számítható [pl. 90 oC max. eloremeno, 30 oC min. eloremeno futovÍz-homérséklet és az ezekhez tartozó - 15 oC, ill. + 20 oC külso ho-
.
12-7. ábra, Kis teljesítményu futoberendezés szabályozása helyiség-homérsékletrol, olaj- vagy gáztüzelésu automatikus kazán esetén 1kazán; 2 égo; 3 helyiséghomérséklet-érzékelo; 4 homérséklet-minimum határolótermosztát; 5 homérséklet-maximum határoló termosztát; 6 szabályozó; 7 keringtetoszivattyú
461
SZABÁLYOZÁSA
~-~
mérseklet esetén a meredeks~g: 20- (_ 15) - 1,7]. A meredekség ismeretében olyan szabályozót kell választani, amely a függvénykapcsolat követésére képes. (A Ganz Muszer Muvek TERMOREG futésszabályozóján pl. a meredekség folyamatosan állítható 0,8-tol 2,5-ig, 1. a 12-8. ábrát.) A szabályozóberendezés elrendezési vázlatát a 12-9. ábra szemlélteti, saját kazánberendezés alkalmazása esetére. A 12-10. ábrán távfutésre kapcsolt futoberendezés idojárásfüggo szabályozása látható. A 3 homérséklet-érzékelo méri az eloremeno futovíz homérsékletét, s ha az a tartani kívánt, ún. parancsolt értéktol eltér, a szabályozó megfelelo irányban nyitja, ill. zárja a három járatú szelepet úgy, hogy a homérséklet-eltérés megszunjék. A fu-
90 80
20
15
10 5 O Külso homér:réklef,
12-8. ábra. Épületek
-5
-10
-15
oc
közelíto futési görbéi
-20
12-9. ábra. Központi futoberendezés mínoségi szabályozása külso levego-homérsékletrol, saját kazánberendezéssel 1 kazán; 2 égo; 3 kúlsohomérséklet-érzékelo; 4 biztonsági automatika a kazán túlme1egedése ellen; 5 fútovlzhomérséklet-érzékeRí; 6 szabályozó; 7 háromjáratú keveroszelep
462
FÜTOBERENDEZÉSEK
12-10. ábra. Távfútésre minoségi
kapcsolt központi fútoberendezés szabályozása külso levego-homérsékletrol, hocserélokkel
1 hocserélo; 2 külsohomérséklet-érzékelo; 3 fütovízhomérséklet-érzékelo; 4 szabályozó; 5 háromjáratú elosztószelep
tovÍz-homérséklet parancsolt értékét a szabályozókészülék a beállított futési görbe alapján automatikusan választja. A külsohomérséklet-érzékelon kívül segédérzékeloként használunk szélsebesség- és napsugárzásérzékeloket is. Az idojárásfüggo szabályozásnak ismert olyan változata is, ahol a külso homérséklet mellett a helyiségek homérsékletének értékét mint zavaró jellemzot is a szabályozóhoz vezetik. Több helyiséghomérséklet-érzékelovel - megfelelo kapcsolásban - a helyiség átlaghomérséklete érzékelheto. Az átlaghomérséklet eltérése a parancsolt értéktol zavaró jellemzoként ugyancsak hat a szabályozóra és a szabályozó az eltérést igyekszik megszüntetní. Az idojárásfüggo szabályozók különbözo üzemmódokra is beállíthatók, ill. programozbatók, így pl. éjszakai csökkentett üzemre, hetenként ismétlodo programmal, tetszoleges szakaszos üzemre, felfutésszabályozásra. Az éjszakai csökkentett üzem energiamegtakarítást eredményez, és emellett a környezetre is kedvezo hatású. A hetenként ismétlodo program alkalmazása üzemi, kommunális és irodaépületekben célszeru, ha pl. vasárnaponként a hétköznapi programtóI eltéroen kell az órának a kapcsoIókat vezérelni. A hazai gyártású készülékeken a felfutést szabályozó program nem található meg. Üzemi épületekben, üzlethelyiségekben, iskolákban stb. gyakran szükséges az épület hétvégi szünet utáni gyors felfutése. llyen esetekben a pihenonapokon az épületet csak a fagyveszélytol kell megóvni. Ez két piheno-
SZABÁLYOZÁSA
napos hétvégeken célszeru, amikor is jelentos energiamegtakarítást eredményez. Távfutésre kapcsolt központi futó'berendezések esetén az épületek szekunder rendszerében alkalmazott automatikus szabályozók muködését nagymértékben elosegíti a hotermelo központban végzett alapszabályozás. Ha valamely központi melegvíz-futésre akár eltéro tájolású, akár egymástól nagyon eltéro felhasználású helyiségeket vagy épületrészeket kapo csolunk, célszeru a központból künduló, egymást61 független csorendszereket (zónákat) létesíteni. Ma· gas épületek esetében a függoleges irányú megosztás is indokolt lehet. Ebben az esetben minden futéscsoportot a többitol függetlenül, a szükséglet sze. rint lehet üzemeltetni. Természetesen ügyelni keD arra, hogy hideg téli napokon egyes berendezéseket teljesen ne zárjanak le, nehogy azok fagykárt szen· vedjenek. Az általános futoberendezéstol leválasztott fíi. tési csoportokat, zónákat kell tervezni pl. kórhá· zak fürdo-, muto-, elokészíto- és kezelohelyiségei· hez, iskolaépületek szolgálati lakásaihoz, lakóhá· zakban levo üzletekhez és irodahelyiségekhez stb. Az egyes zónák vezetékeit elzáró- és szabályozó. szelepeikkel együtt többnyire az osztón, ill. gyujtón fogjuk össze, a kezelés és kiszolgálás megkönnyítésére. Csak a zónák teljes szétválasztása teszi lehetové az egyes futési csoportok egymástól teljesen független üzemeltetését, ill. szabályozhatóságát. A zónák szabályozása lehet kézi vagy automatikus. Automatikus szabályozás esetén minden eloremen6 vezetékhez szabályozószelep szükséges (l2-11. ábra).
4fr
~ I -7 I
1 2
1
3
4fr-----!Q
95
Ltj__-J 12-11. ábra. Központi
1 kazán;
fútoberendezés
z6nás szabály07áa
2 és 3 flítési zóna; 4 kü1sohomérséklct-érzékelo; 5 elOlelllllll fCItovíz-homérséklet érzékelo; 6 szabályozó; 7 báromjáratú kever6-szaWIyozószelep; 8 keringtctoszivattyú
FUTOBERENDEZÉSEK
463
SZABÁLYOZÁSA
használati melegviz-ellátást csaknem minden esetben központilag kell megoldani. Energiatakarékossági, korróziós és balesetvédelmi szempontok miatt szükséges a használati meleg viz homérsékletének szabályozása. Ezt egyébként a vonatkozó rendeletek is eloirják. Az állandó homérsékletu használati meleg viz eloállítása a sztohasztikusan változó igények miatt szabályozástechnikai szempontból meglehetosen bonyolult feladat, különösen akkor, ha csúcsfogyasztási idoben is ugyanannyi futoközeg-mennyiség áll rendelkezésre. Emiatt az energiatöbbletet csak a futoközeg visszatéro homérsékletének csökkentésévellehet biztositani. Tároló beiktatásával és a tárolt homennyiség energetikai szempontok szerinti helyes felhasználásával a feladat könnyebben megoldható. A 12-12. ábrán távfutésre közvetlenül kapcsolt központi futo és melegviz-ellátó berendezés automatikus szabályozása látható. Az égtáj szerinti megosztásban üzemelo futési hocserélo eloremeno futovize a külso homérsékletrol idojárásfüggoen szabályozott, a helyiség-homérsékletrol korrigálva. (Ez utóbbi el is hagyható.) A hocserélo keveroszelepekkel szabályozható. Használati meleg vizet átfolyós készülék termel. A korrózió megelozése vé-
A több futési csoportra osztás az égtáj szerinti fekvésen kivül akkor is ajánlatos, ha valamely épület egyes részei különbözo mértékben vannak kitéve szél és napsugárzás hatásának. Ilyen esetekben az egyes zónákat a mindenkori hoszükségletnek megfelelo futoviz-homérséklettel célszeríi üzemeltetni. A szabályozó a berendezés leh{Htvizének viszszakeveréséveI állitja be a szükséges homérsékletet. Ha az egyes zónák eltéro homérsékletesésseI üzemelnek, és visszatéro vezetékeiket közös gyujto fogja össze, az eloremeno futoviz-homérséklet szabályozásakor figyelembe kell venni, hogy annak alsó határát a visszatéro futoviz keveredési homérséklete szabja meg. Amennyiben ez nem felel meg a követelményeknek, a visszatéro vezetékeket különválasztva kell kialakitani, külön keringtetoszivattyúval.
12.3.3. Fíítöberendezések szabályozása központi használati melegvízeUátás esetén Távfutohálózatra kapcsolt központi futoberendezések,de saját tüzeló'berendezéssel üzemelo központi futés hoigényének kielégitése esetén is a
•.... -------------------,
r------, 12 Ir----rg1 LT--J li
13
.J
I
r--------------------1 ' r-----' I
I
10
~
r--'"
'
-, 40I
i-;=====-=!=1~
1
I
I
II
'J •
I II I I20 I
fBI
I
.-J
11
1 t
12
5 •....
~2
I
14,
L lj•.. --- I---------:.:uD------1 .r-J......
...•
I
I~
I
I 17 I II
I
~"
,
81
I
:I
.J
g
6
21
,
-- I ...•
11-12.ábra. Távfutésre kapcsolt központi futés és központi
használati melegviz-elIátó berendezés automatikus
szabályozása
1,2 és 4 háromjáratú keveró-szabáJyozószeJep; 3 háromjáratú elosztószabályozószelep ; 5 és 6 maignesszeJep; 7 keringtetoszivattyú; 8 használati rizmcnnyiség-érzékelo;9 homérséklet-érzékelo; 10 és 11 zónák flitési hocseréloi; 12 eloremenö flitoviz-hömérséklet érzékelo; 13 kúlsöhomérséklet-érzébiG; 14 he1yiséghomérséklet-érzékelo; 15 szabályozó; 16 és 17 hom6rséklet-érzékelo; 18 és 19 szabályozó; 20 használati meleg viz hocserélo; 21 tároló
464
FUTOBERENDEZÉSEK
gett a használati meleg víz céljára a futovíz homérséklete 65... 70 oc. Ezt a homérsékletet a 3 és 4 szabályozószeleppel tartják fenn. A 8 vízmennyiségérzékelo a fogyasztott használati vízmennyiséget érzékeli. Kis mennyiség esetén az 5 mágnesszelep nyitva van, és a tároló is töltodik. Átlagos vízmenynyiség esetén az 5 szelep lezár, és a távfutés vize csak a melegvíz-termelon áramlik át. Csúcsidei fogyasztás esetén az 5 szelep ismét kinyit, üzembe lép a 7 szivattyú is, és a tároló vizét kiszorítva azt is átkényszeríti a melegvíz-termelon. A 9 homérséklet-
SZABÁLYOZÁSA
érzékelonek csak akkor van szerepe, ha a tároló már kisült. A 6 mágnesszelep egészen kis mennyiség esetén zár csak le, és ekkor a tároló gyors töltése biztosított. Csúcsidei fogyasztás alatt, ha szükséges, a 4 keveroszelep a távhálózatból közvetlenül is kever vizet a futési rendszer utáni vÍzáramhoz. Ez alatt az ido alatt a futésre kevesebb vÍzmennyiségjut, ez azonban rövidebb ido alatt a futés üzemében nem veheto észre. Nyáron csak a 4 szelep van nyitva.
·12.4. IRODALOM
[1] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [21 Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung-, Lüftung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [31 Dümmel-Müller: Messen und Regein in der Heizung-, Lüftungs- und Sanitiirtechnik. Berlin, VEB-Verlag für Bauwesen, 1968. [41 Ballai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. Szemelvények a szabályozástech[51 Helm--Sallai-Sédy: nikából. (Kézirat.) Budapest, Iparterv, 1966. Irányítástechnika. Budapest, [61 Csordás-Jánoki-Orbán: Muszaki Könyvkiadó, 1961. [7] Szilágyi L.: Gépipari kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1966.
[8] Dányi-Telkes: Szabályozó berendezések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. [9]Samal E.: A gyakorlati szabályozástechnika alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. Futés- és légtechnika. Budapest, [101 Rietschel-Raiss: Muszaki Könyvkiadó, 1964. [111 Billmann gyártmánykatalógus. [12] Danfoss gyártmánykatalógus. [13] Ganz Muszer Muvek gyártmányismertetoje. REG" szabályozó.
"TERMO.
[14] Sauter gyártmányismerteto. [15] Épületgépészeti olajtüzelés. Lakóterv Osztály kiadványa. Budapest, 1970.
[16]Pribék P.: Olaj tüzelés. Budapest, kiadó, 1972.
Tájékoztatási
Muszaki
Könyv-
!
13. Futoberendezések üzemviteli szempontjai Szerzo: SALLAI GYULA Lektor: Dr. Gyurcsovics Lajos
13.1. Helyi futés és központi futés A központi futésnek a kályhafutéshez képest szá-
elonye van. A központi hotermelés a tüzelozerkezet muszakilag tökéletesebb kialakítását teszi ehetové.A kiszolgálás és a teljesítményszabályozás :gyszerubb, a hohasznosÍtás többnyire kedvezobb. \ kis és közepes futóberendezésekben a kokszot 'üst- és korommentesen lehet elégetni. A kazánlerendezést rendszerint nagyobb szakértelemmel artják karban, mint a sok egyedi berendezést. ~ központi futés további elonyei, hogy a tüzelolOyag-és a salakszállítás nem piszkítja a helyiségeket,a futotestek helyszükséglete csekély, és a mellékhelyiségek,lépcsoházak, fürdoszobák stb. futése is megoldható. Központi futés létesítése mindig indokolt, ha egy épületben sok helyiséget kell egyidejulegfuteni. 110S
Amikor el kell határozni, hogy valamely adott esetben milyen futési rendszert és annak milyen kivitelét válasszuk, a beruházási költségeken kívül a futéstechnikai és üzemi követelmények, valamint a higiéniai szempontok döntok. Valamely futoberendezés jellemzoinek értékelése az épület rendeltetése és felhasználása szerint igen különbözo. Az értékelést az éghajlati viszonyok, az épület építési módja, kivitelezése és végül esztétikai szempontok is befolyásölják. Ha valamely adott esetben valamennyi tényezo elonyét és hátrányát egymáshoz képest lemérjük, akkor hasonló jellegu futéstechnikai feladatok esetében is meroben különbözo döntésre juthatunk. Az egyes futési rendszerek sajá~ tosságai folytán mindig bizonyos elonyös alkalmazási területek adódnak.
13.2. Melegvíz-futés és kisnyomású gozfutés Egészségügyi sajátosságok. A por pörkölodése a fütötestenmár 60... 70 oC homérsékleten megkezdodik,és ugyanezen a homérsékleten a hosugárzás is terhessé válik. A melegvíz-futéseket rendszerint 90 oC eloremeno futovíz-homérsékletre méretezzük. A méretezés során figyelembe vett többféle biztonságitényezo következtében azonban - a tapasztalatszerint - még nagyon hideg napokon sincs szükség75... 85 OC-ná! magasabb eloremeno futovízhomérsékletre; átlagos téli homérsékleten az eloremenofutovíz-homérséklet többnyire csak 50... 55 oC. A futési idény legnagyobb részében tehát a helyi fütötestekkel ellátott melegvíz-futések egészségügyiszempontból egyáltalában nem aggályos homérsékletenüzemelnek. Egészenmás a helyzet akisnyomású gozfutésekkel, amelyek futofelület-homérséklete állandóan 100 oC, függetlenül a külso homérséklettol. A porpörkölodésveszélye itt mindig fennáll. Ha a futofelületeketnem burkolják, a futotestek közelében a nagyobb hosugárzás is kellemetlenül hat. A közII Az épüle!gépészet
kézikönyve
ponti teljesítményszabályozás hiánya miatt a helyiségek könnyen túlmelegednek, ami nemcsak a tüzeloanyag-takarékosság miatt, hanem egészségügyi szempontból sem kívánatos. Ezt a hiányosságot önmuködo zárószelepekkel, a bérlakásokban pedig homennyiség-számlálók beépítésévei lehet megszüntetni. A berendezés költsége. Azonos futoteljesítmény esetén a melegvíz-futés és akisnyomású gozfutés futofelületeinek viszonya 3: 2. A gozfutések csohálózata könnyebb és olcsóbb, kazán berendezése viszont kb. ugyanolyan mértékben drágább. Minthogyafutotestek részaránya a melegvíz-futés teljes költségében 20 .. .40%, a futofelületben adódó megtakarítás következtében a melegvíz- és a gozfutés árviszonya mintegy 100: 80. Ha az összehasonlítás során a felületfutéseket is figyelembe vesszük, a létesítési költségek viszonya a vízfutés javára még tovább tolódik el. Évi tüze/oanyag-jogyasztás. Az elozokben említett tulajdonságok közül a tüzeloanyag-fogyasztás fo-
466
FUTOBERENDEZÉSEK
uZEMVITELI
leg a központi szabályozhatósággal és a rendszer tehetetlenségéveI van összefüggésben. Míg nagyon hideg téli napokon a központi teljesítményszabályozást alig használjuk fel, jelentosége az átmeneti idoben növeI
SZEMPONTJAI
A melegviz-futés elsosorban mindenféle lakóépületben, kórházban, iskolában, iroda- és admi· nisztrációs épületben, szállodában és üdüloben vagy hasonló rendeltetésu épületekben kedvezo. Akisnyomású gozfutés rövid idon át futött épületekben célszeru. Olyan iskolákban, amelyeket nem használnak egész napon át, ugyancsak mutat· kozik a kisebb tüzeloanyag-fogyasztás elonye. Azon· ban egészségügyi meggondolásokból ilyenkor ü rendszerint a melegviz-futést választjuk. Szállodák· ban és vendéglokben viszont - elsosorban akkor, ha a látogatottság évszakonkénti és napi ingadozá· sával számolni lehet - gazdaságossági szempontok miatt sokszor a gozfutés mellett kell dönteni. A fil. tési üzem idotartamától függetlenül akisnyomású gozfutést kell alkalmazni mindenütt, ahol különi).; sen fontos a csekély beruházási költség, és az egész. ségügyi követelmények nincsenek olyan nagymér· tékben elotérben. Ilyen alkalmazási területek pL ipari célra használt helyiségek, továbbá kiállítási és üzemi csarnokok (az utóbbiakban a gozfutés sok· szor légfutéssel kapcsolatban létesül). Az üzemszü.. netben fagyveszélynek kitett helyiségek futésére is a gozfutést kell választani.
13.3. Nagynyomású gözfutés és forróvÍz-fútés Mindkét futési rendszer beruházási költsége kicsi ugyan, de a futotestek magas felületi homérséklete miatt közvetlen helyiségfutésre kevésbé alkalmasak. Nagynyomású goz alkalmazásakor további hátránya szabályozhatóság hiánya, valamint a kondenzviz visszavezetéséveI kapcsolatos veszteségek és üzemi nehézségek. Olyan ipari létesítményekben, amelyek technológiai hoellátásához nagynyomású goz vagy forró viz szükséges, az épületek futését is célszeru ugyanezzel a hohordozóval megoldani. A berendezés költségének csökkentése végett egyes helyiségek futotesteit az egészségügyi szempontok rovására nagyobb nyomásfokozatú és magasabb homérsékletu futohálózatokhoz is csatlakoztatják. Nem káros a futoközeg magasabb homérséklete sugárzó futofelületek és légfuto-készülékek alkalmazásakor. Ilyen futésrol azonban csak nagyobb és eléggé magas helyiségekben lehet szó. A helyi futotestek egészségügyi szem-
pontból nemkívánatos magas felületi homérséklete az ipari forróvíz-futésekben részben elkerülheto, ha a helyiségek futésére külön csohálózat készül. Ebben az esetben a futóberendezés a külso homérsék· let szerint szabályozott eloremeno futovíz-homér·· séklettel üzemeltetheto. Ha a futofelületek maximális homérséklete 110... 140 oC, közepes téli na. pokon csak 60... 80 oC-os felületi homérsékletre vllll szükség, amely érték az ipari használatú helyiségekben teljesen elfogadható. Az ilyen forróviz-futések a túlnyomóan gépesített technológiával dolgozó ipari üzemek számára kiválóan alkalmasak. Az ipari forróvíz-futés és a normális melegvízfutés között a megemelt eloremeno futoYÍz-homér" séklettel (110 OC-ig) muködo vízfutések közbe helyet foglalnak el. Vegyes ipari és irodai használa' épületekben alkalmazzuk, sokszor azonban kizárl lag igazgatási célokra használt épületekben is,/ amikor fontos az alacsony beruházási költség.
FUTOKÖZPONT
467
13.4. Fútoközpont A futoközpontokat - amennyiben csak lehetséges - egyszeruen kell kialakítani, mert kiszolgálásukhoz többnyire csak betanított munkaerok állnak rendelkezésre. Bonyolult és üzemzavarra hajlamos berendezéseket feltétlenül kerülni kell. A berendezések elrendezésének és a vezetékek kapcsolásának áttekinthetosége elengedhetetlen elofeltétele a szakszeru kezelésnek és a gazdaságos üzemvezetésnek. Kis berendezések rendszerint csak egy kazánnal muködnek. Ezt az egy kazánt nem szabad túl boségesen méretezni, hogya tartós üzem kis terhelés esetén is fenntartható legyen. A szigorú tél rövid idotartama alatt a kazán esetleges túlterheléséveI számolni kell.
jük, amelyek a keringtetoszivattyúkhoz és elosztókhoz vezetnek. Az egyes kazánokon átáramló vízmennyiségek csak abban az esetben egyenlok, ha az áramlási ellenállás a csatlakozóvezetékekben azonos. Ezért a fovezetékek átmérojét minél nagyobbra választjuk, vagy a kazánokat az eloremeno és viszszatéro futovíz-vezetékekre az egyenlo áramkörhosszúságok elvét alkalmazva csatlakoztatjuk. Gozkazánok esetében a kazánegységek hoelvezeto csonkjai nagy keresztmetszetu gyujtóöe torkollnak, amelyet a kazánok fölött vagy mögött helyezünk el.
Ügyelni kell arra,legyenek. hogya Ugy sozcsatlakozások állásai azonosak méretezendok, ellenhogy a kazán salakozásakor a teljesítmény visszaesése meg nem engedheto nyomáscsökkenést és ezzel a szomszédos kazánokhoz képest vízszinteltolódást ne Nagy épületekben ajánlatos két kazánt felállí- okozzon. Az osztó és a különbözo teljesítményu tani, éspedig egyenként a kívánt csúcsteljesítmény kazánok közötti nyomásveszteség csak úgy tartható 50-50%-ára. A futési ido legnagyobb részében a kis értéken, ha a csatlakozó keresztmetszet elég két kazán közül csak egy lesz üzemben. K.azánséTÜ- nagy. Rendszerint elegendo, ha a gozsebességet a lésesetén - kivéve az igen alacsony külso homér- csatlakozóvezetékekben 10 m/s-nál kisebbre vásékletunapokat - a futoüzemet alig kell korlátozni. lasztjuk. Mégkedvezóöbek a viszonyok ebben a vonatkozásValamely kisnyomású gozfutés üzembe helyezéseban három vagy több kazánegységgel felszerelt kor a kazánvíz egy része a nyomás következtében a futoberendezésekben. kondenzvezetékbe jut. Nagyobb berendezések esetében, ha a kazánok víztartalma kicsi, a boségesen A melegvíz-kazánokban, ill. kazáncsoportokban az eloremeno és visszatéro futovíz-vezetékek csat- méretezett kondenzgyujto vezetékkel növelhetjük a lakozócsonkjait egy-egy közös vezetékben egyesít- rendelkezésre álló vízmennyiséget.
13.5. Gépház és kapcsolóhelyiség Nagyobb futoberendezésekben a szükséges szivattyúkhoz, hocserélokhöz és egyéb készülékekhez külön gépházról kell gondoskodni. A gépház az elszennyezodésés a készülék veszélyeztetésének elkerülése végett a kazánháztói elkülönítendo. Rendszerint a fovezetékek csatlakozásait, zárószelepeit, továbbá az üzemet ellenorzo készülékeket is a gépházban helyezik el. Célszeru a villamos kapcsolótáblát is a gépházban vagy annak közvetlen szomszédságában felszerelni, esetleg villamos távmutató, szabályozó- és regisztrálómuszerekkel együtt. A gépházat és kapcsolóhelyiséget olyan nagyra kellméretezni, hogy a berendezés valamennyi része áttekintheto és bármikor hozzáférheto legyen. A szivattyúk, hocserélok és osztók közötti széles közlekedoutak megkönnyítik a kiszolgálást és a karbantartást. A szivattyúkat körüljárhatóan, egye32"
di alapokra kell állítani. Csak kis aggregátok állíthatók fel párosan. A hagyományos, U alakú futocsonyalábos hocserélok elott elegendo helyrol kell gondoskodni, hogyafutocsokígyó kihúzható legyen. A futoberendezés fo csoportjainak (zónáinak) vezetékeit a központból kiindulva külön-külön kell vezetni. Ha a normális üzem közben zárásra vagy szabályozásra van szükség, a fovezetékeket elosztókban keil egyesíteni. A túl terjedelmes elosztókat azonban kerüljük, mert a központot nagyon megdrágítják, és gyakran áttekinthetetlenné, zavarokra érzékennyé teszik. A párhuzamosan muködo szivattyúkat és hocseréloket közvetlenül - tehát nem elosztókon keresztül - csatlakoztathatjuk a gyujtovezetékekhez. A központi kezelohelyiségek túlmelegedése még
468
FUTOBERENDEZÉSEK
UZEMVITELI
a csovezetékek minden részének és a készülékeknek leggondosabb hoszigetelése esetén sem kerülheto el; ezeket a helyiségeket gépi szelloztetoberendezésekkel kell felszerelni. A futoüzem ellenorzése céljából a csohálózat minden fontos részén - a központban közvetlenül mutató - homéro és nyomásméro muszereket, esetleg mennyiségméroket is be kell építeni. Melegvíz-futések esetén a szivattyú nyomó- és szívóoldalára, többnyire az osztóra és a gyujtore is feszmérot szerelnek. Nagy skálájú, pontos nyomásméro (nagy berendezésekben jobb a távmutatós úszós muszer) a tágulási edény vízszintjérol tájékoztat. Jóllátható skálájú homérokrol kell gondoskodni a hocserélok csonkjain, valamint az osztókon, ill. gyujtokön. Az eloremeno futovíz részére elegendo egy homéro, hacsak a futocsoportokat nem kell különbözo homér-
SZEMPONTJAI
sékleteken üzemeltetni. A visszatéro futoYÍZ-veze. tékekbe minden esetben külön homérot kell beépiteni. Villamos távhomérok esetében elegendo néhány fontos helyiség és a külso levego homérsékletének mérése, váltókapcsolóval ellátott méromuszerrel. A külso homérot a nap és nedvesség hatásá· tóI védeni kell. Ha egyidejuleg több futocsoportot, továbbá szellozo- és kIímaberendezéseket központi· lag akarunk ellenorizni vagy vezérelni, nagyobb ki· terjedésu távméro berendezésekre van szükség. Akisnyomású gozhálózatokban az osztókra, ill. a nyomáscsökkentok mindkét oldalára feszmérot kell szerelni. Szivattyús kazántáplálás esetén a visz· szafolyó kondenzvíz mennyiségét egyes esetekben mérik, esetleg a különbözo futocsoportokra vagy fogyasztási célokra külön-külön.
13.6. Goz- vagy vízkazán Olyan melegvíz-futésekben, amelyekhez egyéb hofogyasztók nem kapcsolódnak, a keringo futovizet rendszerint közvetlenül a kazánokban melegítik fel. Melegvíz-készítok is üzemeltethetok vízkazánokkal, ha hocseréloket iktatunk közbe, és a használati víz megkívánt homérséklete 60... 70 °C_ nál nem magasabb. Ez akár külön kazán felállításával, akár a futoberendezés kazánjával megoldható. Ha azt akarjuk, hogy valamely melegvíz-futés futoközpontja egyidejuleg kisnyomású gozt is termeljen, akkor vagy kétféle (goz- és víz-) kazánnal, vagy csak gozkazánokkal muködo berendezések között kell választanunk. Mindkét megoldásnak megvannak az elonyei és hátrányai. Az elso elrendezés többnyire olcsóbb, mert a vízkazánok jobban terhelhetok, mint a gozkazánok, és a futéshez külön hocserélore nincs szükség. A goztermeléshez ebben az esetben üzembiztonsági okokból két kazánról kell gondoskodni. A második elrendezésben, tekintettel a hotermelok összekapcsolására, a tartalék kazánról lemondhatunk. A berendezés egyszerubb szerkezete az üzemvezetést természetesen megkönnyíti. Az egyes fogyasztócsoportok szükségletének ingadozása adott esetben kiegyenIítheto, különösen akkor, ha nagyobb melegviz-tárolók állnak rendelkezésre. Az egyenletesebb kazántermelésseI többnyire jobb tüzeloanyag-kihasználás is jár. Az egységes gozkazán-berendezés további elonye, amelyelsosorban nagy futohálózatokban jut
érvényre, a hotern1elok egyszerubb biztosítása. A nyitott melegvíz-futés minden zárható kazánját, ill. kazán csoportját nagy keresztmetszetu és állandó emelkedéssel szerelt biztonsági vezetékkel kell a tágulási tartállyal összekötni. Ha a tágulási tartály a kazánház közvetlen közelében nem helyezheto el, ez csak nehezen valósítható meg. Ilyen esetekbena legegyszerubb megoldás gozkazánok felállítása ésa futovíz közvetett felmelegítése hocserélokben. Ilyen· kor elegendo a kisnyomású gozzel futött hocserélot biztonsági szeleppel ellátni. Minthogy a tágulási tartály itt semmilyen biztonsági funkciót nem tölt be, a tartály az elore meno vagy a visszatéro futovíz· vezeték bármely pontján csatlakoztatható a futési hálózathoz. Ezáltal a keringtetoszivattyúnak a visszatéro futési vezetékbe üzemi okokból kívána· tos beépítése is gyakran lehetové válik. Üzembiztonság szempontjából a goz- és vízka· zánok nagyjából egyenlo értékuek. Az öntöttvas ta· gos kazánok mindkét fajtája üzem közben érzékeny a hideg víz betáplálására. A kiszolgáló személyzet figyelmetlensége miatt mind a goz-, mind a vízka· zánok meghibásodhatnak. A gozkazánok akkor, ha egy további kazán üzembe helyezésekor a kondenz· vezetéket túl gyorsan nyitják, a vízkazánok pedig, ha a keringtetoszivattyúkat felfutött kazánok és lehult futovíz esetén kapcsolják be. Sokszor elofordul, hogy a fogyasztók egy része a leheto legnagyobb goznyomást igényli (pl. kony· hák fozoüstjei vagy mosodák mángorlói és szárító-
r
GOZ- VAGY VÍZKAZÁN
készülékei), míg a többi fogyasztót kis gi)znyomással kell üzemeltetni. Ilyen esetben vagy az egész kazánberendezést nagyobb nyomással üzemeltet-
469
jük, és a goz egy részét fojtjuk, vagy a kazánokat két csoportban, különbözo nyomással muködtetjük.
13.7. Futoberendezések üzeme, hoszükséglet, hoveszteség, üzemkarakterisztika A futoberendezés üzemi költségei mindenekelott az épület nagyságától és építési módjától, a helyi idojárástól és a felhasználásra kerülo energiahordozó árától függnek. Emellett a futoberendezés fajtáját, felépítését és felszerelését, valamint az üzemelés módját is figyelembe kell venni. Azoknak a téIlyezöknek az ismerete, amelyek a futoberendezés tüzeloanyag-fogyasztását meghatározzák, nemcsak az üzemelteto, hanem a tervezo számára is nagy jelentoségu. A futoberendezés a termelt homennyiségnek csak bizonyos hányadát hasznosítja. A hotechnikai folyamat hasznosságát hatásfokkal jellemezzük. A veszteségek kritikai szemlélete megmutatja, hogy a folyamat termikusan milyen módon és milyen mértékben javítható. Nehézségek mutatkoznak a futési folyamat egyedi veszteségeinek számítással és kísérlettel való meghatározásában is. Legegyszerubb a hotermelés során vagy a hoközpontban keletkezo veszteségeket meghatározni. Ezt önálló kazánüzem esetén a kazánhatásfokkal jellemezzük. Hocserélok bekapcsolásakor még a készülékek veszteségeit is figyelembe kellvenni. Ha ebbe beleszámítjuk a hoközpont többi berendezésének a hoveszteségét is, a hoközpont teljeshatásfokáról beszélhetünk. A hoelosztás során további veszteségek jönnek létre a fovezetékben és a tulajdonképpeni hálózatban. Mindaddig, amíg a csovezetékek a futendo helyiségben vannak, holeadásuk az épület számára hasznos. Ez részben érvényes még a pincében vagy a padláson fektetett vezetékekre is, mert ezeknek a helyiségeknek a felmelegítése révén a szomszédos szint hoszükséglete kevesebb. A hoelosztás veszteségei,a hoközpontok vezetékeinek a veszteségévei együtt, meghatározott tüzeloanyag és helyiség-homérsékletesetére megközelítoen számíthatók, azonban nehezen mérhetok .. A hasznosítható (hoközpontból futo közeggel szállított) ho üzemeltetési veszteségei aj az üzemi órák alatt a felfutendo helyiség túlfutésébol, bJ a nem kívánt idoben leadott hobol, eJ a nem vagy nem teljesen futött helyiségeknek leadott hobol adódnak. Az aj és bJ szerinti veszteségek nem kielégíto központi teljesítményszabályozás (a melegvíz-futés üzemelési módja és futovízhomérséklete
nem alkalmazkodik kelloen az idojárási viszonyokhoz; hibás csoportosítás; helytelen fütofelület· méretezés) és a holeadás nak a szükséglethez képest elégtelen helyi alkalmazkodása miatt jönnek létre. A b J alatti veszteségek a futési rendszer tehetetlenségétol és a hofejleszto berendezés szabályozhatóságától is nagymértékben függnek. A ej pont alatti veszteségek okai mindenekelott a tervezésben és futofelület-méretezésben keresendok. Míg a hofejlesztés és hoszállítás során bizonyos veszteségek elkerülhetetlenek, az üzemeltetési veszteségek a futoberendezés célszeru kialakításával és helyes üzemmenettel megszüntethetok vagy legalábbis messzemenoen csökkenthetok. A gondos kezelés vagy szabályozó muszerek használata által lehetséges homegtakarítás elsosorban az üzemeltetési veszteségekkel kapcsolatos. Ezek egyes esetekben se nem számíthatók, se nem mérhetok pontosan. Nagyságrendileg tájékoztatást a futött épület homérsékletének számos helyiségben való megfigyelésévei kapunk. Az eloírt közepes épület-homérséklet üzemido alatti túllépésének mértéke az üzemeltetési veszteségeket jellemzi. Helyes üzemeltetéssei elérheto hotakarékosság pl. önmuködo szabályozóberendezés beépítése után kimutatható, feltéve, hogy az összes többi körülmény változatlan. A külso homérséklet, az üzemeltetés és a kívánt futoteljesítmény közötti bonyolult összefüggés miatt valamely épületre nem lehet a homérsékletkarakterisztikát elore megbízhatóan megadni. Mivel a teljesítmény is ritkán határozható meg mérésekkel, a legalacsonyabb külso homérséklet, tehát a csúcsterhelés esetén ajánlatos az egyes berendezésekre vonatkozó üzemkarakterisztikát, azaz a közepes futovíz-homérséklet és a külso homérséklet közötti összefüggést, üzemi megfigyelések alapján felvenni. Ehhez rendszerint elegendok a + 8... + 10 oC-os, +3...+5 oC-os és -5 ...0 oC-os külsohomérséklet-határok között végzett mérések. Mindegyik esetben természetesen legalább három, egymást követo, körülbelül azonos idojárású napon kell a megfigyeléseket végezni, a futést pedig úgy kell üzemeltetni, hogya használati ido alatt lehetoség szerint elérjük a kívánt helyiség-homérsékleteket, és elkerüljük az üzemszünet alatt az épület túl eros lehulését. Kritériumként veheto emellett, hogy az
470
FUTÖBERENDEZÉSEK
ÜZEMVITELI
épület 2 órás felfutési idon belül a kívánt helyiséghomérsékletre legyen felfutheto. Mértékadó futovíz-homérsékletnek a használati idoben kívánt futovíz- és lehultvíz-homérséklet számtani középértékét vesszük, a 2. és 3. napon mért értékek átlagaként. A felfutési órák alatt a futovíz-homérséklet legfeljebb 15 OC-kallegyen magasabb ennél a középértéknél. A külso homérséklet a vizsgált teljes idoszakra vonatkozó középérték, tehát az elso napot is számításba kell venni. Célszeru a vizsgálati napokon egyidejuleg pontosan mérni a tüzeloanyag-felhasználást is, hogy támpontot nyerjünk a normálfogyasztásra. Az így meghatározott üzemkarakterisztikát a gazdaságos üzemeltetés irányértékeként a futo rendelkezésére kell bocsátani. Eros szél esetén valamivel magasabb, napsütésnél az átmeneti idoben alacsonyabb vízhomérsékleteket állítsunk be. Az üzemkarakterisztika használatát megkönnyíti, ha a közepes futovíz-homérséklet helyett a kazánból kilépo futovíz homérsékletévei számolunk. Ez állandó vízkeringés esetén a közepes futovíz-homérsékletnél a teljesítménnyel jellemzett értékkel magasabb. Hangsúlyoznunk kell, hogy gravitációs futés esetén egészen eltérok a viszonyok. Mivel a futóberendezés napi hoszükséglete a külso homérséklettel közel lineárisan változik, az üzemanyag-fogyasztásnak is ezt a függoséget kell mutatnia, ha az egész futóberendezés hokihasználásában és a tüzeloanyag minoségében nincsenek nagyobb eltérések. Az elobbi megállapítás, amint azt számos üzemi megfigyelés eredménye mutatja, jól kezelt berendezésekre vonatkozik. Az egyes napokon a linearitásra vonatkozó összefüggés a gyors idojárás-változás vagy a kiszolgálás bizonytalanságai miatt elmosódik, azonban jól érvényesül, ha a közepes fogyasztási értéket egész sor egymást követo napon vizsgáljuk. Megbízhatóbb az üzemanyag-jelleggörbe megJlatározása két vagy három, különbözo külso homérsékleti értékhatárból számított fogyasztási értékkel. Ha ezeket a fogyasztási értékeket gondosan üzemel-
SZEMPONTJAI
tetett futésre határoztuk meg, a jelleggörbe a berendezés szükséges fogyasztását mutatja. A futóberen· dezés üzemellenorzésének legegyszerubb módja a tetszoleges napi fogyasztásnak adott homérsékleten az eloirányzott értékkel való összehasonlítása. A futonek a berendezés tüzeloanyag-fogyasztását naponta fel kell írnia. Emellett célszeru az üzemben tartott kazánok számát és üzemmenetét, valamint a melegvíz-futés futovíz-homérsékletét is naponta feljegyezni. A futo által megadott tüzeloanyag-fogyasztási adatokat a hosszabb ido alatt beszállított mennyiség ismeretében könnyen ellenorizhetjük, miközben a nedvességveszteséget és az elporIást is figyelembe kell venni. A muködo üzemben a fogyasztási számoknak a tüzeloanyag-jelleggörbe eloirányzott értékeivel való összehasonlítására, tapasztalat szerint, a napi értékek heti átlaga a legalkalmasabb, amikor is csaka teljes futési napokat vesszük figyelembe. Külso homérsékletként lehetoség szerint a körzeti meteorológiai állomások megfigyelési értékeit vegyük. A futo részére támpontot adhat, hogya fogyasztás kb. az elozo nap 21 órakor mért külso homérsékletnek megfelelo jelleggörbe-értéknek felel meg. Az eljárás megbízhatósága lényegesen függ att6~ hogy a normálértékeket kifogástalanul állapítot· tuk-e meg. Ha valamely berendezés tüzeloanyag· fogyasztása lényegesen nagyobb a normálértékné~ akkor vagy a kazánhatásfok rossz (idonkénti túl· terhelés, hiányos tüzelés, tömítetlen, ill. elszennyezodött légjáratok), vagy a teljesítmény nem felel meg a változó idojárási feltételeknek (idonként túlfutés, az éjszakai órákban túl nagy hoszállítás). Olykor a tüzeloanyag nem megfelelo szemnagysága vagy gyengébb minosége is túlzott fogyasztáshoz vezet. A fogyasztási értékek eros ingadozása mindig hanyag kezelésre utal. Ha a fogyasztás gyakran a normálérték alatt marad, a jelleggörbét felül kell vizsgálni.
13.8. Az üzemvitellel kapcsolatos szervezési intézkedések
Gáz- és olajtüzelo berendezések üzemeltetésekor az eloírt biztonsági intézkedéseket fokozott mértékben be kell tartani. Abban a helyiségben, ahol a tüzeloberendezés van, jóllátható helyen el kell helyezni a "Kezelési utasítás"-t. A "Kezelési utasítás"-nak tartalmaznia
kell mindazon tevékenységek részletes leírásá4 amelyek szükségesek a berendezés üzembe helyezé. séhez, üzemben tartásához és az üzem megszüntetéséhez. Ugyancsak meg kell adni a zavar esetén végrehajtandó intézkedéseket. Jól látható helyen legyen kifüggesztve a "Túz-
AZ ÜZEMVITELLEL
KAPCSOLATOS
rendészeti Utasítás", amely mind normális üzemmenet, mind tuzveszély esetére eloírja a tennivalókat. A tuzoltáshoz szükséges tuzoltó berendezések a tervezo által meghatározott mennyiségben és minoségben az eloírt helyen legyenek. A tervezo által eloírt és a biztonságos üzemvitelhez szükséges jelzo, tiltó és egyéb utasítást tartalmazó feliratokkal ellátott táblák a terv szerint meghatározott helyeken legyenek elhelyezve. Az olaj- és gázüzemü tüzeló'berendezés üzembe helyezését erre a célra kijelölt szakvállalat hajtja végre. Hasznos, ha az üzembe helyezésben - a szakvállalat irányításával és ellenorzéséveI - a kezeloszemélyzet is aktívan részt vesz. Az üzemvitelhez megfelelo létszámú és képzettségu kezeloszemélyzet álljon rendelkezésre (1/1962. NIM rendelet). A dolgozóknak helyismeretbol, a
SZERVEZÉSI
INTÉZKEDÉSEK
471
kezelési utasítás, a tuzrendészeti utasítás, valamint a tuzoltó berendezések kezelésének ismeretébol vizsgát kell tenniük. Legyen kifüggesztve a kezelo neve, tartózkodási helye, telefonszáma. Az üzemelteto részére komplett kiviteli tervet kell rendelkezésre bocsátani. A szakszeru karbantartásra két lehetoség kínálkozik. Az egyik lehetoség, amikor az üzemeltetonek megvan a megfelelo képzettségu és létszámú karbantartó személyzete. Ebben az esetben házon belül megoldható a tuzoltó berendezésnek, az égonek, valamint a szabályozó- és biztonsági berendezéseknek tervszeru megelozo karbantartása. A másik lehetoség, hogy az ellenorzési és karbantartási munkákat valamely szolgáltató vállalat végzi. Minden bizonnyal az. utóbbi megoldás gazdaságosabb, ugyanakkor biztosított a szakszeruség is.
13.9. IRODALOM [1] Bol/ai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Miiszaki Könyvkiadó, 1967. Fiités- és [2] Rietsche/-Raiss: Miiszaki Könyvkiadó, 1964. [3] Egyedi L.: Épületgépészeti szaki Könyvkiadó, 1963.
légtechnika.
kézikönyv.
Budapest,
Budapest,
Mii-
[4] Mi//ey- Vö/gyes: Központi futés. 3. kiad. Budapest, Miiszaki Könyvkiadó, 1964. '[5] Palotds: Mérnöki kézikönyv. Budapest, Miiszaki Könyvkiadó, 1965.
[6J Recknage/-Sprenger: Taschenbuch für Heizung, Lüftung und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [7J Garms-Martin: Handbuch der Heizung- und Lüftungstechnik. Leipzig, Fachbuch Verlag GmbH. 1952. [81 Land/ermann. C. A.: Die Ölfeuerung bei Zentral-Heizungen. Berlin, VOI-Verlag, Düsseldorf, 1960. [9J Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. IV. köt. Budapest, Miiszaki Könyvkiadó, 1962. [10] Reinders. H.: Die Heizölfeuerung. Düsseldorf, VOIVerlag, 1960.
14. Futoberendezések építészeti és épületszerkezeti követelményei Szerzo: DR. TÖMÖRY TIBOR Lektor: Dr. Gyurcsovics Lajos
14.1. Kémény, füstjárat A kémény, a füstjárat épületszerkezet, kialakítását alapvetoen az áramlási, a hotechnikai igények határozzák meg. Az építészeti, épületszerkezeti megoldások egyszerusitésére tett engedmények esetenként a tüzeloszerkezet muködési biztonságának vagy teljesítményének csökkenését vonják maguk után. A kémények kialakításakor, méretezésekor vagy a nem megfelelo muködés okainak megállapításakor figyelembe kell venni, hogya levego és a füstgáz zárt áramkörben áramlik (14-1. ábra). Általában a kémény meghatározott áramkör-szakaszát méretezzük, azonban minden esetben figyelembe kell venni a képzeletbeli áramkör-szakaszban eloálló zavarás ok hatását is. A kémény feladata, hogy az égéshez szükséges levegot a tüzeloszerkezetbe, a keletkezo égéstermékeket a szabadba vezesse. A levego és az égéstermék a kialakuló hatásos nyomás hatására áramlik. A hatás os nyomás a különbözo fajsúlyú gázoszlopok nyomáskülönbségébol jön létre: LJP=(Ylev-YfJh
Pa
(kpfm2),
(14-1)
ahol Ylev a külso levego fajsúlya, Nfm3 (kpfm3); Y fg a kéményben áramló füstgáz közepes fajsúlya,
Nfm3 (kpfm3); lz a tüzelés síkja és a kéménykitor· kollás síkja közötti magasságkülönbség, m. Minden esetben létrejön a stabil munkapont, amikor a kémény hatásos nyomása az áramkör el· lenállásával azonos. Az egyensúlyi állapot a hatásos nyomás és az ellenállás egymásra hatása következtében csak iterációs számítással határozható meg.
~3
_
-1
·•.---2 14-1. ábra. A kémény áramköre 1 az áramkör meghatározott szakasza (folyamatos vonal); 2 az áramkör képzeletbeli szakasza (szaggatott vonal); 3 a rostély síkja; 4 a kéménykitorkoIlás síkja
14.2. Hatásos nyomás meghatározása A külso levego fajsúlya : Ylev=
~
• :0
YlevO
Nfm3
(kpfm3),
1+ 273 tlev (14-2) ahol tlev a külso levego homérséklete, oC; p a légkör nyomása, mbar (torr); YlevO a normálállapotú [O oC homérsékletu, Po= 1013,25 mbar (760 torr) légköri nyomásúl levego fajsúlya, YlevO= 12,68 Nfm3 (1,293 kpfm3).
A külso levego homérséklete állandóan, rend· szertelenül változik. Gyakorlati számitásokban a külso levego homérséklete csak téli üzemu berendezés esetén 10 oC, egész évben üzemelo tüzeloberen· dezés esetén 25 oC értékkel veheto figyelembe. Pon· tosabb eredményt kaphatunk a 14-1. táblázat ada· tainak figyelembevételével. A táblázatban található várható érték valószínuségi jellemzo, amely a kü· lönbözo levegohomérséklet-elofordulásoknak a relatív gyakoriság szerint súlyozott átlaga. A táblázat
473
HATÁSOS NYOMÁS MEGHATÁROZÁSA Várható maximum 4,4 órakor), (kb. 164 Várható oC minimum túdó, (kb. érték, ampIiórakor), közép- 14-1. 6,6 15,5 6,5 16,8 10,1 5,1 1,3 -3,0 -2,6 3,3 4,0 1,8 2,4 -1,0 25,4 21,9 23,0 27,8 2,1 27,1 2,8 2,6 10,7 15,0 14,7 13,6 4,5 3,2 5,9 8,2 6,2 6,0 23,8 12,2 5,8 -2,2 27,5 26,8 2,6 14,8 15,3 3,0 táblázat. A 11,6 5,7 5,6 11,2 3,9 6,1 6,6 3,4
20,9 21,4 7,3 -0,6 0,7 5,7 levegohomérséklet-elofordulás 21,8 17,3 11,0 19,5 16,3 5,4 1,1 20,8 0,4 11,7 18,0 I I a tüzeloszerkezet várható értéke füstcsonkjában (1919-1958)
Po= 1013,25 mbar (760 torr) légköri nyomású] égéstermék fajsúlya, N/m3 (kp/m3). A kéményben áramló égéstermék közepes homérséklete:
Várható
e
(14-4) ahol tfge a tüzeloszerkezet füstcsonkjában mérheto égéstermék homérséklete, oC; t rgva kémény kitorkollásában mérheto égéstermék-homérséklet, oc. A füstcsonkban mérheto égéstermék-homérséklet (t fge) a tüzeloberendezés jellemzo adata. Tájékoztató értékei a 14-2. táblázatban találhatók. A megadott tartomány alsó határértéke a csökkentett, felso határértéke az eroltetett kazánüzemre vonatkozik. A kéményben az átlagos égéstermék-homérséklet csökkenés mintegy 2 OC/ol, ha a kémény védett környezetben (pl. épületben) van, és 4 OC/ol szabadon álló kémény esetében. Az égéstermék homérséklete a kitorkolIásban közelítoen: (14-5)
Égéstermék-homérséklet a fÜstcsonkban, oC
Tüzeloanyag
ahol 1 a kémény tengelyhossza, ol (egyenes kémény esetén l=h, elhúzás esetén l>h). A kitorkollásban mérheto égéstermék-homérséklet pontosabban számítható a következo összefüggésekkel:
T;
ffgV=t~-<:+tkÖ(I-(~)
Koksz Jó minoségu szén Gyenge minoségu szén
200 300 250 350 250 350 200 250 100 150
Olaj Gáz
négyszögletes kémény esetén : kKI (-;)=numln-R-;cI'
(14-6)
(14-7)
kör keresztmetszetu kémény esetén: második oszlopában levo adatok a havi középértékek. Ez veheto számításba folytonos üzem (vagy rövid, 4 ... 6 órás üzemszünet) esetén. Ha szakaszos azüzem, az üzemido alatti homérsékletviszonyok a havi átlagérték és a maximum-minimum elöfordulások alapján megszerkesztett harmonikus függvénygörbe (jó közelítéssel szinusz-görbe) felhasználásával határozhatók meg. Az égéstermék fajsúlya : P
1
Yrg=--C--1
+ 273
f
. -p o . ?'fgO N/m3 fgköz
k
(-;)= num In
./
RC
cI'
14-3. táblázat. A kémény hoveszteségét (a füstgáz lehüIését) meghatározó kornyezeti homérséklet
(14-3)
ahol ffgköz a kéményben áramló füstgáz közepes homérséklete, oC; p a légkör nyomása, mbar (torr); Yrgo a normálállapotú [O oC homérsékletu és
(14-8)
ahol a még eddig nem használt betujelek értelmezése: tkö a kémény hoveszteségét meghatározó környezeti homérséklet, oC (1. a 14-3. táblázatot); k a
Megnevez~s
(kp/m3),
,
Szabadon álló kémény, teto feletti kéményszakasz Padlástéri kéményszakasz Lakóhelyiségek közötti kéményszakasz
Környezetl homérséklet, tkö,OC
-15 -5 20
474
FUTOBERENDEZÉSEK
ÉPÍTÉSZETI
ÉS ÉPüLETSZERKEZETI
2,1
14-6. táblázat. Szilárd tüzeloanyagok száraz rustgázainak, gáz és cseppfolyós tüzeloanyagok nedves füstgP7J1iqjlk elméleti CO: max-tartalma
1,9 1,7 1,5
~Il .
'ti 'ti ~.,
1,3 1,1 1,0
'"
COtmax" tartalom, tf.%
Tüzeloanyag
g,~
'~I {}-
->c
KÖVETELMÉNYEI
0,7 0,6
0,5
.,
0,4
->c c:\!<>. .;;::1
0,2 0,3
0,1 O
1
1,2
H
1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 5,0 7,0 9,0
()=numIn kKI. Rr;p
8=num Inkcsót. I
Rr;p
I
14-2. ábra. A kéménybe áramló égéstermék tényezo folyásoló
e
d"ül dbel
lehulését be-
kéményfal hoátbocsátási tényezoje, W/m2K (kcal/m2h°C); kcso vastag falú cso fajlagos (1 m hosszúságra vonatkozó) hoátbocsátási tényezoje, W/mK (kcal/mh°C) [1. az (1-169) összefüggést]; K a négyszögletes kémény közepes kerülete, m; R az égéstermék tömegárama, kg/s (kgfh) ; cp az égéstermék fajhoje állandó nyomáson, J/kgK értéke a 14-2. ábrából veheto. Az (kcal/kg oC). égéstermék tfgv homérséklete a (14-6) összefüggés helyett a 14-3. ábrából is meghatározható. Az égéstermék normálállapotra vonatkoztatott fajsúlya a .légfelesleg-tényezo függvényében a 14-4. táblázatban található. Szilárd tüzeloanyagok esetén az átlagos légfelesleg-tényezok a 14-5. táblázatból vehetok.
e
14-4. táblázat. Száraz fEgáz fajsúlya a légfelesleg-tényezo függvényében O oC homérsékleten, 1013 mbar (760 torr) légköri nyomáson (ÁtlagosCO,-tarta1ommalmeghatározotttájékoztatóértékek) e cs eg ... nyezo,
I Légf11I n té homérséklete, AkúIs6l_ol 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5
1,341 1,332 1,325 1,320 1,316 1,313 1,306
Koksz Barnaszén, j6 minoségu gyenge minoségu
Légfe1eslegtényez6,
20,2
11,1 12,9,. .13,8 18,0 19,9 20,0 21,1
Olajok Extra könnyu ásványi futoolaj (EL) Könnyu ásványi futoolaj (L) Közép ásványi futoolaj (M) Nehéz ásványi futoolaj (S) Koszénkátrány-futoolaj (IV)
15,3 15,4 15,6 15,8 18,1
14-7. táblázat. A kémény hosszegységére vonatkoztatott fajlap hatásos nyomás értékei [Po=1013 mbar (760 torr) és n=I,6Iégfelesleg-tényezo esetén]
N/m" FüstgázfajsúIykp/m' kp/ml mtJ.v. I Fajlagoshatásosnyomás, 13,2 13,1 13,0 12,95 12,9 12,85 12,8
19,1...19,24 18,5 19,1 17,6 18,7 18,6,..19,7 20,7 18,9
Gázok Világitógáz Városi gáz Generátorgáz Vízgáz
--
14-5. táblázat. Átlagos légfelesleg-tényezok .uánl tiizeloaDyagok elégetésébez Tüzeloanyagok
Szilárd tüzeloanyagok Antracit Koszén Barnaszén Barnaszén brikett Gázkoksz Tozeg (légszáraz) Fa (légszáraz)
r
350 200 300 250 175
A kéménybenáramlóé@éstermék közepeshomérséklete,tr. köz, oC m Pa
150
oCI
I
10
3,83 0,39
4,22 0,43
4,61 0,47
5,5 0,56
6,0 0,61
6,58 0,67
25
3,24 0,33
3,64 0,37
4,03 0,41
4,91 0,5
5,4 0,55
6,0 0,61
-- --- --- --- ---
A légfelesleg-tényezo az
n
n= C02maX 1,4 1,7 1,5 1,9 2,0 2,5
CO2
-~
Lelm
(14-9)
összefüggéssel számolható. Tüzeloanyagok elméleti CO2 max-tartalma a 14-6. táblázatban található.
475
HATÁSOS NYOMÁS MEGHATÁROZÁSA
e
e ...
~
...
,.,e>,~~~\8~\Í> ·'l.,lte
~ ~l"B
'l.,'l. .').,0
~~
1,S 1,1 1,6 1,5
~,.
~11
1," 1,3
11,0
1,2
1,1
= O·C =20m 1," pé'do:
B v h= 200·C t,g t'g e tkö= 280·C
1,0
2 4 6 8 10 12 14 16 18 2022 2426 2830 Hkö I környezeh' homérséklet, oc bJ
100 100
120
.. 11,.O 150
180
t'9 v' füstgáz-hOmérséklet
200
220
240
o kitorkol/ásban,
250
·C
aj A kémény hosszegységére vonatkoztatott fajlagos hatásos nyomás értékeit a 14-7. táblázat tartalmazza. A kémény hatásos nyomása mérheto; A mérés feltétele, hogya kémény az üzemi körülményeknek
14-3. ábra. Az égéstermék lehulése a kéményben aj a kéményben áramló égéstermék homérséklete (tfgv) a kéménykitorkollásban, ha adott a beáramló égéstermék homérséklete (tra e) és a környezet-homérséklet tkÖ=O oC; hj korrekciós homérséklet, ha tkö"'O oC
megfeleloen fel legyen futve, és a kéményben ne legyen áramlás. A tüzeloszerkezet füstcsonkjára kapcsolt nyomásméro manométer a füsttolattyú hirtelen lezárása esetén mutatja a (14-1) összefüggésbol számítható nyomáskülönbséget.
14.3. Az áramkör ellenállása, méretezés Az áramkör ellenállása az áramló levego és az égéstermék tömegáramának függvénye. Különbözo tüzeloanyagok elégetéséhez szükséges levego-tömegáram: L= GLe1mn kg/s
(kgfh) ;
(14-10)
az égéstermék-tömegáram: R=G[Relm+(n-1)Lelml
Nyáron is üzemelo tüzeloszerkezetek esetén a szél hatására az épület függoleges határolófelületein kialakuló nyomást az áramkör-ellenállás számításakor célszeru figyelembe venni. A helyiség, kazánház külso nyilászáróit általában kinyitják, következésképpen az emlitett nyomás a helyiségben, kazánházban érvényesül. A szél hatására a légköri nyomáshoz viszonyítva létrejövo nyomáskülönbség
kg/s (kg/h), 14-11)
ahol Gazidoegység alatt eltüzelt tüzeloanyag mennyisége, kg/s (kgfh) ; Lelm az elméleti levegoszükséglet tömege, kg levego/kg tüzeloanyag vagy kg levego/Nm3 gáz; n légfelesleg-tényezo; R a keletkezett égéstermék tömegárama, kg/s (kgfh) ; Relm az elméleti fajlagos égéstermék-mennyiség, kgfkg. Lelm és Relm a 14-8. táblázat összefüggéseivel számítható. Az áramkör elso ellenállás-helye a tüzeloszerkezetet magábafoglaló helyiség külso nyilászáró szerkezete. (A nyilászárók áramlási ellenállását nem kell számításba venni, ha a helyiség, kazánház térfogata legalább kétszerese az égetéshez szükséges levegomennyiség térfogatáramának. A 0,5 l/h légcsere megfelelo méretu ablakok esetén természetes úton létrejön.)
iJpszél=kPdin
Pa
(kp/m2),
(14-12)
ahol k a felület aerodinamikai tényezoje; Pdin a szélsebességbol számitott dinamikus nyomás, Pa (kp/m2). Gyakorlati számitásokban a szél feloli oldalon k=0,6, a szél alatti oldalon k= -0,4 érték veheto fel. Ha k>O, akkor a légköri nyomásnál nagyobb nyomás érvényesül, a szélnyomás a kémény hatásos nyomását növeli. Ha k<.O, akkor depresszió alakul ki, a kémény hatásos nyomása csökken. A szélsebesség-elofordulás várható értéke 2,5 ... 2,7 mis (1.még a 3. Idojárási alapismeretek c. fejezetet). A szélnyomás a hatásosnyomás-ellenállás egyensúlyt központi futési kazánok áramkörében nem befolyásolja számottevoen, huzatmegszakítóval szerelt szakaszos üzemu gázberendezések esetén azon-
476
FUTO BERENDEZÉSEK
ÉPÍTÉSZETI
ÉS ÉPÜLETSZERKEZETI
KÖVETELMÉNYEI
14-8. táblázat. Tüzeloanyagok elméleti fajlagos levegoszükséglete és a keletkezo fajlagos égéstermék-mennyiség számítási összefüggései A felso sor SI, az alsó sor technikai mértékrendszerben. A
Isó fu
töé é
kl/kg rt k Ha. kcal/kg
F . '1 ' N/m' aJsu Y. nev o es rra o. kp/m' Elméleti fajlagos égéstermék-mennyiség. Re1m, kg/kg
Tüzeloanyag
I Gyenge minoségu szilárd tüzeloanyag
Elméleti fajlagos levegoszükséglet, Lelm. kg/kg (2,39·
1O-5Ha +0, 102»)Jfg o
(1,01 . 1O-3Ha +0,4)Ylevo
(0,98·
1O-3Ha + 1,I)Yrgo
I
(2,45·
(2,19·
1O-5Ha+0,167)Yfgo
I
(1,01' 1O-3Ha+ 0,5Wlev O (2,09 . 1O=:Ha +0,204)Ylevo
(0,89' (2,73·
1O-3Ha+I,65?Yfg~ 1O=:Ha)Yrgo
I
Jó minoségu szilárd tüzeloanyag
(1,45·
1O-5Ha +4,08'
1O-5Ha+5,1
1O-2)Ylevo
.1O-2)Ylevo
Cseppfolyós tüzelöanyag
Nagyobb fútoértéku gáz
I
-K-ise-b-b-fu-' t-ö-ér-t-ék-u-ga-' z--------I
i II
(2,68· 1O-5Ha+2,54· 1O-2»)Jlevo (1,09 + 0,25)Ylevo (0,85·10. 10-3 Ha Ha+2)Ylevo
-1
(2,15· .10-5 Ha)Ylevo 1O-3Ha)YlevO (0,875
ban a szélnyomás okozta zavarás figyelembevétele indokolt. A tüzeloszerkezet áramlási ellenállását katalógusok tartalmazzák. A gyakorlatban a kazánellenállás a "huzatigény" , "huzatszükséglet" megnevezéssei szerepel. Nem elegendo, ha a kémény hatásos nyomása csak a tüzeloszerkezet huzatigényének felel meg, hanem a rókatorok, valamint a kémény áramlási ellenállását is figyelembe kell venni. A súrlódási együtthatók kiszámításához a falazat érdességének értékei a 14-9. táblázatban találhatók. (A súrlódási és alaki ellenállás ok számítását 1. a 2.7. pontban!) 14-9. táblázat. A kéményfalazat érdessége A falazat érdessége
Megnevezés
k.mm
Dörzsölt fugájú téglakémény, füstcsatorna Gondos kivitelu, nyers felületu betonkémény Habarcsbetüremléses betonkémény Azbesztcement Simított betonkémény Rozsdás vascso
3 ... 5
1...3 10 25*
.
(2,79-. 1O-5Ha-+-2~,-54-'1-0---2-)Y-fg-o-(1,14 . 10-3 Ha)YrgO Ha + 0,25)Yrgo (1,11·10 (1,77 . .10-5 Ha)Yfg o (0,725 1O-3Ha»)'fgo
--------
14-10. táblázat. Az m tényezo értékei koksztüzelésu kazánokkéményének méretezéséhez A kémény
Az úrszelvény
mérete,
s· s,cm 0d.cm
szabad kéreszt-
12
I
15
magassága,
h.m
~J~J~
Huzatszükséglet. Pa; kp/m'
metszete,
m' 40,2; 4.1144,1; 4.51 53; 5.416U,8;6~2]68.6;
20X20
7
0,040
23 20X26 26
0,052
11200
11100
26X26 29
0,0677
1400 11300
I 1400 I. 1200 1350 II 1100 1300 I 1250 11250
26X38
0,099
36 38X38
1450
II
I
\
1
, 1550
I 1550
I 1500
I 1450
I 1400
0,194
1600
I 1650
I 1600
I 1550
I 1500
1
1400
1
1400
mo
11450 0,145
1
43 38X51
50
0,05
0,1
51 X51
0,3 0,5
0,8 3,0
58 51X64
0,27
1750 I 1700 I 1650 I 1600
0,338
1850
I 1800 I 1750 I 1700
65
• Gondatlan kivitel csetén.
64X64
A kémény méretének meghatározására szerusített összefüggés: R 1
S2=_. m
m2,
fh
az egy(14-13)
ahol s a kémény belso keresztmetszetének oldalhossza, m; m számítási paraméter, kg/m5/2h; R az
0,41
1850 I 1800 I 1750
73 64X84
0,538
1850 I 1800
83 71 x91 91
0,645
1900
I
1850
84X84
0,705
1900
I
1850
95
16
AZ ÁRAMKÖR
ELLENÁLLÁSA,
14-11. táblázat. Az m tényezo értékei jó minoségu széntüzelésü kazánok kéményének méretezéséhez
----
Az úrszelvény A kémény magassága, 93,2; 9,5 1350 1350 1450 1450 1550 1600 1250 1500 1400 1550 1300 1400 metszete, 1500 25 30 kcreszt0,0677 0,145 m' HuzatszükségJet, 20 35II 0,338 0,052 0,040 0,27 0,194 0,099 16 84,3; 8,6 Pa; kpfm' 58,8; 6,0166,7; 6,8174,5; 7,6
h, m
I
26X26 38X38 20x26 26X38 51X51 51x64 38x 51
477
MÉRETEZÉSE
ménymagassága, hmin = 16 m. Az m tényezo a 14-11. táblázatból veheto. Gyenge minoségu széntüzelésu központi futési kazán legkisebb kéménymagassága, hmin = 26,5 m. Az m tényezo a 14-12. táblázatban található. A futés során gyakran eloforduló félteljesítményigény esetén egy kazán részére a kémény igen bo lesz, közel 1oo%-kal nagyobb keresztmetszetu az igényelt áramlási felületnél. A bo kémény az áramlási, a hotechnikai szempontokat figyelembe véve sokkal kedvezotlenebb, mint amennyi elonnyel jár a kémény kisebb áramlási ellenállása. A huzatmegszakító nélkül kéménybe kötött gázüzemu tüzelóberendezések kéményének méretezése az elozok szerint hajtható végre. Az elozetes méretmegválasztáshoz a 14-13. táblázat használható fel. Ha lehet, a kémény keresztmetszete a tüzeloszerkezet füstcsonkjának keresztmetszeténél kisebb legyen. 14-12, táblázat. Az m tényezo értékei gyenge minoségu, széntüzelésu kazánok kéményének méretezéséhez
--1850 1800 1700 1850 1900 1650 1600 1750 --0,645 1700 1650 1600 1550 1750 1800 1,44 1,24 0,705 1,06 0,538 0,41 0,865
0d,cm s os,em 43 91 83 73 65 58 116 95 Az 50 126 105 135 84,3; 93,2; 74,S; 7,6 8,6 9,5 66,7;metszete, 6,8 A kémény magassága, mérete, 35 30 20I ürszclvény 25 m' Huzatszükséglet, Pa; kpfm' 58,8; kereszt6,0
71X91 103X I03x 103 103 64X84 120X 120 84x 84X84
---
szabad 1800 1600 1700 1750 1650 Az ürszclvény Pa; kpfm' Huzatszükséglet A kémény, magassága, 1350 1550 1500 1450 1400 metszete, 1600 1700 1650 1300 1350 1250 m' 1,44 0,705 0,645 0,538 0,41 0,338 0,27 0,865 1,24 1,06 0,145 0,194 103; 10,5
30I I 35 kereszt-
h, m
38X38
égéstermék tömegárama, kgjh; h a kémény magassága a rostélysíktói mérve, m. Koksztüzelésu központi futési kazán legkisebb kéménymagassága hmin= 12 m. Az m számítási paraméter a 14-10. táblázatban található. Jó minoségu széntüzelésu [Ha = 20 000 kJjkg (4800 kcal/kg)] központi futési kazán legkisebb ké-
84X84 64X64 51 X64 51X51 84X 103X 120X 103 X103 120 103 71X91 64X84 38X51 26,S
88,2; 9,0
I 93,2; 9,5
h, m
478
FUTOBERENDEZÉSEK
ÉPÍTÉSZETI
ÉS ÉPÜLETSZERKEZETI
14-13. táblázat. Gáztüzelésu tüzeloberendezések közelíto füstcso- (kémény-) mérete A fíltogáz alsó fútilértéke Ha =15900
kJ/Nm'
(3800 kcaljNm')
A füstcso cm A tüzeloberendezés 21 20 17 18 19 16 315 11 10 912 814 13 15 225 150 180 285 350 260 375 115 50 80 200 95 64 22 I cm'135 átméroje, gázigénye, keresztmetszete,
I
Huzatmegszakítóval felszerelt gázüzemu tüzeloszerkezet kéményének mérete csak iterációs számítással határozható meg. A kémény meghatározott áramkör-szakaszait a huzatmegszakító és a kitorkollás közötti füstcso- és kéményszakasz képezi. A huzatmegszakitón jelentos mennyiségu helyiséglevego áramlik a kéménybe, ennek következtében a kémény elején az égéstermék és levego keveredési homérséklete jön létre. A beáramló levego mennyiségére vonatkozó tájékoztató adatokat a 14-4. ábra tartalmazza. (4150 kcal/ma) oC Harmatpont-homérséklet, Gáz Földgáz A kémény hatás os nyomása függ Városi gáza kéményben Ha = 17 375 kJ/ma áramló égéstermék középhomérsékletétol. A -beáramló levego mennyisége a kémény hatásos nyomásától, a kéményben áramló égéstermék közép-
KÖVETELMÉNYEI
homérséklete a keveredési homérséklettol függ. A feladat csak iterációs számítás-sorozattal oldható meg. A gázüzemu tüzeloberendezések kéményeinél minden esetben célszeru ellenorizni, hogya kéményben - különösen a kitorkolIás környezetében - a falazat belso felületének homérséklete az égéstermék harmatpont-homérsékleténél magasabb legyen. A harmatpont-homérséklet tájékoztató adatait a 14-14. táblázat foglalja össze. Az égéstermék kéntartalma jelentosen növeli a belso felületi homérséklettel kapcsolatos követelményeket. A kén oxidációjakor keletkezo S02 és S03 jelenlétében ugyanis sav-harmatponthomérséklettel kell számolni. A sav-harmatponthomérsékletek a 14-15. táblázatban találhatók. Olajtüzelésu kazánok kémény-hoszigetelésének megválasztására irányadó, hogy az égéstermék homérséklete a kitorkollás környezetében 180 °C-nál magasabb legyen. Központi futések olajtüzelésu kazánjának kéménye a koksztüzelésu kazánokéval megegyezoen méretezheto (hmin= 12.. .16 m). Az olajtüzelésu kazánok túlságosan nagy légfeleslegének megakadályozására huzatszabályozó készülékeket is felszerelnek. Szilárd tüzeloanyagokat elégeto egyedi tüzeloszerkezetek kéményének méretezéséhez szükséges adatokat a 14-16. táblázatban találhatunk, a minimális kéménymagasságot a 14-17. táblázat tartalmazza. 14-14. táblázat. Gáz égéstermékének harmatpont-homérséklete 1 59,0 61,0 59,0 64,0 (9320 kcal/ma) Ha=39 020 kJ/ma
56,0 58,0 57,0 63,0 I I 54,0 1,3 1,2 1,05 I1,1
Légfelesleg-tényezo I
I
14-15. táblázat. Kéntartalmú égéstermék sav-harmatponthomérséklete
Sav-harmattf.%
60 45 30 15 O -15 CK,
hajlósszög! fok
14-4. ábra. A gáz-vízmelegíto huzatmegszakítóján a kéménybe áramló levegomennyiség a füstcso hajlásszögének függvényében
----
Kéntartalom, 54 62ISO 531 105 142 138 148 135 4145 0,5 oCponthomérséklet,
O
AZ ÁRAMKÖR
ELLENÁLLÁSA,
479
MÉRETEZÉSE
14-16. táblázat. Szilárd tüzeloanyaggal üzemelo egyedi tüzeloberendezések üzemi adatai kp/m' CO •• 140... 12... 8... ... 190 14 11 12... 13 150... 250 300 180... 200 7... 7.450 ... ... 200 500 12 10 350 ..10... 5 (huzatszükséglet) 130... 150 csonkhan 4,9 0,5 1,0 7,8 0,8 1,5 9,8 ... 9,8 11,8 1,2 29,4 ..3... .49 14,7... 9,8 1,~... 14,7 19,6 2,0 1,0... 2,0 I400
I
0,5 ... 1,0
Kályhaellenállás
tf.%
6001100 900 700 900 ...Homérséklet, 1000
I
*A szén portartalma
(0 ... 5 mm szemcseméret)
kb. 15%.
14-17. táblázat. Szilárd tlizeIoanyaggal üzemelo egyedi tiizelöberendezés legkisebb szükséges kéménym~ga~glI (a kémény áramlási ellenállása a tüzeloberendezés ellenállásának 33%-a) távo1sága,tlev, oC
közötti kéménykitorkollássíkja A tüzeUl.. 10 1,33 2,01,5 2,71,5 3,4 1,6 2,0 0,7 4,7 2,6 15,7 13,0 26,5 19,6 hoo,ro 5,4 2,2 4,0 2,9 A rostély és a srenre szénre fára barnaszénre kályha barna-
25I hekötés különbség, magasságf1+hto.m
oC
síkjaésa homérséklete,
A külso levego
Olajtüzelésii kályhák kéménymagassága a fatüzeléses cserépkályháknak megfeleloen választható. Tájékoztató kéménykeresztmetszet : A=0,017
~
A=0,02
~
cm2,
Egyedi olajtüzelésu kályhák falazott kéményeinek legkisebb mérete 14X 14 cm, 5 m2-nél nagyobb futofelület esetén pedig 14x20 cm lehet. Huzatmegszakitó nélküli, gázüzemu egyedi tüzeloszerkezetek kéményei a gázkazánokéhoz hasonlóan méretezhetok. Gyujtokémények esetén célszeru gyakorlati adatok figyelembevételével meghatározni a kéményre kötheto tüzeloszerkezetek számát, ill. hoteljesitményét. A termofor-kémények terhelhetoségét a 14-18. táblázatban láthatjuk. A pontos szároitást neheziti, hogy a tüzeloszerkezetek üzemeltetésének egyidejusége nem becsülheto. A hatásosnyomás---ellenállás egyensúlyát jelentosen befolyásolhatja a szél hatására a kéménykitorkollás környezetében kialakult nyomás. Az épület párkánya mögött az áramlás örvénylo. A felületen az atmoszferikus nyomáshoz viszonyítva depresszió keletkezik. A depresszió nagyságát a .kb. k= -0,4 értéku aerodinamikai tényezo határozza meg. A depresszió ellenére a kéményüzem szempontjából kedvezotlen a teto felett kialakuló zavart áramlás. Az örvényben a kémény környezetében lefelé irányuló áramlás (sebesség-vektor) keletkezhet, amelynek dinamikus nyomása a kéményben helyi és idoleges túlnyomást hoz létre. Ez bizonytalanná teszi a kémény muködését. A teto feletti zavart áramlású tér a 14-5. ábrán látható. A ké-
(14-14)
ill. l1egfúvós
~ cm2,
(14-15)
ahol Q a kazán hoteljesitménye, W [(14-14) összefüggés],ill. kcal/h [(14-15) összefüggés]; h a kémény magassága, m.
Iranya "-4 ... 5
m
14-5. ábra. Lapos tetö felett kialakul6 zavart áram1ású tér
480
FUTO BERENDEZÉSEK
ÉPÍTÉSZETI
ÉS ÉPÜLETSZERKEZETI
KÖVETELMÉNYEI
14-18. táblázat. Gyujto- (termofor-) kéményekre kapcsolható tüzeloberendezések száma, és a szintenként szükséges kéményméretek [Egy-egy tüzeloberendezés
berendezés
-- --
Hoteljesitmény kW Hoteljesítmény átméro, 3-4 cm kcal/h 2500 12500 25000 15000 22500 5000 7500 10 000átméro, 10000 30000 17500 20000 35000 40000 20,4 26,0 BéléselemBéléselem17,5 5,8 20,0 8,7 11,6 14,5 22,5 17,5 34,8 17,4 25,0 46,5 25,0 1l,6 17,5 2,9 17,5 23,2 29,0 40,6 20,0
maximális
teljesítménye
2,9 kW (2500 kcal/h)1
EmeJetenként a kéményre kapcsolt Gáztüzelésú tüzeloberendezések 2 cseppfolyós 'és tüzeloanyagú berendezés l Szilard
száma. db
II
ményt célszeru a zavart áramlású tér fölé torkoJltatni. Figyelmet érdemel az ellenállásként számításba veheto túlnyomásos térbe torkollás esete. Az épület vagy felépítmény szél feloli oldalán közelítoleg a 14-6. ábrán látható túlnyomásos tér alakul ki. A túlnyomásos térben ugyancsak örvénylo mozgást végez a levego, azonban a szél sebességi energiájából túlnyomás jön létre. A túlnyomás mértékét a k = 0,5 aerodinamikai tényezo jellemzi. Az ingadozó nagyságú túlnyomás miatt a kémény üzembiztos muködésének feltétele, hogya kiömlés a túlnyomásos tér határolófelületénkívülre essék. 14-6. ábra. Tetofelépitmény
elott kialakuló túlnyomásos
lér
14.4. Mesterséges huzatnövelés A szükségesnél alacsonyabb vagy szukebb kémény esetén mesterséges huzatnövelésseI kell a hatásosnyomás-ellenállás egyensúlyt biztosítani. Kazánaláfúvás abban az esetben alkalmazható, ha a kémény gravitációs nyomáskülönbsége elegendo a tüzeloberendezés füstjáratai, valamint a kémény áramlási ellenállásának legyozésére. Az aláfúvó ventillátort úgy kellméretezni, ill. szabályozni, hogyatuztérben már a kémény depressziója ér-
vényesüljön. Ebbol következik, hogy az aláfúvó ventillátort csak az égéslevego kazánba áramlásának és a tüzeloanyag-réteg bizonyos hányadának ellenállását figyelembe véve kell méretezni. A részellenállás a kazánellenállás 50... 60%-a. Az aJáfúvó ventillátor hajtómotorjának teljesítményét célszeru 1,1... 1,3 biztonsági tényezovel méretezni.
MESTERSÉGES 14-19. táblázat. F'üstgázeJszivó ventDlátor hajt6motorjának a melegedés miatt szükséges biztonsági tényez3je
3,5 1,5 1,5 1,4 Számitott Nagyobb 1tengely· ,3 teljesitmény, kW
0,352 .
481
HUZATNÖVELÉS
Az e1szivóventilIátor motor jának teljesítményét az égéstermék térfogatárama és a teljes kazánellenállás határozza meg. A biztonsági tényezo a 14-19. táblázat szerint választható. A hideg indítás lehetosége miatt a motorteljesítményt az indulásnak megfelelo, üzeminél nagyobb égéstermék-suruséggel kell számítani.
14.5. Kémények építése Az égéstermék-elvezeto kéményeket hoálló anyagból építik. Kavicsbetonból a kémény nem készítheto. A gáz-energiahordozó nagymértéku elterjedésével a kis hovezetési ellenállású kéményfalazat, továbbá a nem megfelelo üzemvitel miatt a gázkéményekben nagymértéku kondenzáció, sennek következtében korrózió jön létre. A kondenzáció részben a kémény hoszigetelésének növelésével, részben a szakaszos üzemu, teljes teljesítményu üzemvitellel csökkentheto, ill. küszöbölheto ki. Teljes biztonságot - megfelelo építoanyag hiányában - a rozsdamentes acél béléscso ad. Meglevo (háztartási) kémények bélelésére flexibilis csövet alkalmaznak. A bélelt csövekben keletkezo kondenzátum elvezetésérol és semlegesítésérol gondoskodni kell. A kémények kis méretii téglából vagy elore gyártott elemekb{)l építhetok. üreges vagy magasított tégla kéményépítésre - a hotágulás okozta repedésihajlam miatt - nem alkalmas. A kéményfüstjáratok belso felülete nem vakolható, mert a homozgás következtében a vakolatréteg leválik, és ez növeli a falazat érdességét. A tömörtelenné váló kémény ún.kéményvakoló géppel javítható. A javítás élettartama kb. 2... 3 év. Megfeleloaz utólagos vakolás, ha a nagynyomású ha-
barcsbelövés csak a fugák réseit tölti ki és belso vakolatréteg nem keletkezik. A rókatorok szerkezeti kivitele a kéménnyel megegyezo, az égéstermék kavicsbetonnal nem érintkezhet. Emiatt a rókatorok lefedését boltozattal oldjuk meg. A rókatorkot és a kazánt célszerii vasbeton lemezre építeni. A lemez légréteggel legyen szigetelve a kazánház padlójától. Ez biztonságos a kazánház bitumenalapú vizszigetelésének védelme szempontjából is. A kéménykitorkolIás környezetében (padlástérben, tetohéjazat feletti kéményszakaszban) célszerii a kéményfa1azat hoszigetelési ellenállását növetni, különösen olaj és gáz tüzeloanyagok használata esetében. Ennek egyik lehetséges megoldása a kémény falvastagságának növelése (pl. 12 cm-rol 25 cm-re) vagy szendvics-szerkezet alkalmazása. Ha a meglevo kéményszerkezetre kisebb teljesítményu, kisebb égéstermék-mennyiségii tüzeloszerkezetet kapcsolunk, a bo kémény hotechnikai és áramlási hátrányainak kiküszöbölésére ajánlatos a kéménykitorkollás szukítése. Ez fedkocserével oldható meg; a fedko átömlonyiIása csonkakúp (gúla) alakú legyen. Az alsó keresztmetszet a kémény keresztmetszetévei, a felso keresztmetszet a számított - kisebb - átömlofelületével legyen azonos.
14.6. Építészeti helyigény Az energiatermelo és -átalakító berendezések, valamint az üzemanyag-tároló helyiségek megfelelo alapterü1etérol már az építészeti elotervezés során gondoskodni kell. A tervezésnek ebben a stádiumában az épületre vonatkozóan csak közelíto adatok állnak a gépésztervezo rendelkezésére. Az energiatermelo és -átalakító helyiségek alapterület-szükséglete a tüzeloszerkezetek teljesítmé33 Az. épület&épészet
kézikönyve
nyével, ill. az épület hoveszteségével van kapcsolatban. Az épület várható hoszükséglete:
Q=a
L1t
V W (kcalfh),
(14-16)
ahol a az épület fajlagos hovesztesége, Wfm3K (kcal/m3h°C); L1t átlagos homérséklet-különbség az épület futött terei és a külso környezet között, oC; Vaz épület térfogata, m3• A fajlagos hoveszte-
482
FUTOBERENDEZÉSEK
ÉPíTÉSZETI
ÉS ÉPULETSZERKEZETI
séget a 14-20. táblázat tartalmazza. Az épület lehulofelület-térfogat viszonya jelentosen befolyásolja a hoveszteséget. A (14-16) összefüggés ezt nem veszi figyelembe. A hoveszteség megbízhatóbb becsült értéke:
KÖVETELMÉNYEI
könnyítik. Gáz- és olajtüzelésu kazánok tervezésekor azonban figyelembe kell venni részben a gázrobbanás esetére szükséges robbanófelületek kialakításának lehetoségét, részben a földbe helyezett olajtartályok közelségét. Ily módon a központos elrendezéstol sokszor el kell tekinteni. Q=(l +p)[(I-ü)kfelmK+ükablmK+ 1,3Akml,11 W A szilárd és olajtüzelésu kazánházak minden eset(kcaljh), (14-17) ben az épület alsó szintjére (pincébe) tervezendok. ahol p az átlagos pótléktényezo (0,2); ü a kül- Gázüzemu kazánok esetében tetotéri kazánház kiso, üvegezett határolófelületek viszonya a teljes alakítása is lehetséges, sot hangsúlyozottan ajánlhomlokzati felülethez; kfel a külso, tömör ha- ható megoldás. Ezt két szempont érvényesítése intárolófelületek hoátbocsátási tényezoje, W/m2K dokolja. A tetotéri kazánoknál a gázrobbanás ese(kcal/m2 h oc) ; m az épület magassága, m; K az épütére vonatkozó biztonsági eloírások teljesíthetok, let lehulo, azaz a szomszédos épületekkel nem érint- továbbá a kéménykorrózió veszélye teljesen kikükezo kerülete, m; kabl az ablakok, nyiIászárók átla- szöbölheto. gos hoátbocsátási tényezoje, W/m2K (kcal/m2h°C); A kazánházak természetes megvilágítása elonyös. A a padló (ezzel megegyezoen a legfelso födém) fel- Ilyen megoldásban az égéslevego bevezetésére is ülete, m2; km a legfelso tödém hoátbocsátási ténye- természetes eszköz, lehetoség áll rendelkezésre. zoje, W 1m2 K (kcal/m2 hOC); ,11 átlagos homérséklet- (Az áramkör ellenállásviszonyainak ismertetése tarkülönbség az épület futött terei és a külso környezet talmazza az égéslevego bevezetésének befolyását között, oC. A szögletes zárójeles kifejezés utolsó tag- a rendszer muködésére.) jában szereplo 1,3 szorzóval vesszük együttesen A kazánház megfelelo szelloztetésérol gondosfigyelembe a legalsó és legfelso födémen keresztül kodni kell. Természetes szelloztetés esetén is - folétrejövo hoveszteséget. leg azonban mesterséges szelloztetésnél - meg kell Az energiatermelo és -átalakító berendezések valósítani a kiegyenlített szelloztetést. A lépcsoház (kazánházak, hó'központok) helyigénye a dinamikudepressziója vagy elszívásos mechanikus szellozsan fejlodo és mind nagyobb teljesítményu kazá- tetés létesítése befolyásolhatja (csökkentheti) a kénok következtében változó. A korábban bevált mény hatásos nyomását, esetleg égéstermék-visszaközelíto méretmeghatározási formulák felhasznál- áramlást okozhat. A lépcsoház hatása jól záródó hatók ugyan, de biztonságot csupán a kazánház vagy kettos ajtóval (szélfogóval), ill. szellozokürtoelozetes "berendezése" ad. vel (azonos huzat érvényesül) csökkentheto. A kazánház épületen belüli elhelyezésére, a tüA kazánház elrendezése, a hozzávezeto folyosók, zeloberendezések kazánházon belüli elrendezésére, nyílászárók olyanok legyenek, hogya kazánház beaz egyes kiszolgáló helyiségek kapcsolatára vonat- rendezéseit (kazántartályt stb.) a kazánba be leheskozóan a következo irányelveket célszeru érvénye- sen szállítani. A kazánházhoz vezeto folyosó legsíteni. alább 2 m széles legyen, ha az elozo feltétel másképA kazánház épületen belüli elhelyezését a kémény pen elégítheto ki. lehetséges helyzete határozza meg. A legrövidebb A kazánok elrendezésére irányadó szempont, rókatorok kiépítésére kell törekedni. Kedvezo, ha hogyellenorzés és javítás céljára megfelelo hely a kazánházat az épület "hosúlypontjában" lehet álljon rendelkezésre. Ez a feltétel általában kieléelhelyezni, mert az egyenletes terhelésu, közel azo- gítheto, ha a kazánok körül (oldalt és hátul) 1,2 ro nos hosszúságú alapvezetékek a szabályozást, a széles közlekedoteret hagyunk. Kivételes esetekben rendszer hidraulikus és termikus kiegyenlítését meg- a közlekedoteret csökkenthetjük, azonban 0,6 mnél keskenyebb út nem létesítheto, ez is csak abban az esetben, ha errol a helyrol (térbol) semmiféle 14-20. táblázat. Épületek fajlagos hovesztesége kezelo tevékenységet nem kell ellátni. A kazánok Fajlagos hoveszteség, a elott szabadon kell hagyni a tuzkezeléshez szükAz épület térfogata, m' séges területet. Gáz- és olajtüzelés esetén a homlok 'WIm' K kcal/m'hOC elotti térszélesség legalább 2 m legyen az égok cseréjének, karbantartásának ellátásához. Szilárd tü... 1000 0,5 0,65 0,58 0,75 zelés esetén a kazán elotti tér szélességét a tuzkezeló 1 001...5000 0,38 0,5 0,44 0,58 és tisztítÓ szerszámok hossza, ill. a kezelés muvelete 5001...10 000 0,33 0,38 0,38 0,44 határozza meg. Megfelelo szélességu a kezelotér, 10 001.. .25 000 0,31...0,38 0,27 0,33 ha az esetleges falra szerelt szerelvények kazán felé 25 001.. .50 000 0,28 ... 0,31 0,24 0,27 eso függoleges síkjáig értelmezett szabad terület
ÉPíTÉSZETI
szélessége 0,8... 1 m-rel nagyobb, mint a kazán teljes hossza (mélysége). Az energiatermeléshez kiegészito helyiségek szükségesek. Mindenekelott a tüzeloanyag-tároló helyiségek kialakítása és kapcsolata igényel tervezoi figyelmet. A szilárd tüzeloanyagot tároló helyiség elhelyezése tegye lehetové a tüzeloanyagnak a legrövidebb úton a kazánba táplálását. Ennek egyik legmegfelelobb módja kazánkezelo hid létesítése, amelynek szintje a tüzeloanyag-raktár padlószintjévei azonos magasságban legyen (kazánházmélyités). A szilárd tüzeloanyag raktár legkisebb belmagassága 2 m, alapterület-igénye a 14-7. ábrán látható. Az ábrából vett alapterület-igény az egész évi tüzeloanyag tárolását lehetové teszi. Az alapterület legfeljebb lf3-ára csökkentheto, ha a futési idényben többszöri tüzeloanyag-szállitással számolunk. A ~vi évi tüzeloanyag-szükségletet a 14-21. és 14-22. táblázat tartalmazza 10000 kcalfh hor vesztesegre vonat koztatva,
tékben.
t r -----erév . 10 000 kcalfh
A tüzeloanyag-tároló helyiség elhelyezése tegye lehetové a tüzeloanyag közvetlen beszállitását (azaz a szabad térrel való közvetlen kapcsolatát, vagy szállitóberendezés beépitését). Gáztüzelés esetén általában eloirás a külön fogadóhelyiség létesitése. Ebben helyezik el a gázmennyiség-méroket, az esetleges nyomáscsökkentoket. A gázmérohelyiség nagyságát a kazánteljesitményhez szükséges gázmennyiség ..mérésére használt méró'k száma határozza meg. Olajtüzelés esetén meg kell oldani a tüzeloanyag tárolását és kazánba táplálását. Az utóbbi célra napi tartály létesitése szükséges. Az égés kiszolgálása a tárolótartályból közvetlenül nem lehetséges. ~
7
~6 ~5 CI>
~
§-4
l§
-c:,
3
e2
!1 ~o
-t:J
01234567 Kévi I tüzeloangag-szükséglef,
t év ·10000
kcal/h
14-7. ábra. Széntárol6 alapterülete 1 koksz;
33·
2 tatai--<1orogi
szén; 3 egyéb gyense minóségü
szén
HELYIGÉNY
483
Nagyobb berendezések esetén túlfolyó- és leüritotartályokról is gondoskodni kell. A tárolótartály mérete az évi felhasznált olajmennyiség alapján becsülheto. !ó ~ö~lités~el ~ évi olajszükséglet (kgfév) az órankentl maXlIDális hoveszteség kcalfh-ban kifejezett számértékének 18... 20%-a. (Pl. Q= 100 000 kcalfh maximális hoveszteség esetén az olajszükséglet 20 000 ~gfév:) A minimális tárolt mennyiség legalább 2 hetl olaJigényt fedezzen. A futoolajok fizikai jellemzoinek figyelembevételével a tartályok esetleges futésérol kell gondoskodni. Az olaj gyulladási, robbanási veszélye miatt különbözo biztonsági intézkedések szükségesek, amiért is az épitészeti helyigény meghatározását gondos elotervezés elozze meg. Ennek során a vonatkozó eloirások szempontjait érvényesiteni kell. Szilárd tüzeloanyag használata esetén a salak tárolására megfelelo helyet kell fenntartani. A salaktároló padlószint je a kazánház padlószint jével azonos, alapterülete a tüzeloanyag-tároló területnek mintegy 1O... 15%-a legyen. A salaktároló légterét el kell választani a kazánház légterétol, és annak intenziv, természetes szelloztetésérol gondoskodni kell. A salak eltávoUtására megfelelo emelo- és szálHtóberendezést kell beépiteni, ill. a salaktároló helyiség és a szabad tér között közvetlen kapcsolatot kell létesiteni. Konténeres salakelszálUtás esetén gondoskodni kell arról, hogy a konténerbe helyezett meleg salak még az elszállitás elott kihulhessen. (Több konténer tárolására legyen elegendo a tárolóhelyiség.) A kazánok tüzeléséhez, a muködés ellenorzéséhez az esetek többségében kezelo személyzet szükséges. A futo, ellenorzo személyzet részére megfelelo tartózkodóhelyiséget kell a kazánház környezetében kialakitani. Erre a célra megfeleloen megvilágitott és szelloztetett helyiség szükséges, lehetoleg a kazánházzal közvetlen kapcsolatban (ellenorzés, közlekedés). Az energiaátalakító központok helyigénye csak elotervezés után határozható meg. A helyigény a felszerelendo készülékek, szerelvények várható méretén túl függ az energiaelosztó hálózatok kapcsolási módjától (közvetlen távvezetéki kapcsolat, ellenáramú készülékes megoldás stb.), a méro-ellenorzo szerelvények muködéséhez szükséges megfelelo hosszúságú csoszakaszoktól. Az emlitett szempontoknak igen sokféle változat felelhet meg, amiért általánosan használható területigény nem adható meg. A térben középre álHtott készülékek esetén figyelembe kell venni, hogy azok körüljárhatók,javíthatók legyenek, ehhez minimálisan 0,6 m széles közlekedoút szükséges. A helyiség méretét,
484
FUTOBERENDEZÉSEK
ÉPÍTÉSZETI
ÉS ÉPULETSZERKEZETI
14-11. táblázat. Évi tüzeIaanyag-uükséglet
KÖVETELMÉNYEI
külÖDbözoszilárd tüzeIaanyagokból
h6mér.
Kórhhéa SZ11nnap nélkül rende1totés6 épületek. 'bel-2O°C szén ollYéb kokszLakóházak, szén OIlYéb -20 -15 'bel=-22 hasonló oC -15-15 -20 3.68 6,94 4,98 6,69 6,83 4,76 6.95 6,85 4,70 4.81 5,75 5.76 4,51 4,71 6.12 6,SO 6,74 4,27 4,52 4,09 4,95 4,38 4,19 4,57 5.66 4,16 4,48 7,09 6,46 4,59 3,47 5,97 4.40 6,37 4,30 4,43 5,24 4,72 6,10 7,26 5,81 6,24 5,01 6,60 6,23 9.71 4,83 3,68 3,43 7,11 3,62 7,31 7,46 3,95 6,15 6,00 3,24 6,82 7,40 4,08 6,95 4,66 4,20 6,66 4,35 4,24 6,75 4,82 3,05 5,66 6,21 6,71 5,16 8,10 3,65 3,30 5,51 5,78 5,22 4,80 7,04 6,45 4,13 4,46 7,05 4,47 9,10 6,40 6,41 6,88 3,73 4,02 4,03 4,94 5,14 4,64 6,26 6,84 3,27 8,55 4,14 6,54 9,18 6,72 6,98 7,10 7,06 9,54 7,32 3,63 7,18 3,71 4,31 6,50 4,54 6,80 4,11 6,62 5,43 8,35 5,86 5,39 5,50 8,75 4,33 3,29 6,59 5,65 3,56 4,56 4,12 8,45 3,82 4,21 3,19 3,45 5,93 6,51 3,51 7,06 6,14 3,94 3,31 8,81 8,40 3,80 3,17 5,90 3,88 5,41 8,SO 9,25 6,22 4,53 4,25 4,37 4,01 4,32 7,99 5,57 3,84 3,91 6,70 5,70 5,15 6,88 4,50 4,40 4,15 4,04 3,41 8,86 8,66 6,05 3,92 3,38 8,95 4,00 3,46 5,06 3,26 6,52 3,20 8,54 6,53 5,40 3,59 5,71 9,12 7,70 9,15 4,10 4,39 4,91 3,79 4,93 6,33 6,32 4,55 4,49 5,88 6,34 4,18 5,27 3,75 9,86 3,66 3,74 5,20 3,72 7,49 6,90 4,45 4,34 4,22 4,60 4,29 3,37 8,91 4,42 4,44 5,95 3,83 4,17 6,43 4,58 3,36 6,403,58 3,69 3,52 4,79 6,20 6,15 8,87 3,99 6,81 3,96 4,28 6,61 3,32 8,82 5,67 3,57 4,78 6,16 4,41 3,97 3,44 5,92 3,81 3,18 6,38 5,74 3,67 3,50 4,84 4,18 5,46 3,42 5,32 4,75 9,44 3,35 8,85 3,54 3,60 3,86 6,29 4,36 8,36 9,60 6,28 3,76 3,64 5,42 8,92 3,49 8,88 8,42 3,34 ' 10,92 8,41 3,00 3,~ 3,17 Tüzeloanyag-szükséglet, K6 I HivatalOk és iskolák, 'bel-20 oC I Tüzo\6anyag-fajta vU:r.omaZ11neti , év. 10 0(l0napokkal kcal/h Intézet ollYéb I koksz k ks
I
=; I
ollYéb tatai
I koksz I
I
taw
'
I
tatai
Megjegyzés: Az OllY"" tüzeloanyagok koksz 25 000 kl/kg A kazánhatásfokok:
számltásba vott fdt6értéko: (6000 kca\/kg), tatai szén 21 000 kl/kg (5000 kcal/kg), ollYéb IS 000 kl/kg koksz és taw-dorogi szén tlizoléssol65%, ollYéb szonckkol 60%.
(3500 kcal/kg).
TÜZELOANYAG 14-12. táblázat. Évi tiizelhnyag-szükséglet
·C
Intézet
Raktárak 68 nagycsamokok. -15 -20 2.39 sz6n 2 m6szakos egyéb koksz sz6; egy6b Tüzel6anYtlll-fajta -15 2.87 2.58 2.51 4,79 5,94 3,31 2,31 2,52 2,10 4,21 2,73 6,10 3,74 6,24 4,04 4,23 4,00 2,SO 5,45 4,48 2,67 3,12 2,82 3,91 4,24 2,90 3,38 3,84 3,90 4,31 2,24 5,25 4,18 4,59 4,93 4,01 2,79 4,64 2,33 3,20 koksz sz6n egy6b 4,87 4,26 2,12 4,75 2,44 2,43 4,03 2,56 5,12 2,53 2,47 3,17 2,62 3,02 4,35 4,63 2,99 3,00 üzem eset6n 2,48 2,22 4,SO 4,29 2,72 4,54 2,23 2,88 2,60 2,20 4,22 3,82 4,65 2,29 4,80 2,21 2,59 2,42 2,87 4,43 4,30 4,13 3,06 5,17 3,98 2,77 3,10 2,18 2,63 2,34 2,32 2,27 4,74 4,92 4,86 4,14 4,46 5,37 2,75 4,55 5,26 5,54 3,66 2,74 4,16 2,69 2,70 3,64 3,36 2,41 2,58 3,04 2,54 3,53 2,92 3,58 3,73 3,30 3,14 3,56 1,93 3,03 1,82 2,33 4,88 2,15 2,25 5,01 2,16 4,33 5,03 2,83 2,09 2,91 4,52 4,32 2,46 2,40 2,61 5,02 2,78 2,51 3,88 2,50 2,49 3,18 2,80 3,99 3,62 4,19 3,40 3,24 3,26 4,95 2,39 2,11 2,30 4,68 4,60 2,02 4,27 4,12 4,20 2,81 3,96 2,55 2,76 2,37 3,92 3,15 3,19 3,01 4,76 2,08 2,06 2,94 4,15 2,68 2,57 2,64 3,87 3,70 3,SO 2,86 3,85 1,85 1,99 3,11 3,07 m6szakos üzem _t6n 4,41 2,65 2,66 4,45 2,85 4,10 4,02 3,55 3,72 2,07 2,28 2,89 2,95 2,17 2,36 4,53 5,00 3,60 1,95 3,94 3,23 1,92 1,97 2,13 2,01 2,26 2,93 2,00 2,71 1,94 2,14 2,97 2,84 3,69 1,98 4,66 4,SO 2,SO 2,38 3,45 2,03 2,45 1,90 Szünnap n61kúl séklet. Szünnap Inélkül I 1napokkal uzemszüneti napokkal uzemszúneti 6v • 10 000 kcal/h I
I
tatal
Meg)e6yzés:
kiiUiobözlSszilárd tüzel6anyagokból
tbel-lS·C
t
=~I
Itatal I tata' I
I
485
FOGYASZTÁS
I egyéb
A:a ogyos tdzel6anyaSOk sz4mltáaba vett fOtMrtéko:
koksz: :1S 000 kl/ka (6000 kcal/kg). tatal sz6n 21 000 kl/ka (SOOO kcal/ks), ogyéb IS 000 kl/ka (3500 kcal/ks). A kaz4nhatásfokok: koksz 61 tatai-dorogl sz6n ti1zelélSe165%, egy6b szenokkol60%. '
486
FUTOBERENDEZÉSEK
ÉPíTÉSZETI
ÉS ÉPÜLETSZERKEZETI
a készülékek helyiségen belüli elhelyezését meghatározza a csokötegek, csokígyók tisztításának, cseréjének lehetosége a hálózati csokötések megbontása, ill. a berendezés szétszerelése nélkül. Hoközponto-
KÖVETELMÉNYEI
kat általában akkor könnyu berendezni, ha nagy összefüggo falfelületek állnak rendelkezésre. Ez nyújtott téglalap alaprajzú helyiség esetén valósitható meg a legkönnyebben.
14.7. Tüzeloanyag-fogyasztás A futoberendezések energiatermelo és -átalakító berendezései helyigényének közelito megha,tározására alkalmas összefüggések a 14.6. pontban találhatók. A futó'berendezések üzemköltségét meghatározó tüzeloanyag-fogyasztás szabatosabb számítást teszszükségessé. Az egyik számítási eljárás a homérséklet-elofordulásokat a hofokhíddal veszi figyelembe. Az évi hofokhíd értékeit és a futési napok számát a 3-12. táblázat tartalmazza. Az évi tüzeloanyag-fogyasztás Kévi=
(CQöGéjH kg/év, tbel- tkíl aT}
(14-18)
ahol C a létesítmény típusától függo állandó, s/nap (h/nap); Qö az épület méretezési hovesztesége, W (kcaljh); Gévi az évi hofokhíd, oC nap/év; tbel az épület átlagos belso homérséklete, oC; tkül a külso levego méretezési homérséklete, oC; Ha a tüzeloanyag alsó futoértéke, kJjkg (kcaljkg); T} a tüzeloberendezés hatásfoka. A (14-18) összefüggés C tényezoje a 14-23. táblázatból veheto.
14-23. táblázat. A (14-18) összefüggés C tényezoje szakaszos üzemu futés esetére
c Létesítmény
o/nap
Lakóépület Szociális épület Iroda, üzemi épület munkaszüneti Iroda, üzemi épület munkaszüneti nélkül Raktár, csarnok munkaszüneti
napokkal napok
napokkalnélkül napok
r
h/nap
I 54,0 59,4 , 15,0 16,5 49,0 I 13,6 53,0 I 14,7 47,9 51,5 Ir 14,3 13,3
Az energiafogyasztás, ill. az üzemköltség pontosabban az épület instacionárius sajátosságainak figyelembevételével határozható meg. Erre a célra számítógépprogramok állnak rendelkezésre. A számítógépes eljárások részben szabatosan ir· ják le az épületben lejátszódó hotechnikai folyamatokat, részben a meteorológiai tényezok valószínu elofordulását reprezentáló statisztikus jellemzoket veszik figyelembe.
14.8. IRODALOM
[ll EgyediL.:
Épületgépészeti Kézikönyv. 2. köt. Tömöry T.: Kémények. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1%3. [2] Tömöry T.: Épületek természetes szelloztetésének számítása. ÉTI Tudományos Közlemények 70. Budapest, 1969. [3] Behrens. H.: Berechnung, Bau und Betrieb der Schornsteinen. Halle, K. Marhold Verlag, 1947. [4] qecher, U.: Gasanwendungstechnik. Freiberg, Bergakademie, 1%1. [5] Macskásy 6s Szerzotársai: Központifutés I. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1971.
[6] Richter. H.: Rohrhydraulik. 5. neubearb. Aufl. BerlinHeidelberg-New York, Springer Verlag, 1954. [7] Muszaki eloírás futo-, szellozteto- és klímaberendezések tervezésére és méretezésére. Budapest, Építoipari Könyvés Lapkiadó, 1953. [8] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch fur Heizung, Lüftung und Klimatechnik. München-Wien, R. Olden· bourg Verlag, 1974.
Levegotechnika, hutés, kondicionálás . Szerkesztette:
Dr. Menyhárt József
15. Gázok fizikája Szerzo: DR. FEKETE IVÁN Lektor: Mészáros Ferenc
A fejezet az ideális gázok anyagjelleIDZOit, állapotjelzoit, törvényeit tárgyalja. A valóságos gázokra ezek a törvényszeruségek csak közelítoen érvényesek. A valóságos gázok viselkedése annál kevésbé tér el az ideális gázokétói, minél kisebb a
gáznyomás. Mivel az épületgépészeti gyakorlatban általában kis gáznyomások fordulnak elo, az ideális gázokra vonatkozó törvények alkalm1l7.á~ a gyakorlat számára megfelelo pontosságú eredményeketad.
15.1. Gázok anyagjellemzoi Gázok anyagjellemzoinek azokat a fizikai tulajdonságokat nevezzük, amelyek az illeto gáz anyagi mivoltára jellemzok, de nem állapot jelzok. Nagyságuk kísérleti úton határozható meg.
15.1.1. Fajho állandó térfogaton Azt a homennyiséget, amely állandó térfogaton való melegítéskor egységnyi tömegu gáz homérsékletének 1 fokkal való emeléséhez szükséges, állandó térfogaton mért fajhonek nevezzük. Jele: Cp. Mértékegysége: J/kgK, ill. többszöröse kJ/kgK (kcal/kg oC). Az egységek átszámítását a 15-1. táblázat, néhány gáz Cp fajhojét a 15-2. táblázat tartalmazza. 15-1. táblázat. Fajh6 átszámitása == =
Technikai mértékrendszer 1()3 mértékrendszer Angobzász BTU/lboF 10-a 1. 1mértékrendszer 14186,8 10,2388 0,2388 4,1868 SI to-3 0,2388. 0,2388 l0-a kca1/ke°C
15.1.2. Fajho áDandó nyomáson Azt a homennyiséget, amely állandó nyomáson való melegítéskor egységnyi tömegu gáz homérsékletének 1 fokkal való emeléséhez szükséges, állandó nyomáson mért fajhonek nevezzük, jele: cI'" Mértékegységei megegyeznek az állandó térfogaton mért fajho mértékegységeivel. Gázok állandó nyomáson mért fajhoje az állandó térfogaton mért fajho értékénél mindig nagyobb (1.a 15.2.6. és 15.2.7. pontot). A fajho homérsékletfüggo. Pontos számításokban a t].- ti homérséklet-tartományra vonatkozó Ck6z közepes fajho a c=f(t) függvény ismeretében a ta
Ck6z=
t2~tl
f
ti
c(t) dt
(15-1)
összefüggéssei határozható meg. Száraz levego állandó nyomáson mért fajhoje : cp= 1,009+0,000 1532t kJjkgK (cp=0,241+0,0000366t
kcaljkg°C).
(15-2)
A gyakorlatban gázok felmelegítésének hlSigényszámitásakor sokszor a tömeg helyett a térfogatot veszik figyelembe, és az ún. térfogatra vonatkoztatott fajhovel (C'p) számolnak. Eközben nem veszik tekintetbe, hogy a gáz térfogatra vonatkoztatott
GÁZOK FIZIKÁJA
490
kcal/kg II kcalJka°CoC
-
15-2. táblázat. Gázok fajhoje és fajhoviszonya
1,009 ~=cp/r. Képlet He kJJkgK A cp c.CO 1,41 1,31 1,13 1,25 1,27 1,17 1,4 1,18 0,249 0.745 1,40 0,628 1,250 1,66 5,233 10,111 0,413 0,318 0,125 0,477 0,130 1,34 1,20 1,65 2,415 14,235 0,607 0,465 0,616 0,523 2,055 1,611 1,729 0,361 1,26 1,511 0,548 0,573 0,131 1,32 1,637 1,29 2,160 0,645 0,248 1,042 1,038 0,345 1,30 1,15 0,820 3,161 0,755 0,385 0,308 0,374 0,491 0,145 0,346 0,147 0,076 0,114 0,0828 1,565 1,444 1,289 3,400 0,290 0,241 0,391 0,516 0,176 0,545 0,154 0,171 0,715 0,137 0,736 NH3 0,741 0,177 0,657 0,219 0,157 0,916 0,398 0,196 0,150 1,445 1,662 0,112 C2H. CF2C12 C2H, O2 H2 C2H2 CH, 0,178 N2 O2 CaH. S02 CF30 CH3CI CO2 CHF2Cl
Fajho
O oC homérsékleten
1,214
fajhoje a homérséklettel jelentosen változik, mivel c;= ecp.
(15-3)
ahol e a gáz siírusége. amely homérséklet- és nyomásfüggo ; cI' a gáz tömegegységre vonatkozó fajhoje. Ajánlatos tehát a gáz mennyiségét tömegével figyelembe venni. és a tömegre vonatkozó cI' fajh6vel számolni; vagy - ami ugyanazt jelenti - a gáztérfogattal számolni. és a hozzá tartozó homérsékletnek megfelelo c'~ térfogatra vonatkoztatott fajhot figyelembe venni. Néhány gáz cI' fajhojét a 15-2. táblázat tartalmazza. Száraz levego cI' és c'" fajhojét -20 ... +50 oC homérséklet-tartományban 1.01325 bar (760 torr) nyomáson a 15-3.• nagy nyomáson a 15-4. táblázat tünteti fel.
15.1.3. M6lho Amennyiben a gáz fajhojét nem kg tömegegységre. hanem az illeto gáz mól (ill. kmól) tömegegységére vonatkoztat juk. mólhoró1 beszélÜDk. Mól a
kémiában használatos tömegegység. amely minden anyagra más. A mól valamely - kémiailag homogén - anyag azon mennyisége. amelynek tömege annyi gramm, amennyi az illeto anyag molekulasúlya. Elterjedten használatos a mól ezerszerese a kilomól (kInol). Például 1 mól O2=32 g; 1 kmól O2=32 kg. A molho jele: Co. ill. CI" Mértékegysége J/kmólK. ill : többszöröse kJ/kmólK (kcal/kmól°C). A mólho és a fajho a következoképpen függ öszsze: állandó térfogaton mén mólho: (15-4)
állandó nyomáson mért mólho: (15-5)
ahol Co állandó térfogaton mért fajho; cI' á1Iandó nyomáson mért fajho; M a gáz kmól mennyiségének tömege. kg/kmól. számértéke a kmól értelmezése szerint a gáz molekulasúlya. A különféle gázok molekulasúlyát a 15-5. táblázatban találhat juk. Az azonos atomszámú molekutából álló gázok mólhoje gyakorlatilag azonos.
491
GÁZOK ANY AGlELLEMZOI
yatomos gázokra :
az a munka, amelyet 1 kmól gáz állandó nyomáson végez térfogat-növekedésével, ha homérsékletét 1 fokkal emeljük. Jele: Rá' Az R gázállandó és az ~ általános gázállandó összefüggése:
C,,=12,56 kJjkmólK (3 kcaljkmól°C), Cp=20,93
kJjkmólK (5 kcaljkmól°C).
tatomos gázokra :
Rá=MR,
C,,=20,93 kJjkmólK (5 kcaljkmól°C), Cp=29,3
kJjkmólK (7 kcaljkmól°C).
~gyatomos gázok mólho-értéke a homérsékletfüggetlen. Kétatomos gázok mólho-értéke horsékletfüggo.
15.1.4. Fajhoviszony \llapotváltozásokban
Cp
ahol M az illeto gáz kmól mennyiségének tömege, kgjkmól. Az általános gázállandó értéke ~ = 8315 JjkmólK (847,9 kpmjkmóIK).
15.1.6. Viszkozitás Az áramló valóságos gázok egymáshoz képest elmozduló részecskéi közötti belso súrlódás mértékét jellemzi a viszkozitás.
fordul elo a
,,=-
(15-7)
(15-6)
15.1.6.1. Dinamikai viszkozitás
Cu
l1oviszony, dimenzió nélküli szám. yatomos gázokra : 5
"=3 ~1,67: atomos gázokra : 7
"=5 ~1,4. \. fajhoviszony értéke a gázmolekula atomszámá( növekedésévei a ,,= 1 értékhez közeledik. NélY gáz " értékét a 15-2. táblázat, a levego fajhozonyát nagy nyomáson a 15-6. táblázat tünteti
Az
dinamikai viszkozitás mértékegysége Pa s a fizikai mértékrendszerben pedig poise, P (gjcms). A mértékegységek átszámítását a 15-9. táblázat tartalmazza. Száraz levego dinamikai viszkozitása - 50... + 35 oC homérséklet-tartományban számítható: "1
(kpsjm2);
"1=(0,05639t+ 17,279) . 1O-6Pas,
(15-8)
ahol t a levego homérséklete, oC. Száraz levego dinamikai viszkozitását - 20... + 50 af aoa
-100
(1,08 0,07
1 cP=10-3 Pa $
0,06
15.1.5. Gázállandó
o
aos 30 Y 28
~ R gázállandó az illeto gázra jellemzo állandó
,m, értéke független a gáz állapotától. Fizikai elmezése: az a munka, amelyet 1 kg tömegu gáz mdó nyomáson térfogat-növekedésével végez, ha mérsékletét hoközléssel 1 fokkal emeljük. Mér:egysége JjkgK (kpmjkgK). Az egységek átszátása a 15-7. táblázatban található. ' Néhány gáz gázállandóját a 15-8. táblázat tarmazza. A gázállandót állapotváltozásokkal kap>latos számításokban alkalmazzuk. A kmól gázmnyiségre vonatkoztatott gázállandót általános gy univerzális gázállandónak nevezzük, mivel ér.e nemcsak a gáz állapotától, hanem anyagi miségétol, fajtájától is független. Fizikai értelme:
rTTllTlllllllllllll
vao~
---- __26
24~ 22
100 ~ 150 ~
20
~20
18
~ -~ ~
250 30 350 40
~0,o3C1..
"
f5
1~ f2
450
fO
500
B
600
~
6
700
2
'00
O
900 10aO
15-1. ábra. Nomogram
X LO,ooS
a viszkozitás meghatározásához
492
GÁZOK FIZIKÁJA 15-3. táblázat. Száraz levego p=l,013 2~ bar (760 torr)
c' c" Pa. ks/mo 10'· m'/s i', 10". kl/ksK 10'· 1, w, '1,Y,A, m'/ks W/mK ll, kl/,J;iK klIm' 0,810 H6mér- 1,288 1,298 1,322 1,327 1,317 1,379 1,358 1,353 1,348 1,374 -20,657 12,014 1,293 1,284 1,248 13,643 1,303 1,332 1,308 1,312 1,337 1,396 1,390 1,363 1,342 1,385 1,368 -20,122 -17,111 -19,117 -15,102 -11,082 -10,073 0,728 -12,125 -10,739 0,725 0,770 0,742 0,759 0,756 0,751 0,754 -1,009 -5,040 17,220 17,054 -26,573 17,162 -2,629 -22,131 -3,960 -1,310 -5,292 1,344 -28,089 11,566 -25,087 11,742 1,390 -23,597 11,835 -19,213 13,081 13,263 -17,777 12,181 12,997 12,268 13,168 12,356 -13,519 12,546 12,812 12,Q94 2,305 2,333 2,416 2,389 2,312 2,424 2,340 2,403 2,347 2,368 1,009 16,436 16,377 16,210 1,279 1,270 1,275 1,261 1,265 1,256 1,252 1,217 1,209 1,235 1,226 1,239 1,230 1,243 1,213 1,205 17,279 0,793 0,799 0,801 0,773 0,827 0,804 10,148 11,384 23,245 0,000 1,298 2,591 6,410 8,918 15,030 17,413 13,820 13,369 13,465 15,000 13,731 16,232 14,880 14,497 14,697 14,784 13,930 14,297 14,012 13,552 15,085 5,149 14,205 2,431 2,445 2,472 1,009 2,452 2,486 14,155 0,000 9,093 5,049 7,071 8,080 1,197 1,181 1,185 1,189 1,201 1,177 1,193 0,847 18,574 1,210 1,202 15,273 1,013 -18,112 -16,107 -14,094 -13,092 -12,087 0,722 0,717 0,731 0,734 0,765 0,716 0,736 0,739 0,762 0,767 0,748 0,745 -3,027 -9,068 -7,059 -4,032 -2,018 -8,063 -6,050 16,995 17,113 16,936 1,403 11,665 1,373 1,319 1,369 1,323 1,315 1,365 1,327 -6,640 -14,938 1,357 1,331 -7,997 -9,361 1,394 11,920 1,377 -16,353 12,904 1,310 1,352 1,348 12,727 12,636 1,336 1,398 1,382 12,456 2,291 2,326 2,410 2,361 2,298 1,004 2,319 2,354 2,382 2,375 16,711 16,603 16,769 16,828 16,318 16,485 16,547 16,661 16,259 1,222 17,338 17,446 17,397 17,505 17,672 17,623 0,819 0,822 0,824 0,784 0,816 0,807 18,015 18,182 0,790 18,123 0,796 17,789 0,779 0,782 0,787 0,813 17,956 18,074 17,897 17,730 17,848 0,776 18,299 18,240 18,348 20,930 22,089 1,235 1,294 1,227 1,223 19,774 1,239 18,598 1,273 1,243 1,269 1,260 12,610 1,306 15,174 1,285 1,281 1,252 3,873 1,277 7,666 14,393 13,830 14,114 1,264 14,591 2,438 2,458 2,493 2,556 2,514 2,528 2,465 2,479 2,563 2,537 18,212 12,054 19,226 16,182 15,168 11,116 10,107 4,040 6,058 2,018 3,027 0,844 0,833 0,835 0,841 0,850 0,838 18,691 18,407 18,799 18,525 18,466 1,218 24,388 26,657 15,471 1,214 25,527 1,193 27,779 1,206 30,002 15,677 15,371 32,196 15,975 31,103 15,880 15,778 2,612 2,605 24,304 23,287 20,239 22,269 25,317 21,256 2,584 16,887 2,396 17,564 0,830 1,231 1,290 1,248 1,256 2,507 2,521 2,500 2,549 2,542 17,195 13,142 1,009 18,750 18,633 28,897 1,197 15,563 2,570 26,335 2,598 2,619 2,571 27,352 2,591 16,152 kl/ks
I
I
I
SI mértékrendszer
GÁZOK ANY AGJELLEMZOI 8zikai jellemzé)i áJIandÓ nyomáson
Uli. i'i,, fl,
.,.'III
c'kpa/m' kcal kcal/m" ka'C lll'· Y, kcal/mh'C m'/a1, kcal/~:'C -0,628 1,762 -0,313 0,312 13,465 0,000 2,072 2,090 12,997 -1,686 -2,236 -5,992 -1,910 -2,896 0,240 -5,286 0,317 12,904 1,733 1,722 1,727 1,710 2,060 2,054 2,000 1,970 2,102 1,230 2,126 0,304 14,012 2,138 2,1SO 15,563 2,228 5,276 14,784 2,222 7,166 7,429 -0,241 -0,482 1,768 0,310 0,000 -0,946 0,313 0,314 13,081 13,369 13,263 13,168 1,756 1,7SO 1,745 2,096 2,084 2,078 -0,963 -4,566 -6,347 0,316 11,665 1,739 1,653 2,066 1,976 -1,204 -1,445 -1,926 -2,406 -3,847 -4,806 -3,127 -4,087 -3,607 -4,326 1,774 -4,246 0,619 -1,586 -2,565 -3,229 -6,709 -5,636 -4,934 0,318 0,309 0,321 0,322 0,333 0,330 0,319 12,546 11,742 11,835 0,482 13,552 12,727 12,812 12,636 12,456 12,094 12,014 11,566 1,716 1,704 1,664 1,676 1,658 2,036 2,030 2,006 2,048 2,042 1,988 1,982 -2,887 0,326 12,356 2,024 2,018 0,925 0,308 13,643 0,723 2,108 0,307 0,965 13,731 2,114 1,531 1,206 2,120 0,305 13,930 1,447 2,130 1,802 1,689 2,132 0,303 14,114 1,930 1,814 2,719 14,205 2,144 0,301 3,012 14,297 2,414 1,825 3,301 2,156 1,894 6,635 1,866 1,871 4,442 1,854 1,831 1,883 6,367 1,900 1,860 6,097 0,241 0,289 0,288 0,293 0,297 0,298 0,290 15,677 14,880 15,085 15,371 15,174 4,3SO 4,834 5,071 3,623 3,865 5,319 2,168 2,162 2,204 2,174 2,180 2,192 2,186 2,198 2,216 2,234 1,906 6,047 2,240 1,917 1,912 7,690 0,286 0,285 6,533 2,252 0,315 0,334 -1,264 -2,166 -4,589 0,327 0,332 0,323 12,181 11,920 1,647 1,670 1,687 1,681 2,012 1,994 -2,647 -3,568 -3,906 0,324 12,268 1,699 1,693 1,779 1,185 0,306 13,830 1,791 2,424 1,808 0,302 0,300 14,393 2,655 5,562 1,837 4,159 1,889 6,902 1,843 1,848 4,723 4,999 3,817 0,296 0,295 0,294 3,590 5,552 5,825 0,292 0,291 14,691 15,000 14,491 15,213 15,471 4,107 14,591 4,592 3,381 3,139 5,805 2,210 0,287 15,718 15,975 15,880 6,290 2,246 -0,723 0,241 -3,361 0,328 0,329 2,172 1,820 2,879 0,242 kcal/ka O,33~ 0,299,
Technikai mértékrendszer
493
494
GÁZOK FIZIKÁJA 15-3. táblázat
I
c'10" Cp, 10'· ll, i', 10' i,Pa. v,fl, ·1, . v, m'/s kJ/m' kJ/'::'a'K kJ/kgK 2.717 1,135 1,128 1,124 2,703 1,114 2,772 1,114 2,731 2,738 17,870 2,766 I 1,150 1,169 1,146 0,870 2,633 2,626 1,126 2,752 1,161 1,157 1,154 37,534 16,492 2,647 2,654 1,132 0,883 0,886 19,486 19,447 44,807 1,143 45,799 17,243 17,339 2,696 2,710 41,625 38,560 1,093 1,096 0,912 19,780 18,041 54,583 49,802 1,117 1,121 0,898 0,892 19,515 19,554 19,594 1,135 48,176 1,130 17,507 17,588 2,724 44,690 1,103 1,100 19,711 1,118 17,941 52,674 53,658 2,759 47,754 48,780 19,819 1,110 1,142 1,139 1,173 0,876 0,878 0,855 18,858 19,290 18,917 41,709 42,755 1,189 39,653 33,280 16,079 34,352 16,792 1,164 2,675 2,6682,682 2,689 28,328 29,387 36,521 1,110 1,107 0,903 19,672 1,122 17,686 17,768 50,740 2,745 46,733 2,179 1,165 0,864 O,85!! 0,867 18,976 19,025 19,084 19,143 1,176 1-,181 1,168 38,615 35,424 16,288 36,483 16,385 1,172 2,640 2,661 32,443 0,890 0,881 19,368 19,407 43,764 1,151 1,147 46,787 17,070 17,149 40,603 39,582 0,895 1,139 49,781 47,972 17,410 42,642 43,668 0,907 0,909 19,741 55,555 50,827 0,873 19,201 19,329 19,250 40,683 1,185 16,183 16,692 1,160 1,156 16,977 16,884 35,500 37,539 34,478 0,901 19,633 51,736 1,017 45,711 0,861 16,585 1,013 30,404 33,460 31,426 0,853 18,126 kJ/kg 0,915 HomérIkg/m' I W/mK m'/kg
SI mértékrendszer
I
I,I
-----
----
50 100 200 ISO 250 300I 1,1932 1,0718 1,2686 1,0634 0,270 1,0086 0,254 1,1974 1,0592 1,1095 1,0927 1,0550 1,1388 1,1262 1,1932 ,0257 ,0467 1,0056 1,2058 1,3481 1,2811 1,1806 1,1011 0,256 0,282 1,1304 1,2225 0,303 1,2518 1,0123 1,1053 1,4025 11,0065 ,0927 0,257 0,265 0,252 0,286 0,285 0,262 0,253 0,263 0,271 0,264 0,306 1,0760 1,0969 1,1178 1,1346 0,299 0,292 1,1639 0,267 0,335 0,269 0,261 0,272 0,288 0,322 0,278 Fajho, cp, kcal/kg oC 1
-
15-4. táblázat. Levego fajhoje nagy nyomáson .
Nyomás,
kJ/kgK bar <"'at)
495
GÁZOK ANY AGJELLEMZOI folytatúa Technikai
kcal/m' kcal/kg kps/m' m'/s kcal/mh'C kcal/m"C 17.686 1,923 0,284 2,258 2,264 17,410 16,385 16,692 16,492 2,294 17,070 2,306 7,949 16,079 13,037 2,017 18,041 18,126 2,390 2,384 12,581 2,010 2,013 17,768 17,870 17,941 2,372 2,378 2,366 16,183 2,360 .kcal/kg'C 11,175 10,939 1,940 1,935 1,958 1,946 8,461 1,952 11,650 11,890 0,282 0,242 0,279 0,281 0,243 1,994 1,990 1,983 1,987 1,998 16,585 17,243 J7,588 17,507 2,336 2,354 2,270 2,342 2,276 2,288 2,330 2,282 16,288 0,275 1,971 1,975 16,977 17,149 2,318 2,324 2,312 1,967 16,792 16,884 2,300 0,266 11,895 2,021 J,929 12,816 0,283 0,268 0,267 11,406 2,006 12,119 0,269 2,002 8,714 9,223 9,471 8,965 11,458 Q,242 0,271 0,280 0,272 0,273 0,270 17,339 7,506 2,348 10,212 10,702 10,453 0,276 0,274 1,979 9,210 9,717 9,962 1,963 0,278 0,277 8,479 12,140 12,357 8,205 11,162 11,651 7,019 10,918 10,674 10,430 10,185 9,942 9,698 7,262 8,235 7,749 8,966 9,454 8,723 6,766 7,992 13,269 0,265 Iv. 100· 10'· 100· i. IOl. ).. i', c". c'"'
mértékrendszer
I
II I
oc homérséklet-tartományban, 1,013 bar (760 torr) nyomáson a 15-3. táblázat tartalmazza. Különbözo gázok dinamikai viszkozitása 1,013 bar (760 torr) nyomáson a 15-10. táblázat és a 15-1. ábra felhasználásával határozható meg. A 15-10. táblázatban az adott gázhoz rendelt X és Y koordinátáknak megfelelo pontot ábrázoltuk a 15-1. ábra X-Y koordináta-rendszerében. Az így nyert pontot és a baloldali homérsékletskála megfelelo pontját összeköto egyenes a jobb oldali skálán meghatározza a dinamikai viszkozitás értékét a megfelelo homérsékleten. Példa. Keresendo az oxigén dinamikai viszkozitása +50 oC homérsékleten. A 15-10. táblázatból: x= 11,0; Y=2l,3; 1]=0,0216 cP=21,6 .10-6 Pas. A nyomás hatása a gáz dinamikai viszkozitására a 15-2. ábra alapján határozható meg. AlS-2. J,O
15-2. ábra. Nomogram
az
1]
dinamikai viszkozitás számítá-
sához '1"
viszkozitás
ap nyomáson;
Tkr a &áz kritikus homérséklcte;
'11
viszkozitás
I bar (atmoszféra)
nyomáson;
T a gáz homérséklcte p nyomáson; p a. gáz nYQmása; Piu a gáz kritikus nyomása
2/0'1.0 ~-~-~-------
, 1,0 1,1# 1,8 2,2 2,5 .1,0 Reduká/f hOmérseklef, !red = T/Ttrr
GÁZOK FIZIKÁJA
496 IS.S. táblázat. Gázok molekulasúlya
I
Anyai
1S.7. táblázat. A gázállandó mértékegységelDek átszámítása Egység
rends_ben J/kaK m6rték-
ISI
Molekulasúly
t
Acetilén Ammónia Argon Bután Dicián Etán Etilén Etil-klorid Fluor Foszgén Freon-ll Freon-12 Freon-21 Freon-22 Freon-113 Freon-114 Hélium Hidrogén Kén-dioxid Klór Kripton Levego Metán Metil-klorid Neon Nitrogén Oxigén Ózon Propán Szén-dioxid Szén-monoxid Xenon
26,038 17,03 39,948 58,12 52,04 30,07 28,054 64,50 37,996 98,92 137,38 120,92 102,93 86,48 187,39 170,94 4,0026 2,0159 64,06 70,906 83,SO 28,96 16,043 SO,488
20,40 28,0134 32,00 47,9982 44,097 44,01 28,011 131,30
15-6. táblázat. Nyomás, bar ( ..•.• at)
25
A leveg6 fajhóviszonya nagy DYomáson Fajh6viszony, H=Cp/Co
I
O'C
1,53 1,59 1,78 1,74 1,69 1,83 1,47 1,65 2,33 2,40 22,41 2,47 1,77 ,00 2,20 1,57
-79,4'C
1
1 J/kgK= 1 kpmjkgK=
1 ft Ib/lboF=
tékrends:r.erben
tékrends:r.erben ftIb/lb'P mérAngolszász
0,10197 1 0,54869
0,18584 1,82249
kpm/kgKmér" I Technikai
9,80665 5,3809
1
alsó diagram a könnyebb interpolálást teszi lehetövé. Az adatok~ól TjT kr' ill. pjPkr képezhetö, ennek alapján a diagramok ordinátáján 'YJJ'YJl leolvasható, ebb61 'YJp számítható 'YJl ismeretében. 15.1.6.2. Kinematikai viszkozitás
A dinamikai viszkozitás és suruség viszonyát ki· nematikai viszkozitásnak nevezzük. v='!1 m2js. e
(15-9)
A v kinematikai viszkozitás mértékegysége (m2js), a fizikai mértékrendszerben
m2/s
pedig stokes,
15-8. táblázat. Néhány anyag gázállandója Anyag
Acetilén Ammónia Argon Bután Etán Etilén Freon-ll Freon-12 Freon-13 Freon-21 Freon-22 Freon-l13 Freon-l14 Hélium Hidrogén Kén-dioxid Levego Metán Metil-klorid Nitrogén Oxigén Propán Szén-dioxid Szén-monoxid
----~----JfkgKGázállandó,R I kpm/kgK
I
319,5 488,2 208,2 143,07 276,5 296,6 60,5 68,7 79,7 SO,8 96,2 44,7 48,6 2077,0 4124,0 129,8 287,1 518,3 164,7 296,8 259,8 186,8 188,9 296,8
32,59 49,76 21,23 14,59 28,22
30,25 6,17 7,01 8,13 8,24
9,81 4,56 4,96 211,9 420,7 13,24
29,27 52,89 16,79 30,26
26,49 19,05 19,25 30,26
497
GÁZOK ANY AGJELLEMZÖI 15-9. táblázat. A dinamikai viszkozitás mértékegységeinek átszámítása Pas
Egység
1 Pa s=
P
kps/m"
eP
lbfs/ft" (angolszász)
lb/fts (angolszász)
1. 1.47,88 11,0197 19806,65 110-3 102 1()3 10,03107 10 10-2 0,1517514,8816 32,174 98,0665 1,48816 4,8823 478,8 0,6719 . 10-1 10-2 0,20482 6,589 2,088.10-5 1,0197 10-1 1488,16 1,0197. 4,788·104 10-4 910-1 ,80665 2,088.10-3 2,088.10-2 10-3
1 slug/ft (angolszász) s=
St. Használatos még a gyakorlatban az Engler-fok, OEis. A mértékegységek átszámitását a IS-ll. táblázat tartalmazza. Az Engler-fok átszámitása a 15-12. táblázatban található. A gázok kinematikai viszkozitása a homérséklet és nyomás függvénye. Száraz levego kinematikai 15-10. táblázat. Gázok diqamikai viszkozitása 1,013 bar (760 torr) DYomásoo AnyaI
Acetilén
18,7 12,9 21,3 23,8 13,0 14,9 15,1 18,4 14,5 17,0 22,4 20,5 17,0 15,1 15,3 14,0 23,0 13,8 15,5 20,0 16,0 13,2 16,0 12,4
x 9,7 9,3 9,9 9,0 9,1 7,3 8,9 11,0 9,5 11,3 11,1 10~8 10,1 10,9 10,6 10,5 11,2 9,6 8,5 9,8 8,4
viszkozitását - 20 ... + 50 oe homérséklet-tartományban, 1,013 bar (760 torr) nyomáson a 15-3. táblázat tartalmazza. Különbözo gázok kineniatikai viszkozitása az 1J dinamikai viszkozitás és fl suruség alapján számithátó.
15.1.7. Kritikus homérséklet ésnyomás y
Minden gáz cseppfolyósítható megfelelo homérsékleten és nyomáson, hoe1vonás útján. Minden gázt jellemez egy olyan homérséklet, amelynél magasabb homérsékleten a gáz cseppfolyósítása már nem lehetséges. Ezt a homérsékletet kritikus homérsékletnek (Tkr), a hozzá tartozó nyomást kritikus nyomásnak (Pkr) nevezzük. Gázok kritikus homérsékletét és nyomását a 15-13. táblázat tartalmazza.
15.1.8. Hovezetési tényezo Gázok hovezetési tényezojén a hoáram1ás irányában nem mozgó anyag hovezetési tényezojét értjük. Amennyiben a gáz a hovezetés irányában áramlásban van, a hovezetési tényezo helyett az anyagra és az áramlásra együttesen jellemzo - ettol eltéro értéku - egyenértéku hovezetési tényezo használata szokásos. A A. hovezetési tényezo mértékegysége W/mK (kcal/mh°C). Az egységek átszámitása a 15-14. táblázatban található. Száraz levego hovezetési tényezoje - 20... + 1DO oe homérséklethatárok között : A.=a+bt,
(IS-to)
ahol a=2,431 . to-2 W/mK (0,0209 kcal/mh°C); 34 Az épliletaéPázet k6zikönyvo
GÁZOK FIZIKÁJA
498
15-11. táblázat. A kiDematlkai viszkozitás mértékegYSégeiD
m"'a
1 ml/s=
átszámítása in',a
I
I
St
eSt
I
ftl'.
10-1 10' 110' 10-1 1 . 10-1 10,155 10-& 1101 15SO 143,9996 10,7639· 9,2903·10' 0,64516 6,4516 . IO-a 10" 0,155.10-1 10-1 10,7639 10,7639· 10-& 9,2903·101 0,64516. 6,944. IO-a 9,2903
b=6,978 . lO-s W/mK2 (6,0· lO-s kcaIfmhOC2); t a levego homérséklete, oC. Az összeiUggéssel számított hovezetési tényezok számértékét -20 ...+50 oC homérséklethatárok között a 15-3. táblázat tartalmazza. Néhány egyéb gáz hovezetési tényezoje a 15-15. táblázatban található.
A nyomás hatása a gáz hovezetési tényezojére a 15-3. ábra alapján számítható. A felso ábra a nagynyomású, az alsó ábra a kisnyomású tartományra vonatkozik. Az adatokból T/T la és p/Pkr képezheto, ezzel a diagramok ordinátáján ')./').0 leolvasható. Ebbol). számítható ').0 ismeretében.
15-12. táblázat. A kiDematlkai viszkozitás mértékegységeinek átszámítása OE
1,0
eSt
II 18 100 14 220 20 130 140 15 12 60 35 liO 160 ISO 50 90 40 240 230 190 ISO 170 13 25 120 19 SO 30 16 210 70 17 200 45 10,74 9,0 8,5 911,9 7,5 41,3 5,5 1,0 60,6 106,3 1139,8 6,0 835,9 ll,8 75,9 10,0 9,5 6,25 7,40 1,9 144,4 152,0 190,0 49,0 1291,8 52,9 1671,7 21,2 29,5 987,8 98,7 7,0 3,92 121,6 56,7 91,1 5,08 129,2 1595,7 266,0 136,8 455,9 1215,8 1519,8 379,9 341,9 683,9 304,0 759,9 1443,8 1367,8 64,4 45,2 68,2 72,0 1823,7 1747,7 25,4 8,0 9,66 8,55 228,0 607,9 1063,8 II 33,5 6,5 2,82 4,0 531,9 37,4 16,7 83,S
OE
eSt
OE
eSt
OE
eSt
I
j
499
GÁZOK ANY AGJELLEMZÖI 15-13. táblázat. Gázok kritikus biimérséklete és nyomása (abszolút nyomás) Kritikus nyomás 301,95 305,25 384,65 487,75 417,15 190,65 132,85 426,35 451,85 471,65 369,15 561,75 150,75 430,45 418,75 308,85 33,25 5,25 416,25 132,45 369,95 154,35 126,05 282,65 405,55 304,15 268,15 Pkr. bar I Pkr, at
96 32,7 52,8 40,1 198,5 78,8 78,5 80,4 32,7 76,9 145,6 144,0 157,3 35,7 68,1 66,7 -140,7 37,7 143,1 43,5 44,4 75,0 -140,2 96,8 31,0 51,4 -118,8 -147,1 -5,0 51,3 49,3 48,0 52,4 44,7 40,9 37,5 SO,3 43,8 33,4 51,7 36,7 47,0 -122,4 471) 288,6 111,5 153,2 178,7 28,8 32,1 9,5 112,9 49,4 -267,9 34,9 2,34 115,2 -239,9 34,2 12,9 2,29 214,6 132,4 38,5 47,2 46,2 -82,5 73,S 35,6 34,9 93,5 95,4 33,5 SO,4 32,8 63,4 '13,2 64,7 SO,4
I
Kritikus homérséklet
2
f
0,6 0,8
1
2
3 ~ 5 67
Redukólf nyomás, Préd=P/Pkr l/AQ
2
f 0,1
15-3. ábra. Hovezetési tényezo változása a redukált nyomás függvényében i. hovezetési tényezo T homérsékleten és p nyomáson; .10 hovezetési tényezo ugyanazon T homérséldetcn, elekis nyomáson
15-14. táblázat. Hovezetési tényezéi mértékegységeinek átszámitása . Egység WJmK
IW/mK= 3,333.10-3 10,5778 28,073 112 1 4,187·103 1 3600 3600 300 2,388·10-& 0,672 0,124 1,605·10-& 0,8598 6,94 2,906·10& 8,064 1,867·10-& 2,778·10-& 1,24.10-3 4,324·10& 5,357·103 1,488 4,134·10-& 2,778 ·10-& 0,344·10-& 4,464 8,333.10-1 ·101 1,926 .10-3 2,419'103 00,083 ,672 1,163 1,488 0,231.10-4 0,1238 6,231·103 1,731 519,22 0,144
34*
I
kcalJmsoC
I
kcalJmhoC
I
BTUJftsoP
I
BTUJfthoP
I
BTUin
BTUin
ftlsop
ft1hoP
500
GÁZOK FIZIKÁJA
I
SO OI II -100 300 100
0,0590 kcalfmh·C
----
------
0,0129 0,0183 0,0082 0,0071 0,0150 0,032 0,0174 0,0072 0,0067 0,0260 0,0090 0,0233 0,0219 0,0076 0,0134 0,0132 0,0158 0,0095 0,077 0,0189 0,028 0,0116 0,0114 0,0083 0,0163 0,0141 0,0302 0,0078 0,0165 0,0139 0,0081 0,013 0,011 0,0161 0,007 0,015 0,0088 0,0201 0,010 0,0262 0,025 0,0142 0,0225 0,029 200 0,0209 0,175 0,0245 0,0123 0,1235 0,058 0,1436 0,0236 0,038 0,0175 0,ot5 0,151 0,0320 0,202 0,116 0,296 0,0195 0,0095 0,0277 0,0174 0,0282 0,0230 0,0372 0,050 0,0110 0,046 0,0274 0,0243 0,0211 0,041 0,0143 0,0352 0,0198 0,0151 0,011 0,047 0,040 0,044 0,0212 0,0317 0,0303 0,0207 0,138 0,0887 0,1031 0,160 0,170 0,012 0,0262 0,035 O,OJO 0,0283 0,013 0,0226 0,0161 0,0125 0,0240 0,100 0,255 0,229 0,193 0,174 0,0241 0,266 0,224 0,0119 0,0279 ·0,0194 0,0239 0,0150 0,0108 0,017 0,0138 0,0304 0,0273 0,0178 0,0344 0,0183 0,0153 0,033 0,0267 0,0244 0,0225 0,015 0,0310 0,022 0,147 0,0139 0,025 0,0296
15-15. táblázat. Gázok Mvezetési tényezéije
WJmK
0,0515
Hovezetési tényezo. A, Homérséklet, t,·C
501
GÁZOK ÁLLAPOTJELZÖI
15.2. Gázok állapotjelzoi Gázok pillanatnyi mechanikai állapotának egyértelmu jellemzéséhez bizonyos fizikai tulajdonságaiknak megadása szükséges. Ezeket a fizikai tulajdonságokat a gáz állapotjelzoinek nevezzük. Különféle gázok térfogategységre vonatkozó adatai a normálállapot figyelembevételével hasonlithatók össze. A gázok normálállapotát megállapodásszeruen rögzített homérséklet és nyomás határozza meg. A fizikai normálállapot homérséklete O oC, nyomása 1,013 bar (760 torr= 1 atm). A muszaki gyakorlatban használatos, ún. technikai normálállapot homérséklete 20 oC, nyomása 0,98 bar (735,559 torr=1 at). A száraz (vízgozt nem tartalmazó) levego állapota általában messze esik atelitési görbétol, ezért a gázokra vonatkozó törvényszeruségek a levegore is jó közelítéssel érvényesek.
15.2.1. Homérséklet Gázok homérsékletét a muszaki gyakorlatban általában Celsius-fokban adjuk meg. Az SI mértékrendszer a homérsékletet kelvinben (K) számítja. A kelvin homérsékletskálájának nullapont ja az abszolút nullapont. Egy kelvin az abszolút nullapont és a tiszta víz hármaspont jának homérséklete közti különbség 273,15-öd része. A Celsius-fokban és kelvinben mért homérsékletek összefüggése : t=T-273,15
oC,
(15-11)
T=t+273,15
K.
(15-12)
ill.
Az angolszász országokban a homérsékletet Fahrenheit-fokban eF) adják meg. Ebben a skálában a víz forráspont ja és fagyáspont ja közti homérséklet-tartományt 180 egyenlo részre osztották. A fagyáspont homérséklete 32 OF, a forrásponté 212 OF, az abszolút nullapont 459,67 OF. A Celsius- és Fahrenheit-fokban mért homérsékletek összefüggése: t=~ [t eF) -32],
9 =5 t
eq +32,
oC, ill. t=
OF.
A Celsius-, ill. Fahrenheit-fok gyors átszámításához ad segítséget a 15-16. táblázat. A homérséklet-különbség átszámítására a 15-17. táblázat használható.
Példa a táblázat használatára: LJt= 18 oC, megfelel LJt=32,4 OF-nak; LJt=22 OF, megfelel LJt= 12,23 oC-nak.
15.2.2. Nyomás Gázok nyomásán a gáznak az egységnyi felületre kifejtett nyomóerejét (p) értjük. A nyomás egysége 1 Nfm2= 1 Pa. Nagyobb egysége 1 bar= IOS Pa, 1 mbar= 102 Pa (1 at= 10 000 kpfm2= 1 kpfcm2). Fizikai számításokban a légnyomás tengerszinten mért, sok évtizedes átlagos értéke, a fizikai atmoszféra is használatos volt. 1 atm= 10332,27 kpfm2= 1,033 227 kpfcm2. A gyakorlatban gyakran mérik a gázok nyomását folyadékoszlop (víz, higany stb.) nyomásával. A folyadékoszlop nyomása az oszlop magasságának és a folyadék fajsúlyának szorzatával egyenlo. Adott fajsúlyú folyadék esetén (pl. víz: y= 1000 kpfm3; higany: y=13595,1 kpfm3, O oc homérsékleten) a nyomás a folyadékoszlop magasságával egyértelmuen meghatározott. Ilyenkor a gáznyomás a folyadékoszlop magasságának és a mérofolyadék nevének megjelölésével adható meg. 1 v.o. mm= 1 mm magas, oszlop nyomása; 1 Hgmm= 1 mm magas, oszlop nyomása.
O
O
oC homérsékletu víz-
oC homérsékletu higany-
Megjegyzendo, hogy a folyadék oszloppal kifejezett nyomásérték szigorúan véve csak O oC homérsékleten érvényes, mert a O oC homérséklethez tartozó fajsúly értékét tartalmazza. Ettol eltéro mérofolyadék-homérséklet esetén a mért nyomást a tényleges folyadék-homérséklethez és a O oC homérséklethez tartozó fajsúlyok arányában komgálni kell, ha nagy pontosságú nyomásmérésre van szükség. A különféle nyomásegységek átszámítását a 15-18. táblázat tartalmazza. A táblázat elso, függoleges oszlopában a nyomás különféle mértékegységekben kifejezett egysége látható, a hozzátartozó vízszintes sorban pedig az illeto nyomásegységnek megfelelo, más mértékegységben kifejezett nyomásérték található (pl. 1 at=735,559 torr). Az angolszász országokban a goznyomás leggyakrabban használatos egységei a psi (lbffsin), az in Hg és az in H20.
502
GÁZOK FIZIKÁJA
oc
I
Ipp o op o
op oc 114 84 74 76 156 160 80 81 104 110 151 179 109 175 III ISO 94 91 113 71 166 155 83 55 120 78 79 161 96 14 61 101 56 6100 144 141 140 158 20 99 19 0839 16538 73 115 118 85 121 163 164 145 88 89 75 108 168 170 90 86 123 124 165 105 106 148 146 21 69 70 26 68 134 51 53 178 95 36 36 30 153 154 119 1176 38 34 31 59 549 143 98 125 159 33 116 39 103 129 169 171 126 128 149 24 25 64 66 63 65 23 131 173 174 28 78,8 54 133 135 93 41 29 35 43 38 40 46 130 44 48 45 80,6 SO 75,2 73,4 77,0 82,4 309,2 57,2 55,4 64,4 60,8 66,2 62,6 59,0 68,0 293,0 71,6 69,8 305,6 347,0 129,2 125,6 350,6 53,6 122,0 123,8 127,4 302,03,2 51,8 12,2 107,6 105,8 311,0 312,8 320,0 321,8 96,8 89,6 -18,4 -20,2 23,0 307,48,6 84,2 10,4 134,6 285,8 284,0 282,2 291,2 215,6 316,4 -16,6 -9,4 -7,6 93,2 87,8 19,4 109,4 332,6 33,8 100,4 104,0 314,6 327,2 323,6 325,4 24,8 114,8 167.0 91,4 -5,8 111,2 118,4 341,6 336,2 39,2 329,0 30,2 296,6 221,0 300,21,4 -4,0 -0,4 44,6 230,0 354,2 6,8 197,6 228,25,0 273,2 48,2 201,2 348,8 352,4 195,8 235,4 330,8 231,8 86,0 32,0 206,6 204,8 131,0 172,4 280,4 248,0 98,6 161,6 237,2 17,6 14,0 210,2 136,4 132,8 208,4 140,0 138,2 287,6 289,4 213,8 212,0 -11,2 -14,8 -13,0 183,2 163,4 168,8 242,6 244,4 239,0 318,2 95,0 102,2 217,4 251,6 26,6 28,4 15,8 190,4 192,2 188,6 116,6 266,0 339,8 41,0 226,4 186,8 113,0 262,4 258,8 334,4 338,0 42,8 37,4 35,6 177,8 255,2 224,6 120,2 145,4 294,8 222,8 298,4 219,2 -2,2 343,4 345,2 46,4 278,6 203,0 152,6 199,4 275,0 276,8 271,4 SO,O 233,6 170,6 246,2 21,2 181,4 159,8 257,0 165,2 174,2 141,8 240,8 260,6 264,2 185,0 176,0 249,8 143,6 150,8 194,0 267,8 179,6 253,4 269,6 156,2 158,0 154,4 147,2 149,0 303,8
15-16. táblázat. oC és oF átszámítása 72 142 6257 92 77 102 117 122 82 132 147 152 137 67 112 97 167 157 162 127 87 172 107 177
503
GÁZOK ÁLLAPOTJELZÖI 15-16. táblázat folytatása oc
II
opII
oc 249 233 247 244 202 217 243 204 212 226 227 228 241 242 211 223 224 236 238 208 207 221 206 234 248 201 218 231 232 246 203 219 216 213 214 229 199 198 237 209 222 239 197 196 194 379,4 377,6 368,6 374,0 372,2 467,6 411,8 429,8 482,0 453,2 478,4 476,6 428,0 451,4 375,8 446,0 471,2 393,8 370,4 469,4 422,6 447,8 424,4 401,0 397,4 399,2 473,0 413,6 438,8 465,8 415,4 440,6 417,2 419,0 392,0 365,0 366,8 464,0 363,2 "383,0 456,8 410,0 408,2 433,4 458,6 435,2 357,8 384,8 437,0 462,2 406,4 361,4 359,6 356,0 404,6 480,2 455,0 402,8 426,2 449,6 474,8 420,8 395,6 390,2 444,2 388,4 442,4 386,6 431,6 460,4 381,2
220 230 235 245 240 210 225 2SO 215
15-17. táblázat. H&aérsék1et-küIönbség átszámitása, oC is o}? 29 40 20 37 36 34 123 05216 32 9218 28 27 26 24 6738419 21 38 22 39 35 33 30 31 25 66,6 63,0 64,8 52,2 43,2 37,8 12,0 3,6 68,4 28,8 61,2 23,4 59,4 18,0 21,6 54,0 57,6 117,24 6,12 55,8 12,6 9,0 48,6 SO,4 45,0 46,8 13,34 4,45 41,4 1,8 11,68 12,79 39,6 12,23 70,2 30,6 27,0 20,00 19,46 18,35 25,2 16,68 17,79 16,2 19,8 14,4 13,90 5,56 5,01 10,8 5,4 32,4 21,12 36,0 22,24 21,68 20,56 18,90 7,2, 34,2 ..1t,OC
I Adott
1
At
számérték
I
I
A Át op Át, oC
t,
Az abszolút O nyomáshoz viszonyított nyomást abszolút nyomásnak (P), a légkör nyomásához (po) viszonyított nyomást túlnyomásnak, ill. depressziónak (Ap) nevezzük. E nyomások közötti öszszefüggés:
p=Po+Ap,
(15-13)
ahol Po légköri nyomás; Ap túlnyomás (+ Ap), ill. depresszió (- Ap). Mivel a Po légköri nyomás változó érték, azonos p abszolút nyomásnak különböW értéldi Ap túlnyomás (ill. depresszió) felelhet meg.
15.2.3. Fajtérfogat Gázok fajtérfogatán az egységnyi tömegu gázmennyiség térfogatát értjük : V l1= m m3fkg, (15-14) ahol V a gáz térfogata, m3; m a gáz tömege, kg. Adott gáz l1 fajtérfogata a homérséklet és nyomás függvénye (1. a 15.3. pontot). Száraz levego fajtérfogatát -20 ... +50 oC homérséklethatárok között a 15-3. táblázat tartalmazza. A mértékegységek átszámitása a 15-19. táblázatban található.
GÁZOK FIZIKÁJA 15-18. táblázat. Egység
102
N/m'
~249,089 1 . .10' 1 •. '.1()3 10-610-2 10-3 ()3 IOS 12,49089 12,49089 1,01325 IOS 1,333224 102 0,980665 1,01325 10-3 9,80665 6,89476 1()3 0,986923 .3,38639 10-& 0,967841 2,458316 .10-3 1()3 10-3 . 10-2 1,333224 1,315789. 0,689476 6,804595 10-6 10-2 10-3 10-3 3,342106 0,338639 9,80665 10-6 102 I6,89476 I
I
bar
vagy Pa
3,38639 . 1()3
mbar
atm
I
15.2.4. Suruség
15.2.5. Fajsúly
Gázok suruségén az egységnyi térfogatú gáz tömegét értjük. A e suruség a fajtérfogat reciprok értéke, mértékegysége kgjm3• A gáz surusége a homérséklet és nyomás függvénye (1. a 15.3. pontot). A mértékegységek átszámítását a 15-20. táblázat tartalmazza. Néhány gáz suruségét fizikai normálállapotban, valamint a levegohöz viszonyított relatív suruségét a 15-21. táblázat tartalmazza. A száraz levego suruségét -20 ... +50 oC homérséklethatárok között a 15-3. táblázat tünteti fel.
Gázok fajsúlyán az egységnyi térfogatú nyiség súlyát értjük: G y= V Njm3 (kpjm3),
gázmeny-
m y=y g=eg·
(15-16)
15-19. táblázat. Fajtérfogat mértékegységeinek átszámítása Egység
m'/kg
1 m3jkg= 1 ft3/1b= 1 ft3jslug=(ft&/Ibf S2)= 1 in3/1b=
I
1
ft'/Ib
16,02
1
6,243, 10-2 1,941 . 10-3 3,613.10-6
3,108.10-2 5,787·10-&
I
ft'/slug (ft'/Ibfs')
515,3 32,17 1 1,862. 10-2
in'/Ib
2,768· 10' 1,728· 1()3 53,71 1
15-20. táblázat. Slirliség mértékegységeinek átszámítása Angolszász Egység
1 kgjm3=
mértékCIIYségek
kgJm'
I 112,768· 110' 3,108.10-2 1,862. 3,613. 5,787·10-& 10-2 32,17 6,243.10-2 1,728· 53,71 1()3 16,02 1,941 . 515,3 10-3 10-6
lb/ft'
(15-15)
ahol G a gáz súlya, N (kp); Va gáz térfogata, m3, A G súly értelmezése szerint a y fajsúly kifejezheto a suruséggel és a nehézségi gyorsulással is :
slug/ft'
lb/in'
505
GÁZOK ÁLLAPOTJELZÖI Nyomásegységek átszámítása toÍT=Hgmm
I
I
at
psi =lbf/sin
inHg
inH,O
kp/mZ=v.o.mm
1 1,01972 • 10-613,595069 1. 10-1 760 1()& 0,401462 27,67984 393,701 0,535238 406,783 29,921171 3,61271 .•IO-a 10-2 29,5299 4,01462· 1,01972· 14,5037 102 1()& 2,036015 3,453169 0,491151 102 735,559 28,95893 14,22327 0,735559· 1,93366 3,93699 3,93699 7,030695· 10-2 . .110-2 1,033227 14,695874 .10-1 1()& 210,1972 5,40010 1,868321 0,401462.10-2 2,95299 0,295299 1,01972 1,45037. 10-2 10-2 750,062 25,41892 2,895893 13,5951 51,71492 1,422327. 10-3 10-8 7,35557 0,145037. 0,750062 10-3 0,750062. 10-2
I
15-21. táblázat.
Gázok surusége fizikai normálállapotban (OoC, 1,013 bar (760 torr)] Gázok relativ sllrlisége
súrfiség, 1,2928 0,9669 4,4220 1,1052 0,6739 0,9056 0,9780 2,98 2,0099 2,2199 4,73 1,3790 1,2650 0,5962 5,89 3,55 2,8179 0,9674 1,0000 1,51 0,5543 1,71 1,7824 lI,kg/m' 4,15 2,4910 2,2639 0,0694 1,0494 6,46 3,60 0,1368 1,5290
Relativ 1I•• .JlIlev
.
Adott gáz fajsú]ya a homérséklet és nyomás, valamint a g nehézségi gyorsulás függvénye (1. a 15.3. pontot). A mértékegységek átszámítása a 15-22. táblázatban található.
0,7167 0,8713 5,7168 2,5985 1,6354 1,3567 1,2644 1,95 1,4289 1,2507 4,59 0,1769 6,12 4,65 0;0898 3,2204 5,35 3,85 1,7828 1,1708 . 3,6431 2,3044 1,9768 1,2501 8,35 2,9268 2,87 0,7708 7,62 2,22 Surfiség,
I Egység
kp/mz
10,2049 132,17 1 N/m3= 4,976.10-1 0,102 16,02 6,243.10-2 6,366.10-3 9,80665 157,1 2,010 4,880 11kp/m3= pdl/ft3= llbf/ft3=
1
3,1081. 10-2 I
15.2.6. Belso energia Gázok fajlagos belso energiáján azt a dq homenynyiséget értjük, amelyet az egységnyi tömegu gázzal állandó térfogaton közölni kell ahhoz, hogy homérséklete O OC-ról t OC-raemelkedjék: dq=du=cvdt Jfkg (kcalfkg), (15-17) ahol du a belso energia változása; Cf) a gáz fajhoje állandó térfogaton ; dt a gáz homérséklet-változása. Valamely gáz belso energiája egy meghatározott állapotban mindig ugyanaz, és független attól, hogy a t homérsékletet milyen állapotváltozás ok sorozataként érte el. Az ideális gáz belso energiája csak a homérséklettol függo állapot jelzo. A belso energia értékét - megállapodás szerint - O oC homérsékleten nullának tekintjük. Így gázok fajlagos belso energiája: u=cf)t
Jjkg (kcalfkg).
(15-18)
A mértékegységeket a 15-23. táblázat szerint számítjuk áto
506
GÁZOK FIZIKÁJA 15-23. táblázat. Tömegegységre vonatkoztatott fajlagos boeDergia mértékegységeinek átszámítása mértékl/kg Angolszász kcal/kg 1 .to-' 1 1()3 14,1868 to-3 124,1868 0,2388 0,5556 1,8 0,4299 4,299· 2,388· to-' 2,326 ,326· 1()3
BTU/lb egység,
I
1
kJ/kg
I
i=cpt
Jjkg (kcal/kg)
(15-24)
alakban írható. Eszerint gázok fajlagos entalpiáján azt a homennyiséget értjük, amelyet az egységnyi tömegu gázzal állandó nyomáson közölni kell ahhoz, hogy homérséklete O OC-rólt oC-ra emelkedjék. A fajlagos entalpia a gázok állapot jelzoje, ideális gázok esetén értéke csak a homérséklet függvénye. Az entalpia mértékegységei megegyeznek a be]so energia mértékegységeivel. A száraz levego fajlagos entalpiáját -20 ... +50 oC homérséklethatárok között a IS-3. táblázat tünteti fel.
15.2.7. Entalpia Állandó nyomáson melegítve a gázt, a közölt homennyiség a belso energia növelésén túl a gáz hotágulásakor végzett munkavégzésre is fordítódik. A belso energia és munka összegét entalpiának (gyakran helytelenül hotartalomnak) nevezzük. Egységnyi tömegu gáz esetén a fajlagos entalpia: i=u+Apv, ill. differenciális alakban:
(15-19)
di= du+ Ad(pv).
(15-20)
Á]landó nyomás esetén : di= du+ Ap dv,
(15-21)
15.2.8. Entrópia A gázok ezen állapotjelzojét a megfordítható Carnot-féle körfolyamat vizsgálata alapján Clausius vezette be: ds= ~
T
dv,
(IS-22)
ahol dq állandó nyomáson közölt ho; di a fajlagos entalpia változása; c" gázok fajhoje állandó térfogaton ; dt a gáz homérséklet-változása; p a gáz nyomása; dv a gáz térfogatváltozása ; A a mechanikai munka hoegyenértéke. Az általános gáztörvény értelmében írható: di=(c,,+AR)dt=cp
dt,
(IS-23)
ahol cp a gázok fajhoje állandó nyomáson. Az entalpia értékét - megállapodás szerint O oC homérsékleten nullának tekintjük, így a gázok fajlagos entalpiája
(IS-25)
ahol ds entrópiaváltozás ; dq a T homérsékleten közölt (elvont) homennyiség; Ta hoközlés homérséklete. Az entrópia értékét a muszaki gyakorlatban a gáz normálállapotában nullának tekintjük, így tet· szoleges állapothoz meghatározott s fajlagos entr6pia-érték rendelheto:
ami a közölt hovel egyenlQ: dq=di=c"dt+Ap
JjkgK (kcaljkgK),
s=
T
T=
Idq o
f cp T' dT
(15-26)
To
A fajlagos entrópia mint állapot jelzo közvetlenül nem mérheto, de a gáz mérheto állapotjelzoi alapján értéke számítható. Jelentosége a muszaki gyakorlatban az, hogy megfordítható állapotváltozás során a T homérsékleten közölt homennyiség a dq=Tds összefüggés alapjár! a T-s diagramban - mint a hoközlés T homérsékletének és a hoközlés során bekövetkezo ds fajlagos entrópiaváltozásnak szorzata - területként jelentkezik, s így a közölt homennyiségrol igen szemléletes képet kapunk. A s fajlagos entrópia mértékegysége: JjkgK (kcal/kgK).
1S.3. Gáztörvények A gázokkal kapcsolatos technikai számítások célja a gáz állapotának, ill. valamely külso hatás következtében végbemeno állapotváltozás lefolyá-
sának és végeredményként adódó állapotának meghatározása. A gáz különbözo fizikai tulajdonságait az állapot jelzok fejezik ki. Bármely két - egymás-
507
OÁZTÖRWNYEK
tóI független - állapot jelzo egyértelmuen meghatározza a gáz állapotát, azaz valamennyi egyéb állapotjelzojét. A gáz állapota akkor tekintheto ismertnek, ha ismerjük egy adott állapotot jellemzo valamennyi állapotjelzojét. A gázok állapota külso hatások - hoközlés, térfogatváltozás stb. - következtében megváltozik, és az új állapotot más állapot jelzok jellemzik. Azt a folyamatot, amely során a gáz állapota valamilyen hatás következtében megváltozik, állapotváltozásnak nevezzük. A különbözo hatások következtében végbemeno állapotváltozásokat leíró törvényszeruségeket gáztörvényeknek nevezzük. Ha egy ismert anyagjellemzoju, ismert állapotú gázt valamely meghatározott hatásnak teszünk ki, adott feltételek mellett - pl. meghatározott menynyiségu hot közlünk adott mennyiségu és állapotú gázzal -, akkor a gáztörvények alapján meg tudjuk állapítani a hatás eredményeként adódó új állapot valamennyi állapotjelzojét. Az állapotváltozásokat aszerint nevezzük meg, hogy az állapotváltozás során milyen állapot jelzok maradnak állandók: - izotermikus állapotváltozásról beszélünk, ha a változás során a gáz homérséklete állandó marad; - izobár állapotváltozás során a gáz nyomása marad állandó; - izochor állapotváltozás állandó gáztérfogaton megy végbe; - adiabatikus állapotváltozásról beszélünk, ha a gázzal az állapotváltozás során hot nem közlünk, ill. tole hot nem vonunk el; - politropikus állapotváltozás esetében a hoközlés, ill. hoelvonás tetszoleges törvény szerint megy végbe.
15.3.1. A Boyle-Mariotte-törvény, izotermikus állapotváltozás
fel a törvényt,
akkor PD= állandó, ill. ~= P2 D2
alakban írható a törvény, mivel 1 kg tömegu gáz térfogata a D fajtérfogat (a fajtérfogat értelmezését 1. a 15.2.3. pontban). A gáz suruségének és fajsúlyának értelmezésébol következoen (1. a 15.2.4., ill. 15.2.5. pontot) izotermikus állapotváltozás esetén a gáz surusége, ill. fajsúlya és abszolút nyomása között a következo összefüggés áll fenn: (15-29) és Yl=Pl, Y2
tehát állandó homérsékleten végbemeno állapotváltozás során a gáz kezdeti és végállapotának surusége éS fajsúlya az abszolút gáznyomásokkal egyenesen, fajtérfogata fordítottan arányos. Példa. Száraz levego surusége tl=O oC homérsékleten és Pl = 1,013 bar (760 torr) nyomáson el = 1,293 kgjm3 (1 állapot). Mekkora a surusége t2=0 oC homérsékleten és P2=0,9999 bar (750 torr) nyomáson (2 állapot)? Mivel tl=t2=0 oC, izotermikus állapotváltozásról van szó:
P2=~~ Pl= ~:~~~. 1,293~1,27
kgjm3•
15.3.2. A Gay-Lussac-törvény, izobár áBapotváltozás
máson elfoglalt térfogatának 2~3 részével megno. Hoelvonás esetén természetesen térfogata hasonló arányban csökken.
(15-27)
ahol VI' V2 az m tömegu gáz térfogata két különbözo, 1, ill. 2 indexszel jelzett állapotban; Pl' P2 a gáz abszolút nyomása az 1, ill. 2 állapotban. A törvényszeruség szokásos írásmódja: pV=állandó.
(15-30)
p2
Ha m tömegu gázt állandó nyomáson melegítünk, akkor térfogata minden 1 oC homérséklet-emelkedés során a O oC homérsékleten és ugyanazon nyo-
Adott m tömegu gáz izotermikus, állandó homérsékleten végbemeno állapotváltozása során a gáz különbözo állapotokban elfoglalt Vi térfogatai Pi abszolút nyomásaikkal fordítva arányosak: Vl=P2, V2 Pl
Pl
(15-28)
Ha m tömegu gáz helyett 1 kg tömegu gázra írjuk
1
Vl= Vo+ Vo 273 ti
ml,
(15-31)
ill. (15-32) ahol Vo az m tömegu gáz térfogata valamely Pl nyomáson, O oC homérsékleten; VI az m tömegu gáz térfogata Pl nyomáson, ti homérsékleten; ti a
508
GÁZOK FIZIKÁJA
o oC-ról felmelegített gáz homérséklete, OC; TI a felmelegített gáz homérséklete, K. A gáz térfogata ugyanazon Pl nyomáson, de t2 homérsékleten: V2= Vo ;:,~.
(lS-33)
A törvény általánositott formája m tömeg(i gázra : VI_TI V2-T2• Amennyiben 1 kg tömeg(i gázról van szó:
~_TI v2 -T2•
(lS-34)
(15-34a)
A gáz suruségének és fajsúlyának értelmezésébol következik (1.a 15.2.4. és 15.2.5. pontot) izobár állapotváltozás során a suruség, fajsúly és homérséklet közötti összefüggés:
Rl_T2
(lS-35)
(h-TI és
(lS-36) tehát állandó nyomáson végbemeno állapotváltozás folyamán a gáz kezdeti és végállapotának fajtérfogata az abszolút gázhomérsékletekkel egyenesen, surusége és fajsúlya forditottan arányos. Példa. A száraz levego fajsúlya tI = + 20 oC homérsékleten és PI=I,013 bar (760 torr) nyomáson YI=11,817 Njm3 (1 állapot). Mekkora a levego fajsúlya P2= 1,013 bar (760 torr) nyomáson, t2=-1O oC homérsékleten (2 állapot)? Mivel PI=P2, izobár állapotváltozás: TI
293
Y2=T2 YI=263 ·11,817=1
3
alakban irható. Az elozo összefüggésekbol ismert jelöléseken kivül: Vmól kmól gáz térfogata; R gáz. állandó; Rá általános gázállandó. Gázok v fajtérfogata, e surusége és Y fajsúlya az általános gáztörvénybol következoen bármely p nyomáson és T homérsékleten egyszeruen meghatározható az Rá általános gázállandó és a kmol gázmennyiség M kg tömegének ismeretében (M számértéke a gáz molekulasúlyával egyenló'):
,161 Njm.
3
15.3.3. Az általános gáztörvény A nyomás és homérséklet megváltozását az általános gáztörvény fejezi ki, amely m tömeg(i gázra vonatkoztatva: M fajsúlya: 22,415 - pV=mRT, gM YoNj (lS-38) (15-45) 3 k 3m ( pjm). (15-44) (lS-37) surusége: 22,415 m3jkg, vo=~
fajtérfogat:
v= ~.;
m3jkg,
(15-40)
suruség:
e=;:a . ~
kgjm3,
(15-41)
fajsúly:
Y=g ~ . ~
Njm3 (kpjm3).
(15-42)
Példa. Mekkora a szén-mon oxid-gáz surusége t= +20 oC homérsékleten, p=0,98 bar (735,5 torr) nyomáson? A molekulasúlya 15-5. táblázatból M=28,011 kgjkmól. 28,11 kgjkmól 735,5.1,33322.102 Njm2 e= 8315 JjkmólK . 293,15 K -
= 1,126 kgjm3•
15.3.4. Az Avogadro-törvény Az Avogadro-törvény azt mondja ki, hogy különbözo anyagi minoségu, azonos homérsékletu és nyomású gázok egyenlo térfogataiban azonos szá· mú molekula van. Ebbol következik, hogy az azonos állapotú különbözo gázok kmól mennyiségének térfogatai, az ún. mó1térfogatok egymással egyenlok. A normálállapothoz tartozó móltérfogat: 22,415 m3• Avogadro törvényébol következik, hogy bármely normálállapotú (t=O oC, P= 1,013 bar) gáz moltérfogata azonos: (15-43) A fajtérfogat, suruség és fajsúly definíciójából kö- . vetkezik a gázok normálállapotú fajtérfogata : eo= 22,415 kgjm3, (15-46)
GÁZTÖRVÉNYEK Példa. Mennyi a levego surusége normálállapot-
lan?
_
509
A nyomások és homérsékletek összefüggése:
28,96
eo- 22,415 =
(15-52)
1,293 kg/m3•
lS.3.6. Politropikus állapotváltozás
15.3.5. A Poisson-törvény, adiabatikus állapotváltozás
Politropikus állapotváltozás lefolyását a Gázok adiabatikus állapotváltozását törvény írja le: pv"=állandó,
a Poisson(15-47)
iliol ~ a cp/CI) fajhoviszony (1. a 15.1.4. pontot). A kezdeti és végso állapotra vonatkozóan írnató: v2 !2=
PI 1/" • (P2)
(15-48)
A Poisson-törvénybol és az általános gáztörvénybol adódóan az adiabatikus állapotváltozás kezdeti és végso állapotaiban a fajtérfogatok, suruségek és fajsúlyok között a következo összefüggések vannak:
pvn=állandó
(15-53)
törvény jeUemzi, ahol n politropikus kitevo, értéke: 1:§!n :§!~. A kezdeti és végso állapotban írható: vv: = (pp~')
I/n
(15-54)
A fajtérfogat, suruség, fajsúly, homérséklet közötti összefüggések az állapotváltozás kezdeti és végso állapotaiban : (15-55)
(15-56)
I
(15-49)
T2 (TI);;=t . (15-57) A nyomás és homérséklet összefüggése a kezdeti és végso állapotban Y2 YI=
(15-50)
(15-58)
(15-51)
15.4. Gázkeverékek A gázkeverékekre vonatkozó törvényszeruségeket Dalton határozta meg. Gázkeverékekben az egyes alkotórészek állapotváltozásai úgy folynak le, mintha a többi gázrész nem volna jelen, s igy az alkotórészekre érvényesek a már ismertetett törvények. A gázkeverék a rendelkezésre álló teret teljesen kitölti, az alkotórészek egymástól fizikai úton nem választhatók el (15-4. ábra). A keverék egyes alkotóit az egész keverék térfogat- vagy tömegszázalékában adjuk meg.
A 15-4. ábra jelöléseit felhasználva, ha a gázkeverék teljes térfogata a PkeY nyomáson Vkey' az alkotók azonos Pkev nyomására vonatkoztatott térfogatai VI' V2, ••• , Vn; az egyes alkotórészek térfogatszázaléka : VI
rl=--; Vkey
GÁZOK FIZIKÁJA
510
Így a keverék fajhoje a térfogategységre vonatkoztatva:
" =rlelCpl+r2e~p2+
... +r"e"cp,,=
"1:.
r,e,cp ,.
'=1
(15-63)
15.4.1.2. Molekulasúly Avogadro tétele (1. a 15.3.4. pontot) értelmében azonos nyomáson és homérsékleten különféle gázok M kg tömegu, azaz mólnyi mennyiségu térfogatai egymással egyenlok. Ha Ml' M2, ••• , Mn az alkotók mó1súlya : Mlvl = M2v2= M"v" = Vmól'
15-4. ábra. Gázkeverék
(15-64)
Az alkotók sur6sége: Ha pedig az alkotókat a teljes gázkeverék 3 tömegszázalékaként fejezzük ki, akkor ba a keverékekben az alkotórészek tömege mb ~ .••, m,,:
s =. ~--,
2 mkev
1
Ml
VI
Vmól
1 e -----
Mn
el=-=--;
mIl • .... ; 3,,--~~-, mkev
(15-60)
"-v" -Vmól'
Gázkeverék sur6sége: mn
15.4.1. Gázkeverékek fontosabb anyagjellemz6i ill.
m m2 + +_~_, mkev- _1-+ -.•• V ekev= Vkev- Vkev Vkev key (15-65)
15.4.1.1. FaJló
VI
A gázkeverék be1s6 energiája azonos az egyes alkotók be1s6 energiájának összegével. Mivel a gázok fajhlSje az anyag bels6 energiájával szoros összeIuggésben van, ezért az ellSbb elmondottak érvényesek a keverék fajhlSjére is. ÁlI8.ndó nyomásra vonatkozó fajhlS:
"
c"bv=SICpl+S~p2+"
(15-61)
Álland6 térfogatra vonatkozó fajhlS:
" c••kev="lc"I+~ ••2+·· •+ s"C••" = '-1 ~s,c
••,.
e"V-' key (15-66)
az rb r2' ... , rIt térfogat-viszonyszámokat nálva a keverék sur6sége:
felhasz-
"
ekev=rlel+r2e2+'" .
+ r"e" = '=1 "1:. r,e,·
Tömegarányokkal a fajtérfogat :
.+S"cPII= ~",cp,.
'-1
V"
V2
ekev=el y-+ key e2 y--+ key .,. +
vkev=slvl+s~2+"
(15-67)
"
.+3"V,,= "1:.S,vi' '=1
(15-68)
Helyettesitsük be a (15-68) kifejezésbe a v fajtérfogat (15-64) szerinti értékeit: (15-62)
Használatos a gáz egységnyi térfogatára vonatkoztatott fajhlS fogalma is : (15-62a)
l1kev=[SIM 1+
M S22 + ••• + M SlI" ] Vmó1=
_-~-~ S, V.mól---' _Vmól '=IM, Mkev
(15-69)
GÁZKEVERÉKEK
511
Az
15.4.2.2. Nyomás
1 MkCV=ns; 2:l=tMI
(lS-70)
értéket nevezzük a gázkeverékek látszólagos vagy közepes molekulasúlyának.
1
A gázkeverék n különféle gáz keveréke. Az alkotók tömege m•• ~, ~, ... , mn- A teljes gázkeverék tömege: n
.+mn= 2:mt=mkev.
ml+~+"
1=1
V.
vkcv=--= ekcv
Mól key
m5fkg,
(15-700)
MkevVkcv=Vmólm3/kmó1.
(l5-70b)
ill.
Az összefüggésbol kitunik, hogy azonos· nyomás és azonos homérséklet esetén az egyes gázalkotók és a gázkeverék móltérfogata is azonos. Ezzel a (15-7) összefüggés alapján gázkeverékekre is érvényes, hogy MkcvRkev=83l5 J/kmólK (847,9 ~848 kpm/kmólK)_
A keverék nyomása t homérsékleten Pkcv és térfogata Vkcv-Az alkotók résznyomásai ugyancsak t homérsékleten Pl' P2, ... , Pn- Az alkotók résznyomása akkor volna mérheto, ha a Vkcv teret egy-egy gáz töltené meg. Az egyes alkotók térfogata Pkcvnyomáson V •• V2 és Vn m3 •. A Boyl~Mariotte-törvény szerinti (15-28) összefüggés alapján az egyes gázokra írható, hogy V1Pkev=V kevPb V 2Pkev=V kevP2' VnPkey=VkevPn'
(15-71) VI Pl=r
A gázkeverékek alkotóinak gázállandóival a keverék gázállandó ja is értelmezheto.
V2
keyPkev=rtPkev; P2=r keyPkev=r2Pkev;
Pn= ;nkeyPkev=r"pkev;
(15-76)
összegezve:
mkcvRtevT=(mtRt+ m2R2+ ... +mnR;.)T,
Pt+P2+"
.+p~=rtPkey+r2Pkev+·· = Pkev2: r 1=pkeyr
ilL
1-1
(15-77)
n
- +snRn=
(15-76a)
és
mn
Rtcv= -Rt + -R2+ ... + -Rn= mkev mkev mkev =StRt+S2R2+"
.+rnPkev=
n
(15-72) m2
(15-75a)
A résznyomásokat kifejezve
15.4.1.3. Gázállandó
ml
(15-75)
2: sIRI_
(IS-73)
I=t
A gázkeverékek gázá1landója az egyes alkotók gázá1landójáb61 és tömegarányáb61 képzett szorzatok (sIRt) összegezéséveI nyerheto.
igy Pt+P2+ .. ·+Pn=Pkev
(15-78)
A (15-78) kifejezés szerint a gázkeverékek nyomása a résznyomások (parciális nyomások) összegével egyenlo. Ez a Dalton-törvény.
15.4.2. Gázkeverékek állapotjelzoi 15.4.2.3. Fajtérfogat,
15.4.2.1. Homérséklet
fajsúly és suruség
A gázkeverékek fajtérfogata : Gázkeverékek homérséklete az alkotók tömegének, homérsékletének és fajhojének ismeretében számitható_ tkcv-
Cplmltt+Cp:zI1!2t2+" - +cp~ntn
Cpkcvmkcv
-
(15-79) A gázkeverék fajsúlya
n
2: Cp,mltl
- I-t
cpkevmkev
(15-74)
mkcvK Ykev= Vkev
(15-80)
GÁZOK FIZIKÁJA
512
A gázkeverék suriisége
15.4.3. Gázkeverékekre vonatkozó gáztörvények
••
2: mi mkev_ ;=1 .• l!kev=Vkev- Vkev
(15-81)
15.4.2.4. Entalpia A keverékek alkotóinak fajhoje ismeretében a gázkeverék i fajlagos entalpiája:
ikev = Cp kevt, Jjkg (kcaljkg)
(15-82)
ahol cpkevaz állandó nyomáson vett fajho [1. a (15-61) összefüggést]; t a keverék homérséklete. A gázkeverék fajlagos belso energiája: Ukev=Cvkei Jjkg (kcal/kg),
(15-82a)
Cvkevaz állandó térfogatra vonatkozó fajho [1. a (15-62) összefüggést]; t a keverék homérséklete.
A gáztörvények ideális vagy az ideálist megközelíto gázkeverékekre is érvényesek, tekintve, hogy Da/ton tétele értelmében az egyes alkotórészek állapotváltozásai úgy folynak le, mintha a többi gázrész nem volna jelen. Az elobbiek szerint m kg tömegu gázkeverékek esetében, ha a keverék nyomása Pkevés térfogata Vkev, a gázkeverék állapotváltozását leiró, leggyakrabban használatos törvények a következo alakban irhatók fel: Boyle-Mariotte-törvény: PkevVkev=állandó. Gay-Lussac-törvény: TI Vkevl=Vkevo273' Az általános gáztörvény :
(15-83)
(lS-84) (15-85)
15.5. IRODALOM [lj Reck1ltJgel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. 58. Ausg. München-Wien, Verlag R. Oldenbourg, 1974. [2J Maaeke-Eckert: Pohlmann Taschenbuch für Kaltetechniker. 15. Auft. Karlsruhe. Verlag C. F. Müller,
[8J [9J [10J
1971.
Perry, J. H.: Vegyészmérni)kök kézikönyve 1. köL Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1968. [4J Jdszay T.: Mtiszaki h6tan (rermodinamika). (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiad6, 1972. [5J Fodor Gy.: Mértékegység kislexikon. Budapest, Mtiszaki Könyvkiadó, 1971. [6J ASHRAE Handbook of Fundamentals. New York, [3J
1967.
[7] Fe1cm--Menyhárt: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Mtiszaki Könyvkiadó, 1965.
[11J [12J
[13] [14]
Danfoss Katalog für automatische Regelorgane für Kalteanlagen. Nordborg, Danfoss, 1961. Bosifjakovil, Fr.: Technische Thermodynamik. Dresden-Leipzig, Verlag von Theodor Steinkopft', 1966. Bransom. S. H.: Applied 1bermodinamics. London, D. Van Nostrand Co. Ltd., 1961. Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. 1. köL Budapest, Múszaki Könyvkiadó, 1963. Heating Ventilating Air Conditioning Guide. New York, American society of Heating, Refriacratína and Air-Conditioning Engineers, Inc. 1960. PattantyIÚ Á. G.: G6pész- és villamosmérnöltök k6zj.. könyve. 2 köL Budapest, Múszaki Könyvkiadó, 1963. Schmidt, E.: Einführung in die technische 'I'herJnO. dyuamik. Berlin-Göttiqen-Heidelberg. SpringerVerIa& 1963.
16. A levego Szel2O: DR. MENYHÁRT JÓZSEF Lektor: Mészáros Ferenc
A Földet körülvevo kb. 800 km vastag levegorétegben az összetétel a földfelszintol távolodva változik, így változnak az állapot jelzok is. A Földet körülvevo levegöourok 11 km vastagságú elso rétege a troposzféra, a 11...30 km-es réteg a sztratoszféra, s a legfelso réteg kb. 800 km vastagságig
az ionoszféra. Gyakorlatunkban a troposzféra alsó rétegeiben elhelyezett berendezéseket kell méretezni, építeni és üzemeltetni, eltekintve a repülogépek és az iírhajók speciális ·levegotechnikai berendezéseitol.
16.1. Száraz levego A tiszta, szárai levego színtelen, szagtalan, minden szennyezodéstol mentes gázkeverék. Fo alkotó eleme az oxigén (O~ és a nitrogén (N~, ezeken kívül mindenkor tartalmaz a keverék kisebb menynyiségben szén-dioxidot (CO~, hidrogént (H~ és nemesgázokat. A tiszta, száraz levego összetételét a 16-1. táblázat tartalmazza. A sZáraz levegore vonatkozó törvényeket alS. fejezet tárgyalja.
A levego mozgása miatt batikus változás általában termikus állapotváltozást h magasságban uralkodó p
(16-10)
A Povo értékpár a földfelszínt jellemzi. A h magasságban uralkodó homérséklet a következo:
16.1.1. A légnyomás és homérséklet változása a magassággal
(1- gh . -;~-1) . T=T. oRTo
A Föld felszinén uralkodó légnyomást a Földet övezo levegoréteg okozza. A tengerszinten mért nyomás közepes értéke rv 1,013 bar (760 torr). A levegonyomás a Föld felszínétol távolodva változik, csökken. A h magasságban uralkodó P nyomás a következo összefüggésseI határozható meg: Xenon Neon Hélium Szén-dioxid Kripton Hidrogén Oxigén Argon
P=Po
(
1----·--RTo gh
, ~ ~-1)"~1
az atmoszférában adianem fordul elo. Izokell feltételezni. így a nyomás :
(16-1)
ahol Po a Föld felszínén uralkodó nyomás; h a vizsgált magasság; To a Föld felszínén mért homérséklet; R gázállandó ; ~ a (15-6) összefüggés szerinti fajhoviszony ; g nehézségi gyorsulás.
16-1. táblázat. Tiuta,
mepevezésc Alkotók I kémiai jele
Nitrogén
He Kr Ar X 0,046 0,000009 75,47 0,00004 0,0003 23,20 0,00007 0,933 0,030 1,28 COz 0,015 0,001 0,0012 78,03 0,0001 20,99 0,00015 0,0018 Oz Hz Nz
(16-2)
száraz levego összetétele
I
Alkotók 1I1eI1IIYis68e. % térfOlllltarány I tölllCllB1'ánY
514
---8~o -~ -l'l
~
::: ..,
ID 00 00
I
..,
A LEVEGO I r0\ •.. cs \o ~ ~ acs -cs 00 ~~r71 g/ ~ NI _ 0\ 7/ 8 00.1 \o ~ ..•. 00./ -a. ~ I cs on M MI I ~ ~ 71 §/ G ~ on 0\ ... ..•.
'"'a
!~
- ] -~I~I~ ----al :·1 ~I ~I~I~ ~$~ ] g~I ~I~I ~1 al íIIli.!~Iíil~I~I~ ~I~I~ ~I ~I~
::r:
71
A jelölések az elozo összefüggésbol már ismertek. Mivel R=286,9 NmjkgK és felveheto ~=1,4 érték, a (16-2) átrendezésévei irható: LJT=O,0097h,
Il
! .fl
.i
.•..
(16-3)
ahol h a földfelszfn feletti magasság. Közelíto számitáshoz az 1°C/toO m homérséklet-változás veheto alapul. A h magasságban uralkodó homérséklet és nyomás a 16-1. ábrán és 16-2. táblázatban található. +10 7; oC -10 10
-50
-30
-70
h,km
9
8 7
1
i1
I
6
5 +
J 2
CIII
42
44
1
I
40 I
, 68,8'103
o,a
1,0
I
I
78,5'10' 98-101
aj
.p, pa
9 8 7
6
5 4-
3 2
1 o
P, kp/cm2 I
••
0,2 I
1
0,1,.
0,6
I
I
19,6-10' 39,NO'
0,8 1
•
68,8'10' 78,5,10'
b)
98-10'
p,Pa
16-1. ábra. H&nérséklet és légnyomás változása a h magassig függvényében aj adiabatikus 61Iapotvütow;
hj izotermilwa áIIapotvütozás
515
LEVEGOSZENNYEZOOÉSEK
16.2. Levegoszennyezodések A Földünket közvetlenül körülvevo levegorétegben eloforduló és számunkra nemkívánatos anyagokat összefoglaló néven levegoszennyezodésnek nevezzük. A szennyezoanyagok eredetük szerint lehetnek természetes és mesterséges szennyezoanyagok. A természetes levegoszennyezodést a természeti jelenségek okozzák, a mesterséges szennyezodés pedig az emberi tevékenység következménye. Halmazállapot szerint a levegoszennyezodés lehet szilárd (ásványi, növényi stb. porok), folyékony (köd stb.), légnemu (gázok stb.). A levegoszennyezodés nagysága, ill. mértéke meghatározható és mérheto. A levego mindig tartalmaz nedvességet is. A száraz rész (amelyik maga is gázkeverék) az egyik, a nedvesség a másik alkotó, így· a levego kétalkotós gázkeveréknek tekintheto. Ez a keverék a nedves levegl>'
16.2.1. A levego állandó alkotóinak hatása az emberre
lélegzése nyálkahártya-megbetegedést, sot tüdobántalmakat idézhet elo. A levego szén-dioxid- (C02-) tartalma a külso térben átlagosan 0,3 ... 0,4%0. Nagyvárosok levegojének CO2-tartalma ennél nagyobb értéket is elérhet, de átlagosan a 0,5 ... 0,6%o-et nem haladja meg. Zárt helyiségekben 1,5... 2,5 tf.% CO2-tartalom is mérheto. Ezt az ember még könnyen elviseli. Ennél nagyobb CO2-tartalom már szédülést, fejfájást okoz. A 6... IO%-os CO2-tartalom életveszélyes. A levego minimális mennyiségben tartalmaz hidrogén- (H-) és hélium- (He-) atomokat is. A H- és He-atomoknak az emberi szervezetre különösebb hatásuk nincs. A nemesgázok (Ar, Ne stb.) biológiailag általában közömbösek, a közérzetet nem befolyásolják.
16.2.2. A levegéiszennyezOdések hatása az emberre 16.2.2.1. Porok
Az élo szervezet a környezo levegot felhasználja. A felnott ember kb. 480 1 levegot fogyaszt óránként. A nitrogén a száraz levego mintegy négyötödét alkotja, az emberi szervezetre különösebb hatása nincs. Egyes növények (baktériumok segítségével) a levego nitrogénjét megkötik és saját szervezetük felépítésére használják fel. Légzés folyamán a szervezet a levegobol az életfunkciók fenntartásához szükséges oxigént a tüdon keresztül felveszi, és a tüdöben felfrissülo véráram segítségével sZétosztja. Az elhasznált levegovel a szetvezet szén-dioxidot és vízgozt bocsát ki. Kilégzéskor a szervezetbol telített és testhomérsékletu, közelítoleg 4,5% CO2-tartalmú gázkeverék távozik. A természetben a levego százalékos oxigéntartalma majdnem állandó. Az O2 termelésérol a növényzet gondoskodik. Még a ni\gy gyárvárosok levegojének oxigéncsökkenése sem nagyobb ~,5 ... 1,0%-nál. Ha zárt térben a levego 02-tartalma 16% alá csökken, kellemetlen közérzetet okoz. Nyugvó ember azonban még a 12% 02-tartalmú levegot is elturi. Fulladásos halál 7% 02-tartalom esetén következik be. Az oxigéntartalom eros növekedése kezdetben szintén kellemetlen közérzetet, tartós be35·
A levegoben található ásványi, növényi és állati eredetu por az ember szervezetére káros. Kis mennyiségben zavarja a szervezet muködését, nagyobb mennyiségben megbetegedést okoz. A por veszélyességét növeli, hogy porhoz kötve, arra rászáradva számtalan baktérium és más kórokozó jut az ember szervezetébe. A porszemesék méretét [Lm-ben adják meg. Az 1, [Lm-nél kisebb porszemcsék nem ülepszenek le. A11andóan lebegnek, s így a levego állandó szenynyezodését képezik. A szennyezoanyag-tartalmat a koncentráció (töménység) jellemzi. A koncentráció jele k, mérfékegysége rendszerint mg/m3, 11m3, m3/m3 stb. Krónikus megbetegedést okozó porok. Azokat a porfajtákat sorolhatjuk ide, amelyek a tüdobe kerülve krónikus tüdobántalmakat okoznak. Ilyen a kvarcot és szabad kovasavat tartalmazó anyagok pora. Egyik leggyakoribb megbetegedés a szilikózis, amelyet kvarctartalmú porok okoznak. Az emberi szervezetre a 0,1...5 [Lm nagyságú szemesék a legveszélyesebbek. A 0,1 [Lm-nélkisebb méretu szemesék - ha nem mérgezo hatásúak nem veszélyesek, mert kilégzésseI eltávoznak a tüdóbol. Az 5 [Lm-nél nagyobb méretu porszemeséket a légzoutak kiszurik.
516
ALEVEGÖ
A kvarctartalmú porok megengedett koncentrációját a por kvarctartalmának függvényében adják meg. Ha a por kvarctartalma 50% -nál nagyobb, a megengedett koncentráció 1 mg/m3, ha 50%-nál kisebb, akkor 2 mg/m3• Egészségre ártalmatlan porok. Ide tartoznak a különféle szerves porok, mint a facsiszolat, virágés növényi porok stb. Ezek az emberek többségére ártalmatlanok, az érzékenyc;bb szervezetueknél viszketegséget, köhögést válthatnak ki. Az egészségre ártalmatlan porok megengedett koncentrációja 10 mg/m2•
16.2.2.2. Gázok és gözök A levegl>t szennyez{) gázok és gl>zök lehetnek fojtó hatásúak (pl. szén-dioxid, hidrogén-cianid stb.), ingerll> hatásúak (pl. klór, kén-hidrogén, kén-dioxid stb.), bódító hatásúak (pl. benzin, benzol, szén-diszulfid stb.), mérgezl> hatásúak (pl. higany, foszfor, arzénes vegyületek s(b.). Szén-monoxid (CO). Színtelen, szagtalan gáz, jelenléte éppen ezért nehezen érzékelhetl>. A szén-monoxid a tüdóben a vér hemoglobinjával vegyületet alkot. A belélegzett gáz elóbb csökkenti, majd megszünteti a vér oxigénellátását és fulladást okoz. Már 1% szén-monoxid-tartalmú levegl>belélegzése rontja az ember közérzetét, fejfájás, levertség érezhetl>. Nagyobb CO-tartalom mérgezési tüneteket vált ki. A CO krónikus belégzése az idegrendszerben maradó káros elváltozást (pl. süketséget) okoz. Kén-hidrogén. Színtelen, záptojásszagú gáz. A légzl>utakra és a szem szaruhártyájára Íl'lger1l>enható s az idegrendszert károsít6 erl>sméreg. Kénsav. A fe1sl>légutak nyálkahártyáit ingerli és gyulladásba hozza. Nagyobb koncentrációk esetén a hörgl>k és a tüdl> súlyosan megsérülnek. Már néhány mg/m3 kénsavköd izgató hatású. Kén-dioxid-gáz. Színtelen, erl>s szagú gáz. A légzl>utakat izgatja. 6 mg/m3 töménységet már érzékelni lehet. 60 mg/m3 töménység esetén az orrban szúró fájdalom érezhetl>, és köhögést is kivált. Benzin. A szervezetre bódít6an hat. A mérgezés az idegek, a sziv-érrendszer megbetegedésében, gyengüll> légásben nyilvánul meg. Krónikus belélegzése maradandó idegbántalmakat okozhat. Benzol. Fl>leg a központi idegrendszerre hat nagyobb koncent:dció esetében. Aceton. Kisebb mennyiségii aceton belélegzése
16-3; táblázat.
A külÖDféle levegÍÍS7.eIIDyezéJdések
megengedett
kODCeDtráci61
Az anyag JDellJlCvezésc
Aceton Akrolein Alifás telitetlen alkoholok (allil-, krotolilalkoholok) Alkoholok: amilbutiletilmetilpropilAmmónia Anilin, toluidin, xilidin Arzén oxidjai Arzin (arzén-hidrogén) Benzin, könnyubenzin, ligroin, petróleum, ásványolajpárlatok C-re átszámítva Benzol dinitro-benzol dinitro-klór-benzol nitro-benzol nitro-klór-benzol nitro-toluol trinitro-toluol Cink-oxid Dekalin Dietil-éter Divinil, pszeudobutilén Ecetsav észterei: metil-acetát etil-acetát propil-acetát butil-acetát amil-acetát Fenol 'Formaldehid Foszfin Fos7,gén Hidrogén-cianid és s6i, HCN-re átszámítva Hidrogén-ftuorid Hidrogén-ftuorid s6i, HF-ra átszámftva Higany (fém) és szervetlen vegyületei Kadmium-oxid (olvasztáskor és lepárláskor) Kén-dioxid Kén-hidrogén Kénsavhidrid Klór Klór-benzol Klór-naftalin és klór-difenil
koncentráció,
msJm' I Mcaenaedhetö
200,0 0,7 2,0· 200,0 200,0 1000,0 SO,O
200,0 20,0 5,0 0,3 0,2 300,0
20,0 1,0·
1,0· 3,0 1,0 5,0
1,0 5,0 100,0 300,0
100,0· 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 5,0 1,0 0,1 0,5 0,3 0,5
1,0· 0,02 0,1 10,0 10,0 1,0 1,0 SO,O
1,0·
LEVEGÖSZENNYEZÖD~SEK 16-3. táblázat folytatása konc:ontráci6, malrn' -\ Megenaedhet6
Kl6rozott szénhidrátok dikl6r-etilén kloroprén trikl6r-etilén szén-tetraklorid Kr6msavanhidrid, kromátok, bikromátok, CrO,-ra átszámitva Mangán és vegyü1etei MnOt-re átszámitva Nitrogén-oxidok NOt-re átszámitva Ólom és szervetlen vegyü1etei, kivéve az 61omszulfidot Sárgafoszfor Shsav Szelénanhidrid Széokéneg Szén-monoxid Szolventnafta Tctralin Toluol Xilol
50,0
2,0· 50,0 20,0 0,1 0,3 5,0
0,02 0,03 10,0 0,1· 20,0 30,0 100,0 100,0 50,0 50,0
• A C:Si1Iaaa1mesioIölt adatok D,. Nye,ge. T.: Ipari szeDozés éa porta\anitás (Budapest, Tanköoyvkiad6, 1970), a táblázat többi adata ÁBEO 1973. kiadváDyból szArmazik.
517
hosszabb id5n keresztül a fels5 légutakat, valamint a hörg5ket ingerli, és fejfájást idéz e15. Ammóniák. Színtelen, szúrós szagú gáz. A természetben szerves anyagok rothadásakor keletkezijc. Az ammóniák kis mennyiségben f()leg a fels5 légz5utak nyálkahártyáit és a szemet izgatja. Higany. A mérgezést leggyakrabban fémes higanyg5zök belélegzése okozza. Egészen kis koncentrációban is mérgezést okozhat. Már szobah5mérsékleten párolog. Er5s mérgezéskor els5sorban a nyel&:sövet és a vesét támadja meg. K.rónikus belégzése az idegrendszer megbetegedését okozza. Ólom. G5ze és pora egyaránt mérgez5 hatású. Az ólom az idegrendszerben, a vérben és az erekben hozhat létre elváltozást. Protoplazma méreg. Fenol. 3.. .4 mg/m3 koncentrációban már felismerhet5 a szagáról. 10 mg/m3 folyamatos belélegzése krónikus mérgezést okoz. Az ózon cSekély mennyiségben erdoségekben, magas hegyek környezetében található. Nagyvárosok leveg5jében nincs. Az ózon a szerves anyagokat, fémeket stb. igen er5sen oxidálja. A szennyewanyag olyan koncentrációját, amely az ember szervezetére még nem káros, megengedett koncentrációnak vagy határkoncentrációnak nevezzük. A leveg5szennyez5dések megengedett koncentrációját a 16-3. táblázat tartalmazza.
16.3. Nedves levego A levego a valóságban mindig tartalmaz kisebb- cseppeket alkotó folyadék halmazállapotban. A túlnagyobb mennyiségli vízg5zt, amely a leveg5vel telített leveglS kétféle halmazállapotú nedvességet tartalmaz: telített glSztés folyadékot. tökéletesen diffundál. Az igy keletkezett, gyakorlatilag kétkomponensii rendszert (keverékeket) neA természetben a leveglStelítetlen. A nedvességvezzük nedves leveglSnek. tartalom néha eléri a telítési, ill. ennél nagyobb Bármely tetsroleges h5mérsékletu leveglS külön- értéket, s megindul a ködképzlSdés. böz5 mennyiségben tartalmazhat nedvességet. A termodinamikai számításokban 1 kg tömeg{1 A leveglS telített, ha a benne lev5 vízg5z Pvg közeget veszünk alapul. A kétkomponensu leveglSparciális nyomása egyenllS a keverék t Mmérsékvízgoz keverékben, azaz a nedves leveglSben az letével azonos hlSmérsékletii telített vízglSz Pvstcl egyik alkotó (a vízgoz) folyamatosan változik, igy nyomásával. a keverék tömege is állandóan változik. A teHtett leveglS több nedvességet glSz alakban Legyen a keverékben levlS száraz leveglS mlcv kg már nem tud felvenni. Ha nlS a keverékben a nedtömegli, a vízglSztömege 11Ivs kg, akkor a keverék vesség, akkor a glSzkondenzálódik. Ha a leveglSben a vizglSza keverék állandó t hlS- tömege: mérséldete mellett csökken, csökken a vizglSzpar(16-4) ciális nyomása is. TeHtetlen a leveglS akkor, ba ill. PVI
518
ALEVEGÖ
A szaúÚtások egységéül azt a nedveslevego-mennyiséget választjuk, amelynek száraz része 1 kg tömegu, míg a nedves része mVg= x
mlev
kg víz/kg levego.
A számítási egységül választott nedveslevego-menynyiségben a száraz rész mindig állandó, 1 kg, míg az x nedves rész változó.
amibol 1 1 Plev 12lev=Ulev= R1ev.
T.
(16-11)
A keverékben levo vízgoz surusége a (16-8) összefüggéssei fejezheto ki, a vízgoz tömege 1fIvg= x, igy ev = mVg=~=_I. PVg. g V1+% VI-h Rvg T Ha a levego telitett :
16.3.1. A levego-vízgoz keverék általános áIlapotegyenlete
(16-12)
(16-13)
A gázkeverékben levo száraz levego résznyomása Plev' a vízgozé Pvg, s igy a keverék össznyomása Dalton törvénye szerint: P=Plev+Pvg.
(16-6)
Mivel az alkotóelemek közelitoleg ideális gáznak tekinthetok, ezért érvényes rájuk az általános gáztörvény. A száraz levegore írható, hogy (16-7) ahol V1+%az (I+x) kg tömegu keverék térfogata; Rlev a száraz levego gázállandó ja ; T homérséklet. A keverékben levo vízgoz állapotegyenlete: PvgV1+%=mvgRvgT=xRvgT,
(l6-8)
ahol Rvga nedves alkotó gázállandója. A teljes keverékre az általános állapotegyenlet:
A keverék surusége az alkotók suruségének összegével egyenlo: e-elev+evg-R' _ . _
1lev
T-
P
R-R1vg] T' PVg
[1 lev
(16-14) A gyakorlatban még használatos e következo kifejezése is:
e=
0,465h
T
0,176hvg
T'
ahol h a keverék össznyomása, torr és hvga vízgoz parciális nyomása, torr. A (16-14) összefüggés elso tagja a P nyomású teljesen száraz levego (PVg=O) surusége. A kifejezés bizonyitja, hogy a nedves levego surusége - s igy a nyomása is - azonos P össznyomás esetén kisebb, mint a teljesen száraz levego surusége.
pV1 t%= (p lev+ PvJV1+%=mlevRlevT + lfIygRvgT= =mRT.
(16-9)
A keverék mR szorzata az alkotók tömege és gázállandó ja ismeretében számítható: mR=mlevRlev+ mvgRv~. Mivel a goz-levego keverék tömege (I+x)=m ezzel a nedves levego állapotegyenlete:
kg,
(l6-10)
pV1+%=(I+x)RT.
16.3.2. A nedves levego surusége Az (1+ x) keverékben foglalt száraz levego surusége a (16-7) összefüggés alapján írható fel. Mivel az állapotegyenlet 1 kg tömegu száraz levegore vonatkozik, igy a V1+% egyben az 1 kg száraz levego vlevfajtérfogata :
16.3.3. Abszolút nedvesség A (16-7) és (16-8) kifejezésbol a keverék x nedvessége kifejezheto:
x= Rlev . PVg• Rvg Plev
Figyelembe véve, hogy Plev= P- PVg,valamint hogy a száraz rész gázállandó ja Rlev=286,9 Nm/kgK (29,25 kpm/kg°C) és a nedves alkotó gázállandó ja Rvg=46I,SOI NmfkgK (47,06 kpm/kg°C), az abszolút nedvesség: x=0,621 P~;Vg . (16-16) Ha a levego telftett, akkor Xteltelitési maximális vfzgozmennyiség:
T
-V =Rlev-·Plev -, U1ev- 1+%
(16-15)
xtel=0,622
PVgtel P-Pvgtel .
(16-17)
NEDVES LEVEGO 16-4. táblázat. Telitett leveg6 fizikai jeIIemz6l1,013 bill' (1,0 atm) n)'OlllÚOD
II
SI
Ot ••• SI P ,el. Ztelt Technikai torr kp/m" ka 1evea6/m" mi/ki -17,32 -18,48 48,48 -14,93 -16,14 12,71 0,935 1,3278 1,3436 1,3490 -4,415 62,28 142,91 125,13 77,23 66,94 4,579 5,69 11,99 27,58 25,33 29,90 32,30 34,81 102,10 95,30 7,01 21,06 9,35 8,72 -12,48 57,32 44,54 40,90 26,46 24,20 18,44 28,89 15,33 16,82 -7,31 -9,95 -3,14 -1,69 2,532 1,228 1,238 2,761 3,276 1,627 1,780 1,2919 6,22 1,2672 1,3020 1,3174 -3,276 185,27 18,17 13,96 1,027 1,3383 1,3330 11,56 0,850 1,13 -4,136 0,7448 0,000654 10,50 0,772 1,03 0,007882 0,008433 116,99 109,32 71,93 133,76 4,93 10,52 5,29 11,23 11M2 11,49 15,15 11,47 9,84 10,72 12,27 9,21 8,05 14,96 12,406 40,09 55,21 1,2332 1,2478 1,2101 1,2382 1,2335 1,1962 37,39 9,74 1,1595 6,56 6,11 7,05 7,57 1,1916 2,745 3,175 3,618 0,8079 0,8393 0,8321 0,8430 88,90 6,54 6,10 23,16 19,02 11.05 10,01 7,51 1,2194 1,2241 1,2148 8,13 kl/kl -13,72 20r19 37,54 31,56 22,12 52,74 34,43 -8,64 -0,19 -4,57 3,879 3,566 1,357 2,125 2,321 3,008 1,946 1,486 0,320 -0,403 -1,()91 -1,746 -2,376 1,086 1,3122 1,2869 1,2969 1,3225 1,487 1,2623 1,2574 1,2526 1,2721 1,2819 1,3071 2,91 4,15 4,54 1,34 2,37 2,17 4,37 4,01 2,83 5,17 3,68 2,59 1,81 1,98 -2,681 0,7979 0,7914. 0,7881 0,7817 0,7630 0,7754 0,7723 0,7947 0,8012 0,7569 1..1 173,76 45,78 1,1732 0,8584 0,8624 0,000955 0,000792 0,000870 1,25 1,37 -3,567 0,7478 -3,854 0,7508 0,7539 0,000720 0,7418 kcal/lt& 0,004192 0,006875 0,0073630,8357 0,0038980,8046 0,0045060,8112 0,009018 0,010300 0,012529 210,3 152,61 162,89 15,48 16.48 2.,95 13,28 19,36 14,01 13,12 15,97 8,61 2,328 51,94 1,1641 1,1686 1,1870 1,1824 1,2054 7,717 08,932 0,8146 0,8506 0,8544 ,8468 ,8705 ,8664 0,0055790,8215 82,89 1,2288 4,074 0,003030 0,002783 0,002554 0,001802 0,002149 0,001650 0,001509 0,001379 0,001048 4,216 0,697 -2,064 -0,751 1,900 1,2770 9,75 3,38 5,62 3,10 1,65 -2,981 0,7849 0,7692 0,7661 0,7600 0,7786 -1,422 12,79 13,63 17,04 42,88 10,935 1,1178 0,242 0,004841 0,009634 0,014246 223,9 197,45 14,53 13,188 11,657 48,80 1,2008 6,050 8,314 6,587 7,142 9,575 0,0059850,87.00 0,0064160,8285 0,0051990,8180 4,544 5,532 5,030 0,001969 0,002344 0,003298 0,001149 0,001258 -0,046 0,013362 .-11,22 -5,95 kalks o,oU741 0,010999 0,8747 I0,000586 1,50 Tecbnikai Teclmikai
hv".l
mért6krCndS7M
I
Pv,"l
519
ALEVEOO 1•••• táblázat 1. folytatása SI
Ilceh "teh torr Atelt kl/ka k&/ka m'/ka ka kp/m' 1evc&6/m' k<:al/ka 1.0321 198,28 346,SO ,9387 268,41 255,14 230,64 219,30 208,53 752,0 712,9 170,44 179,27 40,713 1,0066 ,9988 0,141227 512,8 1257,8 37,73 297,13 188,56 0,9595 404,90 384,26 47,361 1,0148 ,9506 238,3 304,1 104,89 102,02 107,52 1,1365 1,1132 %,77 1,0990 1,0943 82,36 ,9067 ,8834 ,9446 ,8971 ,9330 ,9221 605,7 639,8 573,3 62,74 59,35 146,41 1,0798 049,807 ,9838 ,9768 ,9633 329,13 1138,2 1196,7 1082,1 117,35 106,11 111,61 242,58 1,0125 64,109 57,941 1,0712 1,0608 1,0508 1028,4 100;85 55,089 1,0413 977,1 95,81 1605,1 157,39 364,86 927,9 68,26 1,0233 1529,8 836,0 793,0 61 58,34 52,44 69,91 162.03 77,76 SO,28 73,74 81,97 0/)719 1,0498 1,0549 42,819 38,702 82,761 ,SO ,9912 0,094722 0,133340 880,9 1388,1 542,3 1765,3 1683,S 129,59 136,12 129,8 282,38 119,28 125,56 86,38 0,9657 0,9956 312,69 1,0895 107,455 29,999 45,036 91,785 70,969 96,711 11,1585 1,1736 1,0933 1,0820 1,1894 ,2061Technikai 426,72 101,921 0,029855 0,028118 0,015184 0,024926 0,017221 0,019508 0,018333 0,020755 0,026477 269,4 342,6 385,3 286,3 484,7 432,5 363,4 253,4 458,0 25,21 26,74 31,82 35,66 33,70 30,04 18,65 17,54 47,52 44,91 28,07 31,66 26,42 40,04 42,41 33,59 35,63 37,78 23,114 21,916 14,003 14,848 62,16 15,726 65,84 1,1226 1,1179 58,61 1,1503 1,1411 1,1038 1,1272 1,1319 1,1457 1,1085 91,75 86,95 69,73 77,98 27,053 24,367 ,9168 ,8924 ,9018 ,8879 ,9275 ,8790 ,9117 675,5 47,07 49,69 42,18 66,24 56,28 152,03 139,12 132.22 1,0699 1,0846 36,791 33,232 34,970 ,9699 ,9569 1,1306 1457,5 78,612 0,079889 88,02 79,60 83,71 1,0235 1,0180 75,65 1,0288 71,88 52,384 0,067357 0,118926 0,125910 118,0 0/1779 87,147 1,1442 90,99 1,0394 0,053573 0,056743 112,5 55,32 1,0599 0,035665 0,100256 0,089491 0,060085 0,149616 O,OS0578 1850,4 )65,08 123,34 181,45 64,80 39,90 173,10 190,04 102,1 123,8 142,6 53,18 92,51 97,20 0,9532 1,0013 1,0446 1,0069 449,89 I,06SO 28,491 74,685 67,446 1,1052 0,023456 0,031684 0,022066 0,016171 0,033620 408,3 322,9 22,38 23,76 28,35 21,07 19,83 29,82 27,78 24,85 20,769 18,625 19,673 17,618 16,656 1,1549 73,76 25,681 0,042516 0;045060 0,037828 0,047746 44,56 1,0749 31,580 142,92 107,2 0,9898 0,075474 0,084553 0,071299 1,0341 0,063619 1939,0 1321,6 lSO,OI 0,112339 0,9839 .60,940 0:106124 I I0,040104 Technikai Tochnikai 136,1 1,1176
.
SI
m6rt6krendazer iCeJ Pv •• e.
I
hv ••••
I
521 NEpVES LEVEGO
1~. táblázat2. folytatása SI VtehSI Qteb .%te" kl/kg m'/ka kg ka/ka !evel6/m' kp/m' 2031 2227 2127 2438 2330 4098 9274 7149 4212 2912 3042 2550 8004 3463 3613 1710 8619 6312 3931 3769 2666 2787 6623 9616 7425 6882 3317 01;749 5447 5234 4829 4451 4637 5894 5028 3117 5667 6129 8307 8942 torr200,023 9969 4881.26 0,17821 0,9268 0,9129 0,9199 339,58 354,29 0,8602 0,37623 0,22610 649,45 217,2 0,8985 0,30812 884,26 0,8181 0,629012,0850 0,28962 0,892862,5532 2059,53 454,70 493,05 534,13 577,97 400,6 555,71 0,158524 199,16 1,2237 0,16804 500,61 218,38 156,4 0,9335 0,9402 1,2621 1,2423 0,21960 0,20053 0,18896 558,01 589,71 228;48 279,3 171,4 133,279 1,3051 1,2829 0,35185 0,32951 2,0942 3,0520 3,8820 41900,66 5685,12 1001,15 623,51 940,61 756,04 784,87 814,58 254,6 265,7 567,0 610,9 187,5 0,8522 0,6507 0,6383 0,0629 0,6256 4,6674 1,5455 0,43188 0,40288 0,24033 1,092442,9057 5,257010,213 1,372873,3998 1,7935 1,219873,1304 14185,30 4252,87 2996,73 1217,62 1067,16 659,56 698,34 942,94 977,56 401,85 624,84 876,85 909,41 261,43 273,29 701,03 385,47 369,59 525,8 487,1 468,7 205,0 301,4 196,1 0,8269 0,8439 0,9058 0,8355 0,6865 0,7091 0,6979 0.6126 1,6792 1,7316 1,6308 1,3536 1,3804 0,5121 0,46389 0,25554 1304,08 739,75 418,91 285,55 325,27 243,9 214,2 546,1 314,1 0,8912 0,8682 1,5074 0,68308 0,58086 0,49892 0,744132,2897 0,27194 538188,02 2246,29 2459,86 1503,54 1895,13 1749,45 832,43 473,53 436,47 311,54 298,30 433,6 513,25 233,7 223,7 384,9 269,7 341,0 0,8001 0,7908 0,8092 0,8760 0,8837 0,7617 0,7716 0,7813 2,1822 1,4394 1,4121 1,9220 lJ,813502,4127 0,984822,7158 601,01 0,7516 0,7308 474,44 149,4 0,9467 528,54 208,57 163,8 119,573 6763,98 250,05 239,07 588,6 140,851 1615,55 1,3286 2,4942 10491,91 8262,23 1139,23 845,18 289,1 633,9 707,3 224,662 1358,01 148,924 1973,40 10007,8 6,3479 7,8032 5,3696 239,122 212,100 1,5864 15,576 7,945514,924 21406,40 3750,68 3339,36 674,85 728,10 657,6 506,1 682,1 0,7201 1015,78 0,5994 3388,10 4,1395 0,5859 5112,83 351,40 797,598 715,757 157,534 290,824 1619,70 1398,65 355,1 327,3 176,688 1,7893 1,4088 311,475 2707,28 784,35 416,8 450,9 0,7414 187,339 452,645 417,852 1,9991 1,8523 359,114 491,917 587,528 536,517 113,320 e1 126,240 2505,95 28,292 254,887 895,835 166,797 211,202 1165,87 334,062 386,859 198,823 646,623 la:aI/kI 128 544,0 I0,53780 I1,559693,1285 ITodmikai 733,2 Technikai Technikai
I
i•.
I I
hv •••
m6rt6laendszer
i
pv. tel
ALEVEOO
522
A különféle homérsékletekhez tartozó telítési nyomás értékek a 16-4. táblázatból vehetok. Azt a homérsékletet, amelyen a telítetlen levego hutés következtében telítetté válik, harmatponthomérsékletnek nevezzük. A gyakorlatban használatos a relatív telítettség: x tp=-,
Xtel
P-Pvgtel. P- Pvg
Pvg tel
16.3.5. A nedves levego alkotóinak résznyomása A goz résznyomása a (16-16) összefüggésbol kifejezheto: x Pvg=P 0,622+x . (16-21) Az Xtel telítési gozmennyiséghez tartozó telítési goznyomás:
ill. tp=~.
•
(16-18)
Xtc 1
Pvgtel=
X
tel +0622 ,
p.
(16-22)
A száraz alkotó résznyomása : 0,622
16.3.4. Relatív nedvesség
x+0,622 . Ha a nedves levego telített: Plev=P
A (16-12) és (16-13) összefüggés hányadosa a levego relatív nedvessége:
0,622 Plev=P
q;=~= evgtel
PVg . Pvgtel
tp= q;
P- Pvgtel
•
(16-20)
P-Pvg
A tp értéke nem nagy mértékben tér el a q; értékétol, ezért alacsony homérsékletek tartományában a relatív nedvesség közel azonosnak veheto a relatív telítettséggel, azaz tp~q;.
A gyakorlatban a q;fi fiziológiai nedvesség fogalmát is használják. Ekkor a levegoben foglalt vízgoz parciális nyomását az emberi test 37 oc homérsékletének megfelelo telítési nyomáshoz viszonyítják.
Tfi---PVg
m
.
PvgtelE
A teIítési hiánya levego homérsékletének megfelelo Pvgtel telítési goznyomás és a levegoben foglalt goz parciális nyomása közötti különbség. LJpVg
=Pvg tc1-
X tel +0622' ,
(16-19)
A levego relatív nedvessége a t homérsékletu telítetlen levegoben mért Pvg parciális goznyomás és az azonos t homérséklethez tartozó Pvgtel telíté~i goznyomás hányadosa. A relatív telítettség és a relatív nedvesség kapcsolata [1. a (16-18) összefüggést] :
Pvg·
Ezzel analóg a fiziológiai telítési hiány fogalma is, azzal a különbséggel, hogy itt a 37 oC-nak megfelelo homérsékletu telített goz nyomása kerül a Pvgtel helyébe.
(16-23)
(16-24)
16.3.6. A nedves levego entalpiája A nedves levego mint gázkeverék entalpiája az aIkotók entalpiájának összegezéséveI nyerheto. A keveréket abban a homérséklet- és nyomástartományban vizsgáljuk, ahol a komponensek közelítoleg ideális gáznak tekinthetok, ezért az egyes alkotók entalpiája csak a homérséklet függvénye. Ennek megfeleloen a nedves levego entalpiája a homérsékleten kívül csakis a keverék összetételétol függ. Mivel a nedves levego entalpiája a homérséklet és az x nedvességtartalom függvénye, ezért t= O oc homérsékletu és x= O kg víz/kg levego vízgoztartalmú levego entalpiája zérussal egyenlo. Mindezek elorebocsátása után a keverék 1 kg tömegu száraz részének entalpiája: (16-25)
ahol cp a száraz levego fajhoje állandó nyomáson, kJjkgK (kcaljkg°C); t a gáz homérséklete, oC. Száraz levego állandó nyomáson vett fajhoje a 16-5. táblázatból veheto. Kozépértékben 1,00 kJjkgK (0,24 kcaljkg°C) értékkel veheto figyelembe. A keverék másik alkotója, a nedvesség t homérsékletu túlhevített vízgoz alakjában van jelen. A goz i entalpiája O oC homérsékleten mért ro párolgá~~o és a O OC-tóI számított túlhevítési ho (cpgf) összegeként írható fel: ig= (ro+ cpgt)x,
(16-26)
NEDVES LEVEGO 16-5. táblázat.
Levego és vízgoz közepes fajhoje
0,4443 0,2403 0,2402 0,2420 0,2410 0,2405 1,0057 0,4462 0,4449 0,4439 0,4490 0,4455 0,2400 0,2401 1,8798 1,8715 1,8702 1,8924 1,8681 1,8627 1,8652 1,8585 1,0052 0,4435 1,8568 1,0048 1,0061 0,4520 0,4471 1,0090 1,0069 1,0132 kJ/kgK I 1,0048 kcal/kgOC Vízgoz Fajho,cp kJ/kgK I kcal/kgOC
Levego
523
16.3.7. A nedves homérséklet fogalma A t homérsékletu és ep relatív nedvességu levego nedves homérséklete az a nedves homéron mért tn homérséklet, amelynél a levegobol a nedves homéro higanygömbjére a ,1t= t- to homérsékletkülönbség esetén annyi ho áramlik át, amely a homéro higanygömbjén elpárolgó VÍZpárolgási melegét fedezni tudja. A nedves homéron annál alacsonyabb homérséklet mutatkozik, minél kisebb a levego légnedvessége, s így a VÍZgozparciális nyomása a levegoben. A száraz és nedves homéron (16-2. ábra) leolvasható homérsékletek különbsége az ún. pszichrometrikus különbség (,1t= t- to)'
I
ahol ro a párolgásho O oC homérsékleten, ro= =2500,38 kl/kg (597 kcaljkg); cn a goz állandó nyomáson mért fajhoje, értékeit a 16-5. és 16-6. táblázat tartalmazza. Középértékben a 0 ... 100 oC homérséklet-tartományban cpg= 1,91 kJ/kgK (0,46 kcaljkg°C) értékkel számolhatunk. I A nedves levego teljes entalpiája: i1+:>:=ilev+ ig= cpt,+x(ro+ cpgt). Ha a levego telített~ akkor x= Xtc1 : .
i1+:>:'ol =Cpt+ Xtel(rO+ cpgt).
(16-27)
(16-28)
Az elóbbi összefüggések csak a telítési határig
érvényesek. A nedves levego érezheti> hoje:
iér=cpt+
cpgtx;
(16-29)
míg a rejtett hoje: ir= roX. (16-30) A két utóbbi kifejezés összegezésévei is a keverék teljes entalpiája nyerheto:
= iér+ir·
i1+:>:
(16-27a)
Ha X>Xteb akkor/az (x-xteJ többletnedvesség folyadék vagy jég alakjában jelenik meg. Az (X-Xtel) nedvesség folyadékcseppek, azaz köd formájában van jelen:
+
(16-31) ahol i1+:>:,e 1 a t homérsékletu telített levego (16-28) szerinti entalpiája; x-xtel a nedves levegoben folyadék alakban jelenlevo VÍZ; CV a víz fajhoje (16-7.táblázat). Az (x-xteJ víz mennyiség jégkristályok alakjában van jelen: i1+:>:=i1+:>:'ol (x-XteJtcv,
i1+:>:=i!+:>:tel + (x-XteJ(Cjt-S), (16-32) ahol Cj a jég fajMje, középértékben 2,09 kJ/kgK (0,5 kcaljkg°C); S a jég olvadáshoje, S=333,69 kJjkg (79,7 kcaljkg).
16-2. ábra. Pszichrométer elvi elrendezése 1 gézpólya; 2 víztartály
ALEVEOO 1&-6. tiblázat.
II II
I Technikai Technikai at kCaI/ka kJ/k,
Ul· ••• ll. SI l
1
r
mél1ék11.
Telített
525
NEDVES LEVEGO vizg6z fizikai jellemzéii r. SI
Technikai
kJrq
kcal/kg
SI
I
Technikai
mK kW
I
mh·C kcal
Technikai
_1
rendazec
\-
2256,26
kcal
16,50 3,01 1,77 27,38 7,00 6,20 5,57 2,28 2,35 2,59 3,03 107,0 22,73 4,98 2,22 2,15 4,19 19,59 18,40 2,03 3,85 1,98 409,8 17,84 17,40 3,39 0,72 1,82 15,53 13,31 14,78 2,72 2,85 15,14 11,10 11,93 13,06 13,82 2,65 2,85 2,22 2,55 1,50 1,55 1,67 487,0 481,0 2,08 12,60 10,59 12,15 11,61 9,34 2,53 8,71 2,01 2,05 1,23 1,28 1,39 1,34 525,7 532,4 518,9 29,31 25,25 24,03 20,67 24,48 55,27 23,48 22,66 38,52 25,75 34,33 21,94 21,30 13,20 1,33 20,93 29,31 1,94 1,69 30,46 9,20 16,75 11,72 6,54 6,03 4,00 2,80 5,00 7,00 9,80 7,08 8,12 213,0 2,70 2,42 2,84 3,36 2,50 171,9 271,8 244,9 295,2 316,2 20,13 1,19 5,43 21,56 19,49 1,(1) 4,56 382,9 20,43 18,95 1,00 396,8 17,95 18,71 0,92 4,68 3,64 0,81 4,26 1,92 16,91 16,95 4,04 3,18 1,87 16,24 3,88 454,0 14,60 16,05 15,59 0,59 0,65 0,68 3,18 3,71 2,47 1,61 1,72 472,5 463,5 489,2 14,05 13,60 12,56 0,61 0,53 3,30 3,00 2,30 2,38 1,44 511,9 504,9 2,23 2,37 11,15 0,48 0,49 9,92 2,18 2,(1) 538,9 44,38 31,69 10,60 2,34 1,48 27,47 7,57 8,20 5,74 335,1 352,2 368,2 5,15 4,88 0,87 4,47 421,9 433,3 0,76 443,9 3,53 0,57 0,52 0,50 0,55
kJ/kgK
kg·C
No/m"
kpo/m"
526
A LEVEGO 16-7. táblázat. A viz
ka
kcal m"la S3 II, 2631,79 4 671,05 Technikai 10' " kgJm' l/K O 36 40 45 61 O 69 112 314 1.25 1,01 t,17 3,00 1,75 0,98 1400,90 0,87 22,3 0,88 0,86 0,90 0,92 0,94 203,5 1,13 21,2 13,6 1524,83 0,97 1',10 12.2 11,5 4,3 2,56 2,23 5,5 3,56 1,43 1,58 7,06 1,32 1,23 1,95 1,45 9,56 2,07 6,3 4,6 3,04 8,6 5,3 13,7 1,67 420,9 1,91 1343,96 1289,53 0,129 0,128 0,131 25,7 24,0 31,4 308,0 321,0 0,133 334,6 283,0 1461,19 799,2 827,3 1134,62 1085,22 989,76 852,01 0,149 0,137 0,145 0,135 214,3 225,3 14,6 17,9 19,4 15,6 16,7 259,2 247,7 349,0 907,4 897,3 886,9 675,33 718,87 762.83 0,173 0,191 171,7 182,2 192,8 161,3 150,9 10,8 10,3 12,9 364,2 971,8 988,0 977,7 992,2 958,3 1593,91 461,05 376,52 250,96 209,13 292,78 125,60 167,39 42,03 +0,88 0,127 00,89 0,244 20,03 0,226 0,268 0,366 0,479 0,659 140,4 130,4 100,4 10,04 110,12 ,326 39,98 30,00 89,98 79,95 380,7 49,95 59,94 9,2 7,5 9,7 7,0 8,0 5,8 3,90 999,8 -0,63 1,790 448,0 1670,11 1762,22 398,9 1893,69 452,3 2,18
690,6 712,5 750,7 732,3 1236,36 295,3 667,1 1184,86 0,128 640,2 784,0 864,7 813,6 840,3 852,8 1037,07 943,29 897,23 0,154 236,4 271,0 876,0 916,9 609,4 807,22 0,181 0,166 0,127 0,202 999,61,300 995,6 965,3 983,2 998,2 926,1 951,0 934,8 943,1 420,35 545,96 503,67 587,83 334,73 83,86 0,295 0,415 0,556 0,805 0,212 120,3 69,93 767,9 0,160 0,141 572,0 1,000 524,0
SI p,. kI/kg
I
NEDVES LEVEGO fizikai jeUemz6i 12,8
,
kcal mb°C Ns/m' eyTechnikai II IW Skg mK Technikai 10-' at Pa 13 12 14 10 Technikai kcal SI SI oC kps/m'
91,20 112,2 11,2 0,507 10,4 173,58 0,587 17,7 1,040 0,480 0,464 0,540 0,520 11,7 10,8 0,590 20,0 12,56 653,12 801,20 138,27 125,25 0,570 0,555 0,580 0,515 18,9 13,4 133,0 81,7 66,6 14,8 182,5 102,0 1,004 1,11 23,66 2,02 23,5 0,376 0,425 0,402 168,63 7,4 8,7 405,99 549,17 0,574 41,4 32,1 190,42 55,05 101,99 56,14 162,79 0,584 0,683 16,6 6,30 8,08 1,048 0,474 O;~1 1,012 85,91 64,19 27,98 33,48 39,77 105,91 114,74 109,83 0,548 0,494 10,0 0,540 98,07 0,628 91,20 0,558 0,637 40,56 9,3 87,61 9,6 12,2 28,53 65,46 34,14 1,30 1,38 1,12 1,13 1,18 1304,28 1000,28 15,55 19,08 211,82 196,13 152,98 131,41 185,34 2,70 0,545 0,589 0,588 0,576 0,563 0,684 0,599 0,618 0,675 0,663 0,645 2,75 10,23 12,80 15,86 19,46 21,6 3,68 15,6 14,1 1,025 1,020 1,003 1,032 1,078 1,10 0,98 1,006 23,20 230,45 1,99 165,37 112,90 0,344 0,446 100,64 0,494 77,47 85,32 88,26 0,400 81,39 8,3 9,0 7/J 148,96 115,12 1,57 1,72 254,97 282,43 329,50 314,79 0,98 0,567 0,585 0,557 1,01 1,43 0,648 26,0 1,46 33,6 28,8 1,03 56,0 1,009 1,010 1,007 0,356 186,73 6,8 0,252 5,8 214,68 0,590 6,18 7,92 0,679 74,45 46,94 119,64 0,531 0,605 94,14 75,92 47,87 1,25 1,16 10,03 145,14 4,75 3,62 0,670 0,575 0,685 0,686 0,655 4,85 1,066 1,057 1,015 146,12 128,64 0,519 0,437 0,468 72,57 131,18 1,95 4'70,72 0,659 0,668 0,680 o,3ó6 210,53 56,88 0,293 0,634 98,69 1,47 48,0 2,43 2,68 . 1789,71 66,68
PA 10' '1
527
528
A LEVEGO
16.4. A légállapot-diagramok A szellozteto- és klimatizálóberendezésekben a levego egymás után, sot sokszor egyszerre is különféle állapotváltozásokon megy át, ilyenek a futés, hutés, nedvesités, szántás, keveredés, ezért kivánatos, hogy a lejátszódó állapotváltozásokkal kapcsolatos számitásokat minimumra lehessen csökkenteni. A szároitások egyszerusitésére szerkesztették a légállapot-diagramokat. A légállapot-diagramok rendszerint a nedves levego következo jellemzoit veszik alapul: i, t, x és qJ, s ezeknek a függvényében ábrázolják a nedves levego többi jellemzojét. A hazai gyakorlatban, de Európában is, általánosan elterjedt a Mol/ier által szerkesztett és az diagram. 1920-as években közzétett
i-x
16.4.1. Az
i-x
diagramm felépítése
i-x
diagram a 16-3. ábrán A ma használatos látható. A diagram ferdeszögu koordináta-rendszerben épül fel. A koordináta-rendszer segéd-abszcisszatengelyén a levego-vizgoz keverék x kg viz/kg levego nedvességtartalma, az ordinátatengelyen pedig a nedves levego száraz részének i kJ/kg entalpiája és t oC homérséklete található. A koordináta-rendszer origója x=O, t=O, i=O, azaz e megállapitással feltételeztük, hogya t= O oC homérsékletu és x= O kg viz/kg levego nedvességtartalmú levego entalpiája zérus. A diagramban kettos ordinátatengelyt alkalmaztak, s az egyikre az entalpia, a másikra a homérséklet értékeit vitték fel. A 16-3. ábra szerinti i-x diagramban az x=áll. és az i=áll. vonalsereg párhuzamos egyenessereg, a t= áll. vona1sereg pedig széttartó vonalsereg. A t= áll. vonalak irány tangense : (16-33)
i-x
diagram a A Mollier által szerkesztett nedves levego entalpiáját kifejezo (16-27) összefüggésen alapul. A diagram eredetileg derékszögu koordináta-rendszerben épült fel. Avégett, hogya diagram legfontosabb része - a telitetlen zóna - nagy területet foglaljon el, célszerfinek mutatkozott koordináta-transzformáció alkalml'lzása, amelyre maga Mollier tett javaslatot.
k;;kgf~
i-x
Teljes diagram a 16-4. ábrán látható. Az i- x diagramot két területre osztja a telitési görbe, amely mértani helye a telitett légállapotok entalpiáját jelölo pontoknak. A telitetlen zónában található a ep=O,I; 0,2; 0,3 stb. görbesereg, a rajtuk elhelyezkedo pontok az azonos relatív nedvességu légállapotokat adják meg. A t= áll. vonalak a ep= 1 telitési görbénél megtörnek, s közeHtoleg az i= áll. vonalak irányát veszik fel. Irány tangens a ködzónában, ha a többletnedvesség viz :
-
ax (ai) epf
-ct 1>0; "'>"''''1 -
v'
(16-34)
ha pedig a többletnedvesség jég:
-
ax (Iai)
1<0; "'>""01
=-S+cl·
(16-35)
x,kglkg
A (16-17) egyenletben a homérséklettol függo értéken kivül szerepel még ap össznyomás is. Az adott t homérséklethez tartozó xtcl telitési nedvességtartalmat a keverék össznyomása is befolyásolja. Amint az összefüggésbollátható, 1=áll. homérséklet mellett növekvo p-hez csökkeno Xtcl tartozik. Növekvo p össznyomás esetén atelitési görbe balra, mig csökkeno p össznyomás esetén jobbra tolódik. Pvgtcl
16-3. ábra. ; - x diagram felépítése
§..
529
A LÉGÁLLAPOT-DlAGRAMOK
4,2
t=i,kJjkg~40
~
•......
"'14
35 1015 25 O
: ~I~ ,,5
.4ox-
t
~
-15 5 -5 -10 30
mi~'
O
5
5 578 ','(1.'
·I·I·II·~·(\·I·/ 10
, lkg levegov x, 9 VIZ ro ff ~ ~ ~ ~ m ff M ~ ","\"·y J')' 'l'/'i',"} '1"1',"/ I\1 j'I'I' '1'1'/ '1' 1'11,; {'II••.'.'11°,", ...
M
9
'1'1"( \"i
15
20
25
pvg_102 Pa
aj 164. ábra.
;-x diagram
a) SI m6nBaendsmrben;
36 Az ~letgépészet
kézikönyve
30 -
~
i~
'1'0
~
-20L...l "')ll O 1 234 1"'".',1',"I'III'IU,'{
~
o,5..J.,,,
Il/Ill
X/
kcal/kg
~S::. ~ ~~ ~ ~. ~ ~~~ ~l '111/11111 ..1'.
35"'/'
v
IB'Og
~
rn
30~.7,5 17,0
I5,S~
gOO
1800
750
550
5/l()
ro
~ =
= <:>
~~~~~. ~'&ca
~
~~
o
,1i/IJX, kcal/kg hj 16-4. ábra. i- x diagram b) technikai mértékrendszerben
Mindezekbol látható, hogy a különféle P összdiagramok csak a telinyomásra szerkesztett tési görbe helyzetében térnek el egymástól. A q;= 1 vonal, a határgörbe aszimptotikusan közeledik ahhoz a t= áll. vonalhoz, amelyhez tartozó Pvgtel telitési goznyomás a P össznyomásnak felel meg, azaz ahol Pvgtel =P egyenloség áll fenn. A használatos diagramokat rendszerint ki-
i-x
i-x
egészítik a parciális goznyomások diagramjával. A (16-21) kifejezés alapján a parciális goznyomás az x légnedvesség függvényében ábrázolbató [16-4. bj ábra alsó része]. APv=f(x) görbe az egyenestol csak kismértékben tér el. Szokáso'S a Pv=f(x) görbét az x segédtengellyel párhuzamos egyenesre is vetiteni. Ha a nedves izotermákat meghosszabbitjuk a te-
531
A LÉGÁLLAPOT-DIAGRAMOK
litési görbén túl is a telitetlen zónában, a tn nedves h5mérséldet vonaIát kapjuk. A tn vonalsereg iránya azonban közelit5leg azonos az i vonalak irányával, ezért rendszerint a használatos i- x diagramokban külön nem is tüntetik fel. A keverék (X-Xtel) többlet-nedvességtartalma t= O oC alatt folyadék vagy jég halmazállapotban lehet jelen. A folyadék, ill. jég halIlla7.állapotnak megfelel5en két t=O ködizoterma rajzolható az i-x diagramba (16-5. ábra). A használatos i-x diagramok is feltüntetik a két t= O izotermát (L a 16-4. ábrát és a 16-1. mellékletet).
ilf
x
i-x diagram használata i-x diagramban a légállapot
16.4.1.1. Az
A Mollier-féle minden jellemzlSje megtalálha1ó. Tetszés szerinti két jellemz5 (pl. tl száraz h5mérséklet és ({Jlrelativ nedvesség) megadásával a diagramban a légállapot helye kijelölhet5 (16-6. ábra Al pont). Ennek birtokában a többi jellemz5 (il' tnl, thannl stb.) a diagrambólleolvasható. Az diagramot kiegészit5 Pvg diagram (16-6. ábra) lehet5vé teszi az Al légállapothoz tartozó pvgl parciális g5znyomás meghatározását is (1. a 16-6. ábrát).
i-x
Pvg1
x,kg7kg
16-6. ábra. Az
i
í-x
diagram basmáIata
It
x-
16.4.2. Állapotváltozások irányjelzoje az i- x diagramban
cp",100 0/.
i-
Az x diagramot Mollier nyomán még peremléptékkel is kiegészitették, amely tulajdonképpen az i- x diagramba berajzolt különféle állapotváltozási vonalak irányje1z5je. Bármilyen irányú állapotváltozás az i-x diagramban igy az i=O tengelyhez viszonyított iránytangenssel jellemezhet5.
X,
kg/kg
ilf 16-7. ábra. Állapotváltozás
irányjelt6je
Az állapotváltozás irányát - ha az 1 pont a leveg5 kezdeti állapotát, mig a 2 pont az elérend5 leveg5-végállapotot jeW - a követkeZ<>összefüggés adja meg: x 16-5. ábra. Ködizotermák
36·
í-x diagramban zetében
x 1=0 ·C környe-
~-il
tg otl+tg
LJi
~=--="'A' X2-Xl LJX
(16-36)
ahol otl az i vonalak és az x segédtengely által bezárt szög; ~ az AB egyenes (16-7. ábra) és az x
ALEVEGÖ
532
• segédtengely által bezárt szög; .1i a levegoMI elvonandó (vagy beviendo) ho; .1x a levegobol elvonandó (vagy beviendo) nedvesség. Bizonyítható, hogy bármely állapotváltozáshoz tehát egy ~~ hányados tartozik, amely az állapotváltozás irányát az i= áll. egyeneshez képest két szög tangensének algebrai összegeként adja meg. Avégett, hogy az álliJpotváltozás. számítás nélkül megadható legyen, MoIIier javaslatára az diagram peremén (16-4. ábra) i=O entalpiájú és 1= O homérsékletu kezdoponthoz viszonyítva az irányjelzoket megszerkesztették. így a használatos diagram egy újabb diagrammal egészült ki. Az elozokbol következik, hogy az x tengely irányának jelzoje To> az ordinátatengely pozitiv irányának +00, negativ irányának -00.
e) Az állapotváltozás i= áll. egyenesen játszódik le, akkor nincs entalpiaváltozás, azaz .1i=O, és igy -.1i
.1x =0.
16.4.3. Keverés i-x diagramban
i-x
i-x
Két különféle állapotú levegot kell összekeverni (16-8. ábra). Az egyik alkotó ml tömegu (1 pont,
ti homérséklet, il entalpia), a másik (2 pont, 12, i2 jellemzó'kkel). A keverék tömege:
(16-37)
Ra az állapotváltozás ~~ irányjelzoje és a légállapot valamely A pontja ismert, akkor az állapotváltozás az adott A ponton átmeno azon egyenesen megy végbe, amely párhuzamos az origót és a pere-
RomérIeg:
men leolvasható ~i irányjelzo vonalszakaszt összeköto egyenessel. x Néhány különleges esetre az irányjelzo, azaz a
Nedvességmérleg :
~~ értéke azonnal kiszámítható és megadható. a) Az állapotváltozás x=áll. egyenesen megy végbe, azaz ha a levego nedvességet se fel nem vesz, se Ie nem ad, s igy .1x=O, tehát .1i .1x -- 00.
Ez az eset a felületi hocserélo esete, s egyben az ordinátatengely irányát is megadja (1. pozitiv irány + 00, negativ irány - 00). b) Az állapotváltozás teIitetlen zónában t=áll. egyenesen megy végbe, akkor .1i .1x =To+Cp",l,
tömegu
m2
miii
mlxl
Az
m2
=
n
+~i2=
mke.Aev=
= ikev(ml
+~.
(16-38)
+ m2x2 = mkevXkev= = xkev(ml +~.
(16-39)
viszonya keverési arány.
ml . A (16-38) és (16-39) összefüggésMl a következo
kifejezés nyerheto: i1,-
ikev
ikev-
il
(16-40)
xkev-xI Az eredmény, a két ponton átmeno egyenes egyenlete, azt mondja ki, hogy a kevert levego állapotát 2 pontokat összeköto jelzo pont rajta fekszik az egyenesen. x2-xkev
1-
t
mivel az x tengely hajlásszöge TO és a t=áll. vonalé ~ x tengelyhez viszonyítva cp gt •. c) Az állapotváltozás a ködzónában a t= áll. vonalon megy végbe, akkor nyerheto, hogy .1i
.1x =cy!. d) Az állapotváltozás az x tengellyel párhuzamos egyenesen megy végbe: . .1i .1x
x
= TO'
16-8. ábra. Keverés
i-
Je
diagramban
if oc
IrJ/kg
16-1. melléklet.
IL
1/1/ HI
~
55+ ~ ~
50t 50 ~
*
'\.
~
40+ 4rl 1\.
35+ 35
7:
~
30+ 30
25+ 25·
20+
Z
15+ 15
10+ 10
5+ 5 0+ o
-5+ -5 -10t-10-15+-15'
-20+-20 0,005
I
-251.-2,
I .8
aOfO
I
0,015
I
0,020
I
0,025
I
;-x
~"., ,
~i ,kJ/kg
L1x
,
I
,,~
"
I
,~
"
" ~
,
,
,"-----
'\.
, ,
,
,
,
"\
'
~
-.- •.....
'\.. .".,,- "'\
". ~
,
..... ~
\. ~'\
~\ "\
'\"'" '"
•
"'"
(:)
1\ !
'"
"\
~
'''"''
~
-'\~
'
'"
,
'
",'" "{~'\ ~
"-1\.
"\~~
'" /F-
'" I1'\.."-
i~~~
,_
~~
~,I
-
""'"
~~
~
,
~
'\.. ~
'!l..
...••••••••.. "
~
~ ~
1'\
-
",...,.-~ '\.
i"
f
~
'\
,'\.
i"\ 1\.~
•••••.. '\.
'\.
'\
~
'"
~
,
"') ..--/~ -, ~
~
<:::'\
~Y
10-Avg, -:
PV!!'
Po
~l'm2"'II
"'/
'b" '\~~~
~d' '"
1,
",\"-~
f\'...:o-
"
.--"-
-
,
,-~
,_
~
'\ _~
-~ I '"
"
"\)",..-
~
1
"\,,~,\ ~
0"
-~
~
~
_
I'\~ ••••••-.....
"
'\.
"
-~
~~,-"-
1'\. I '\
"\ ~ \;S',
~
~
~
'\
~
"
~~
I'\.
'\.
~
.-_.-/i<-
~io"'""'"
••...
---r-'\ l\.
lOOIIII"
'"
-ó
'\
~
"
,,'---~
~
r"\.>-
1"\.
-
",""\
1'\.. 1"\
'"
~~
~ •••••
,
,-~
'\
~,,-:;
~
••••••••• '"
~
'\.
~-
_~
,,,, ~
""
, ,
'\
'\
~
,
.--
.......•••
_~
1\.,
~-,
""""c"
~,
'\.
.-),1000""""\
1'\.
-~
,
'\.
I...0O"'I
'\
i-OOII'
"
'"
"
,
,
~ --,
,
~
.-j
,1\.
111""""\
....••••• ~
,
""-",,~,,,'
,L....".Io~
"\
~
'
~
1"\.
--
~
,
700~-
"',/ ~
700013000
.:
:
-
..•.
6000
óOO~
':
~~
~
-\ ,\~L"" '\.~~
~~
./~
-
5000
:-:.
--
·4000 400~ -
----
300':"--
2500 ·JOOO
--
: 2000
200'::'-
--~ -100'::'- 1000
--
-~O:JO
I
0,035
I
0,01,.0 1
~i, kJ/kg X
0,01,.5 I I
x, kg/lrg I
I
I
0,050 1
:
0-
A LÉGÁLLAPOT-DIAGRAMOK
A keverék entalpiája:
.
il+ni2
'kcv=
(16-41)
1+n .
A keverék nedvességtartalma :
x
----Xl + nx2
kcv-
16.4.3.2. Víz és levego keverése
ikcv-il ~ ---=-=n=-, i2-ikcv ml
11
(16-43)
12
Xkcv-Xl_ ~ =n=!1., (16-44) X2-Xkcv ml 12 azaz a keveredési pont és az egyes légállapotokat jelzo pontok közötti távolság fordítottan arányos a két különféle állapotú, keveredo levego tömegével. Az eddigiek alapján a keveredési homérsékletek diagrambólleolvashatók.
i-x
16.4.3.1.
irányjelzoje a goz hotartalmávallesz egyenlo (16-9. ábra) . A keverék végállapotát (2 pontot) a gyakorlatban azzal a feltétellel határozzuk meg, hogy Xmax értéke mellett a keverék relatív nedvessége egy megengedett értéket ne lépjen túl (f/Jmax = f/Jmcg ~ 80%).
(16-42)
l+n
A két utóbpi kifejezésbol:
ill
533
Vízgoz és levego keverése
Az ml tömegíi, 1 állapotú (tI' il stb.; 16-9. ábra) levegohöz. mg tömegíi vízgozt kell keverni, amelynek entalpiája ig. A keverék entalpiája : miii + mgig= mli2•
A keverés során (16-10. ábra) vizet kell bevinni finom por1asztássa1 a levegobe úgy, hogy azt a levego teljes egészében fel tudja venni. Ez esetben az ig= i.. a víz folyadékhoje. Ha O OC vizet por1asztunk be, akkor az állapotváltozás irányjelzoje a (16-47) alapján:
--=, i:2-il X2-Xl
mlxl+mg=mlx2'
=ct=O
v
v
,
azaz az állapotváltozás menete párhuzamos lesz az i=á1l. vonalakkal. A beporlasztandó víz homérséklete atmoszferikus nyomáson 0 ... 100 oC között változhat, ezért az állapotváltozás menete O... 100 oC homérsék1ethatárok kömtt alig tér el az i=áll. irányától (1. a 16-4. ábrát). Az A állapotú (16-10. ábra), t' homérsékletu, x' telnedvességtartalmú telített levegó'be t' homérsékletu elpor1asztott vizet keverüDk. Abeporlasztott vízmennyiség
(16-45)
A levego száraz részének tömege a keverés során változatlan. A nedvességtartalom megváltozik :
.
.dx~=X-X'tel· A keverék entalpiája
.. '1+%='I+x', ••+(
(16-46)
x-x IteVt\ I cv•
Az állapotváltozás irány tangense :
A két utóbbi kifejezésbol: i:2-il = .di =ig, X2-Xl .dx
il+X-ilTJC'te' -
x-x' tel
(16-47)
azaz, ha a vízgozt a levegobe beviszik, és azt a levego fel tudja gozként venni, az állapotváltozás
t'c =i v
vo
azaz egyenlo a bepor1asztott víz entalpiájával. iff
ff
ilt
f'
____
1~9. ábra. Vizgoz és levego keverése
"x
;-x
diagramban
í'='~+x'/el 1~10. ábra. Viz és levego keverése i- x diagramban
ALEVEGÖ
534
16.4.4. Folyamatok ábrázolása í - x diagramban
8
t
Az í-x diagramban a leveglSkezelésifolyamatok során lejátszódó állapotváltozások egyszeruen ábrázolhatók. A legtipikusabb folyamatok a következlSk (16-11. ábra):
A-l A-2 A-3 A-4 A-5 A-6
A-7
állapotváltozás: hutés és szárítás; állapotváltozás: hutés a nedvességtartalom állandósága mellett; állapotváltozás: hutés és nedvesítés; állapotváltozás: nedvesítés az entalpia állandósága mellett (viz bekeverése);
Xkev
x
X
16-11. ábra. Állapotváltozási
állapotváltozás: nedvesítés és melegítés; állapotváltozás: nedvesítés és melegítés a t homérséklet állandósága mellett;
folyamatok
í-x diagramban
A-8
állapotváltozás: melegítés az x nedvességtartalom állandósága mel_ lett; AB vonal: keverés, a két alkotó keverésévei a K állapot hozhatólétre.
állapotváltozás: nedvesítés és melegítés (gozbeporlasztás, gozbekeverés);
I l1~0
,
X1
II I I
1I
U
II
~l
ll"-
30
.'
,.....,~ 25 l25
-
~ -"" ~ '
I I liT
~ ~
",4}'
-; J;;7ct -, T 4>v"}01' L '/17 ~<,q'/t)'<, t-
Y~ ~
~
/1
-lC
~:":..~ 100 ~~~J'
.•• , ••••rU'" :Oc..l~'
HJ>,
~~
,",,.,,, , , ~
. '4//4/ I-r _j,
I-LL~~
H-I~
••••••••••••
7
" ~'2s'
"
fep P=l,O bor
15
10
-
J. I
't
'"
,
. '5 ' ~,
J....--l-5 k l,....~ 10 -5 •.•
~\\ 1"17'
1 h.,
Jo 5 5 ~
Olo-....,.
I
~h /1
in
" ~
~~ "
,
J~I .\.~ A'-"",,~
L
I
-í
_
7'!'
c,O
_
bg
7
~
_
~ _
bo.
1'--1::>,
-
'"
N~ , ~~
t---
O
~ "'-ro
lJ
f-..
1'>.
,1-"
__"'-""'-
t, ,száraz 16-12. ábra.
hr!mJrsék/ef,
t-x
diagram
~
•
" ~~ ~>-
"",'J:'t--. DC
'"
~~. l' J; - ~__ ~"-o.
"ill
,'"
>-
•••
~_ ,.
'4.;"tj<
1,3
535
A LÉGÁLLAPOT-DIAGRAMOK
16.4.5. Egyéb Iégállapot-diagramok Az ;-d diagram (d a levego abszolút nedvességtartalma, azaz d= x) az orosz nyelvu irodalomban áltaIánosan használt nedves levego légállapot-diagram. E diagramot is a nedves levego entalpiáját megadó (16-27) összefüggés alapján lehet megszerkeszteni. Szerzoje Ramzin, aki az i- d légállapotdiagramot ferdeszögu koordináta-rendszerben építette fel. A Mol/ier által szerkesztett, s nyilvánosságra ho-
zott i- t diagram egyike a legrégebben ismert és használt légállapot-diagramoknak. légállapotA nedves levegore vonatkozó diagram (16-12. ábra) - más néven pszichrometrikus diagram - az amerikai Carierto/ ered. Az angol nyelvu szakirodalom erre a diagramra támaszkodik, sot külsoleg ehhez hasonló alakra hozták még a M ollier-féle i - x diagramot is. A t-x diagram derékszögu koordináta-rendszerben épült fel. A vízszintes tengelyen a levego száraz homérséklete, a függoleges tengelyen az x nedvességtartalom található (16-12. ábra).
t-x
16.5. IRODALOM
[1] Bogoszlovszkij. V. N.: Sztroityelnaja teplofizika. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1970. [2] Bosnjakovié. Fr.: Technische Thermodinamik. Dresden-Leipzig, Verlag v. Theodor Steinkopf, 1965. [3] Degtjarev N. V.: Kondicionyirovanyie vozduha. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1953. [4] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [5] Fekete 1.: Szellozteto berendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [6] Grubemann. M.: x Diagramme feuchter Luft. Berlin, Springer Verlag, 1952. [7] Homonnay Gy.-né és szerzotársai: Példatár. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [8] Jdszay T.: Muszaki hotan. Budapest, Tankönyvkiadó, 1968. [9] Jenm'ngs-Lewis: Air conditioning and refrigeration. Scranton, Pennsylvania, International Textbook Company, 1956. [10] Komondy-Haldsz: Hutogépek. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967.
1-
[ll] Kamenyev P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo i Architektura, 1968. [12] Ladizsenszkij: Kondicionyirovanyie Piscseprovizdat, 1952.
vozduha. Moszkva,
[13] Menyhdrt-Fekete: A légtechnika elméleti Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [14] Menyhárt J.: Tankönyvkiadö,
Klímaberendezések. 1967.
[15] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. kiadó, 1974.
alapjai.
1-11.
Budapest,
Budapest,
Tankönyv-
[16] Menyhárt J.: Klímaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1967. [17] Menyhárt J.: Légtechnika-méretezési alapadatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1968. [18] Molnár Z. és Szerzotársai: Segédlet. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. [19] Mihejev. M. A.: A hoátadás gyakorlati szánútásának alapjai. Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [20] Nesterjenko. A. V.: Osmovi termodinamicseszki raszcsotov ventiljacii i kondicionyirovanyia vozduha. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1971. [21] Plank. R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Berlin, Springer Verlag, 1967. [22] Raiss. W.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1970. [23] Rietschel- Raiss : Futés-szellozés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1964. [24] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch fur Heizung- und Klímatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg Verlag, 1974/75. [25] Rydberg. J.: Uppviirmnings- och ventilationsteknik. Stockholm TU., Skrivbyran Standard AB., 1968. [26] Sprenger. E.: Heizung- und Klirnatechnik in USA. München, R. Oldenburg, 1958. [27] Treybal. R. E.: Diffúziós vegyipari muveletek. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [28] Muszaki eloírás (ME 112-72). Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, ÉVM Tájékoztatási Központ, 1972. [29] Muszaki eloírás (ME 8--53). Futo-, szellozteto- és klimaberendezések tervezésére és méretezésére. (Hoszükséglet.) Budapest, ÉVM Dokumentációs Iroda, 1964.
Po
17. Akusztika Sunro:DR.FEKETEIVÁN Lektor: Magyar Tamás
A fejezet csak a légtechnikai gyakorlatban eloforduló legfontosabb akusztikai kérdéseket tartal-
mazza. Egyéb problémákat illetoen a szakirodalomra utalunk.
17.1. Általános kérdések Szintek. A hangteljesítményt, hangintenzitást és Lpcr=LPl +dLp dB, (17-1) hangnyomást abszolút értékek helyett egy vonatkoztatási értékként választott abszolút értékhez (17-2) Lp1-Lp ~] való viszonyszám logaritmusával adják meg. Az LlLp= 10 19 [1 + 100') (1 dB, így kifejezett dimenzió nélküli szám egysége a bel, a muszaki gyakorlatban ennek tizedrészét, a deci- ahol Lpl a nagyobb, Ln a kisebb hangteljesítményszint, dB. LlLp értékeit Lp)-Ln=0 ...20 dB tarbelt használják. Jele: dB. A hangtani jellemzok tományban a 17-2; táblázat tartalmazza. dB-ben kifejezett értékét szintnek nevezzük. A legfontosabb szintek értelmezo összefüggését a 17-1. . Több hangforrás esetén az eredo szintet úgy határozzuk meg, hogy összeadunk két szintet, és táblázat tartalmazza. ennek eredojéhez mint egyetlen szinthez hozzáadjuk ,Szintek összegezése. Két kü1önbözoteljesítményu a következo szintet. Az eljárás értelemszeruen hangforrás eredo hangteljesítményszintje: folytatható tetszoleges számú szint összeadására. Pl. Lp1=100 dB, Ln=99 dB, Lp3=90 dB. Lp1+ dB. Lpcr= +Ln=Lp1+LlLp=100+2,54=102,54 = (Lp) + Ld+ LlLp= 102,54+ 0,24= 102,78 dB. Értelmczo Szint
Jelölés értc1mezésc
összefüggés
, Lp=IOlg, hangnyomás, pa PP P /Phangintenzitás, hangteljesitmény, W;W/ml;
/
17-2. táblázat. KülÖDbÖz6 teljMítméoyli baDgforrások. Lp cr ered() bang te1jMítméoyszintjéoek meghatározása TcJjcslt-
dB méoyszintküJönbséi, Lp1-Lp2, 10 95423876
1 O
II
Lpl-Lp2, méQY8zintkü1önboél, TcJjcslt16 120 12 354dB 17 18 19 Szint0,33 Szint3,01 0,17 0,14 0,11 0,98 1,77 1,45 1,19 0,07 0,52 0,27 0,21 2,12 2,54 növekmény. 0,09 0,64 0,79 0,06 0,04 0,41 tJLp, növekmény, tJLp, dB
dB
ÁLTALÁNOS
Ossz-zajszint. Minden zaj fizikailag jellemezheto a frekvencia függvényében mért hangnyomásszintf' tel. A teljes spektrum össz-zajszintje az egyes frekvenciasávokban mért szintek összege. Az összegezést a szintek összegezési szabálya szerint végezzük. A kereskedelemben kapható méromUSZerek akusztikai szuroi lehetové teszik, hogy az adott zaj teljes spektrumából csak a muszeren beállitott oktáv-, ill. terc-frekvenciasáv hangnyomásszintjét mérjük. Az oktáv-, ill. terc-sáv szintértékét a sáv közepes frekvenciájához rendeljük (17-1. ábra). Az össz-zajszint akár az a, akár a b görbe szintértékeinek összegezéséveI meghatározható.
KÉRDÉSEK
537
80 ...,
T
7,
~l
,67
~5<1,5li;i51I~4r\ I 61J,5 ~ 8 ~7,5 '5 I ~ 66,5 6'.5
55 51,5
~
3063
125, 2?0 500 1000 2000 400ó 8000 OkfavSQv- középfrekvencia, Hz 50 801(}(} 1602(}(}315 J,(){l6308/KJ125IJ16003150 6300 , 25{KJ 5000 Tercsav-középfrekvencta, Hz
17-1. ábra. Ugyanazon zaj hangnyomásszint-görbéje terc-, ill. oktávsávokban a) oktávsávonként, h) terc-sávonként mért értékek görbéje
17.2. A hang szubjektív méroszámai A különbözo spektrális eloszlású zajok, amelyeknek össz-zajszintje egyenlo, az ember számára különbözo erosségunek tunnek. Ahhoz, hogya zajokat úgy jellemezhessük, hogy méroszámaik az ember tényleges érzetét tükrözzék, az emberi hallószerv tulajdonságaihoz igazodó szubjektív méroszámok szükségesek. A hangosságszint önkényes, logaritmikus jellegu élettani hangosságmérték. Az 1000 Hz frekvenciájú tisztahang hangosságszintje a hangnyomásszint méroszámával egyenlo. A hangosságszint jele L, mértékegysége aphon. Az egyéb frekvenciájú tisztahang hangosságszintje annak az 1000 Hz frekvenciájú tisztahangnak a hangnyomásszint-méroszámával egyenlo, amelyet az ember a vizsgált hang-
17-3. táblázat. A. B és C szlirok korrekciója
130 120 110 ~ 100
középftekvmcia, fldls,Hz Oktávsáv-\
~90 l:l 80 70 % 60
31,5
-l;l
~ 50
12000 500 125 2000 1000 4000 250 63 8000
§4lJ 'C::
Ja
.j 20 10
o -10 20 30 50
gal egyenlo hangosságszintunek ítél. A különbözo frekvenciájú tisztahangok azonos hangosságszintu görbéit Fletcher és Munson állapította meg kísérletileg (17-2. ábra). A Fletcher-Munson-görbék szemléltetik, hogy az emberi hallószerv az azonos hangnyomásszintu, de eltéro frekvenciájú tisztahangokat különbözo mértékben érzékeli. Hogyazajszintet egyetlen méroszámmaljellemezhessük, a méromUSZerekbeolyan sZUfoket építenek be, amelyek a mért zaj hangnyomásait az egyes frekvenciatartományokban az emberi hallószerv frekvenciafüggésének megfeleloen módosítva értékelik. A módosítás. különbözo mértékének megfeleloen A, B, ill. C sZUfovel mért zajszintet különböztetünk meg (17-3. táblázat). Az
100 200 1000 2000 Frekvencia, Hz
100«) 200(}()
17-1. ábra. Egyenlo hangosságszintú görbék FletcherMunson szerint
A szl\ro, dB
oO-4,3 O O -0,2 -17,1 -3,0 -2,9 -0,8 +1,0 -1,1 ,-39,4 -26,2 -16,1 -3,2 -8,6 -0,7 -1,3 -0,3 -4,2 -9,3 -6,0 -0,1 -3,0 -8,1 +1,2
Bszl\ro, dB
CSZl\rO. dB
538
AKUSZTIKA
A (legkisebb szintet eredményezo) szurot 60 dB alatti, a B (nagyobb szintet eredményezo) szurot 60 dB feletti, mig a C (legnagyobb szintet adó) szurot igen magas zajszintek mérésére használjuk.
A mért zajszint megadásakor a korrigálás mértékére utalni kell [pl. 50 dB (A)). Újabb nemzetközi megállapodás szerint az egész hangnyomásszint-tartományt az A szüro szerint értékelik.
17.3. Zajszint-határgörbék A 17-2. pontban tárgyalt szubjektív méroszámok alkalmazásának hátránya, hogy egyfelol a meghatározásukra vonatkozó kísérletek tisztahangokra vonatkoznak, a valóságban eloforduló "technikai zajok" pedig különbözo spektrumú zörejek, másfelol az azonos össz-zajszintu, de különbözo spektrá1iseloszlású zajokat az ember különbözo erosségunek ítéli. Ezen hátrányok kiküszöbölésére vezették be a zajok szubjektív megítélésére a zajszint-határ-
"l:)
.I!I'..L~l ~ 80 80. I I" 140 10 60 ·S 'ti I 70 ~201 1t
1
o
6'3
125
250
'
t;j E:
20
rr
..&:::: .... <:> .., ••••••• Q..
..&::: <>
.•.. l:) ~ ~
••.•• Cl.
1000' 4000
500
2000
Oklávsáv-középfrekvencÍd,
görbéket (17-3. ábra). Amennyiben a kérdéses zajt jellemzo hangnyomásszini-görbe a szóban forgó tér részére megengedett zajszint-határgörbéhez simul, ill. azt egy vagy több helyen alulról érinti - tehát nem nyúlik a határgörbe f'ólé -, a zajt nem fogják zavarónak ítélni. Az Ne (noise critenon) görbéket az USA-ban használják, az NR (noise rating) görbéket az ISO nemzetközi használatra ajánlja.
Hz
SO 30
o 63
125
250
500
1000 4000 2000 8000
Okfávsáv-kó'zépfrekvcnc!o,
b)
a) 17-3. libra. Zajszint-határgörbék a) Ne batár8örb6k; b) NR batérJörb6k
Hz
MEGENGEDElT
539
ZAJSZINT
17.4. Megengedett zajszint A helyiségek megengedett zajszintjét funkciójuk szabja meg. Ipari csarnokban pl. a zajszint megszint, LA> Helyis6a engedett értékét azvárosban határozza meg, hogy a dolgozók éjjel Áruház Maximális Garázsvidéken érték a tart6s halIáskáOperáci6s terem Számit6központ Villa, Operáltak Nehézipar betegszobái Iroda Nagy normálkövetelményekkel terii iroda 3. Irodák ne szenvedjenek maradó hallásveszteséget. Iroda2. K6rházak 4. Gyárak 5. Egyéb helyiségek Eload6terem helyiség megengedett zajszintjének az a követelmény szab határt, hogy a zaj a beszéd érthetc5ségét ne befolyásolja, és ne vonja el a figyelmet a munkától. Berendezések akusztikai tervezésekor elérni kivánt megengedett zajszintet - dB (A) hangnyomásszint, ill. NR határgörbe - a 17-4. táblázat tartalmazza. Az MSZ 18151-74 Épületek környezetében és helyiségeiben megengedett zajszintek c. szabvány 1. táblázata az épületek környezetében, 2. táblázata az épületek helyiségeiben, 3. táblázata a munkahelyeken megengedett zajszinteket tartalmazza.
17-4. táblázat folytatása 25 20 35.. 35 .. .45 85 45 4O... 30 55... 65 75 SO ... 35 30 NR25 határdB görbe, mért 4O... SO hangdB (Á) Pénztárterem Tanterem rosodás elkerülésére Betegszoba, nappal
Szállodai szoba Kezelc5helyiségek Elad6tér Orvosi Könnyúipar vizsgál6helyiség Igazgat6i iroda éjjel
Á 35 sz6rovel nyomás4O... SO 30 40 25 30... 4045 SO... 60 ..... .55 70 80 30... 35 90 25 30 30
I
45 .. .55
17-4. táblázat. Légtecbnikai berendezések akusztikai tervezésekor elémi kiVlÍDt zajszlntek 15 ... 40 35... 45 NR30 dB határgörbe, m6rt hangdB(Á) Több célú elood6terem Rádióstúdi6 Szinház Operaház
nyomá&-
Á20 szOr6vcl 4O... SO 35 3525 .. .45
Templom Sportcsarnok Több célú eload6helyiség Hangversenyterem Gyúlésterem
17.5. Hang terjedése zárt térben zárt térben a hángtér hangforráshoz közel eSlS felületekrc51 visszavert hangter szuperponálódik részében a hang terjedése a szabad tér törvényei (közvetett hangtér). szerint megy végbe (közvetlen hangtér), távolabbi A nangtér akusztikai szempontból ismert, ha az részében a szabadon terjedéS hangtérre a határolóadott teljesitmény(i hangforrás következményeként
540
AKUSZTIKA
keletkezéS hangnyomás a tér bármely pontjában meghatározható. Zárt tér hangnyomásszintje állandósult hang esetén :
-10
3~_ o
Lp+ 10 19 (~r2+ ~)
dB, (17-3) ..• c...: hangnyomásszint a hangforrástói r~ méter ahol ~ távolságban, dB; Lp hangforrás teljesitményszintje, (J') dB; Q irányitási tényezo a hangforrástói a hangtér vizsgált pontja felé mutató irányban; r a hangtér vizsgált pontjának távolsága a hangforrástói, m; A teremabszorpció, m2 Sabin. (A zárójelben levo kifejezés elso tagja a közvetlen, második tagja a közvetett hangtér befolyását fejezi ki.) A (17-3) összefüggés alapján készült nomogram a számitást egyszerübbé teszi (17-4. ábra). (Az Lp-4 különbséget teremcsillapitásnak is nevezzük.) A Q irányitási tényez6 a 17-5. aj ábrából, az A teremabszorpció közelito értéke a 17-5. bJ ábrából veheto. A teremabszorpció pontos meghatározása:
4
Lp=
-1c~Sf.... f1-l1-11-IT 100GI-III200 50I <; TI~f"";"lr'1. w,O "Off I I ~\ ~" 'r>o.t1~00m2Saóin f, 2~ ,,;:>,~ ~~
,
l"'-
20
JO
()
m2 Sabin,
1=1
~
2
1
0,5 az 0,125
ft
A= ~ a.p 1
A=5 m2 Sahin
0,1 0,2 0,5
1 2
5
(17-4)
1020 50 100 fjm
17-4. ábra. Az Lp hangteljesitményszint és 1-., bangnyomásszint különbsége (teremcsillapitás) zárt térben [a (17-3) összefüggés számit6ábrája]
ahol a.1 a zárt tér határolófelületeinek akusztikai abszorpciós tényezoje (számértékeit 1. [1] és [4]-
~101 !::í
~
501
E:
300
•..200
:~ 50 9~ 40
~ 30 ~ 20 ~
10
~ 5 ... 3
2030
50 100 200 500 10003000 '" fi$;m/s
aj 17-5. ábra. Hangnyomásszint aj bJ
a inlnyltási
2
100 250
. 1000
. 5()OO . 2(/()()0
500
2500 10000 ~ feremférfogat, m3
hj számitása zárt térben
t6nyezll; a..•d a zajforrás helye; 8 a vizqált irány szöae; fftekvenda, Hz; Sa befúv6nYlIáSfelülete, m" teremabilzorpci6 köze1it6 meghatározása; llkllz közepes akusztikai abszorpciós t6nyez6 (~tékeit 1.a 17-5. úbl4zatbaD)
HANG TERJED~E
17-5. táblázat. «köz közepes akusztikai abszorpciós téuyez6, kÜIÖDbÖZ6 helyiségekre
I
Helyisésfajta
541
ZÁRT TÉRBEN 17-6. táblázat. Különféle reudeltetésli helyiségek utózengési idejének táJékoztat6 értékei
I
Hclyiségfajta
'".ldl.
Utózcngési
ido, s
o
Rádióstúdi6 Tv-stúdi6 Áruház Felolvas6terem
Szinház
0,30 ... 0,45 Stúdi6 Iroda Eloodóterem Mozi Szállodaszoba Uszoda 280 mS Zengótér, Betegszoba Templom Gyúlésterem
22... 1 .4781,5 1...2 0,5 ... 1,5.. 0,8
Hangversenyterem 0,15 ... 0,25
Lakószoba Iroda Szállodaszoba Tanácsterem Szinház
0,10 ... 0,15
Tanterem K6rház
0,05 ... 0,10
Gyárt6csamok Uszoda Templom
0,03 ... 0,05
ben); St a zárt tér határolóinak felülete, m2; n a határolófelületek száma. Meglevo helyiség teremabszorpció ja az utózengési ido mérésével meghatározható:
A=0,16 V or;
m2Sabin,
(17-5)
ahol V helyiségtérfogat, m3; utózengési ido, s. Az utóbbi tájékoztató értékeit a 17-6. táblázat tartalmazza. or;
17.6. Gépek, berendezések által keltett zaj Ventil/átorzaj. Primer zajok a forgási zaj, turbulens és örvényzaj ; szekunder zajok a motor, csapágy, ékszíjbajtás, ventilIátorház-rezgés zaja. A forgási zaj meghatározott frekvenciákon jelentkezik. Az alaphang rezgésszáma radiális ventilIátorok esetében:
f=:
Hz,
(17-6)
elotereléses axiális ventilIátoroknál:
f= z~~
Hz,
(17-7)
ahol Zj a járókerék lapátszáma; Ze az eloterelo lemezek száma; n a járókerék fordulatszáma, limin. Az alaphang mellett a zajspektrumban az elso és második felharmonikus általában még mérheto. A turbulens és örvényzaj a forgási zajhoz képest széles spektrumú. A ventillátor sz{vó-, ill. nyomócsonkján várható össz-hangteljesitményszintje a maximális hatásfokú munkaponton :
LPö=Lps+ 10 19 Ji" +Ptlg
L1pö
dB, (17-8)
ahol Lps zajszám, értéke 60±4 dB, ha Ji" mértékegysége m3ls (ill. 25 ± 4 dB, ha Ji" mértékegysége m3fh); Ji" a szállitott térfogatáram, m3/s (m3fh); pt=20 széles zajspektrum, ill. pt=15 ... 17 domináló forgási zaj esetén; L1pö össz-nyomásnövekedés, kp/m2• Az összefüggés pt=20 esetén a 17-6. a) ábrán látható. A maximális hatásfoktól eltér5 munkaponton az össz-hangteljesitményszintet L1Lpll értékkel komgálni kell. A korrekció várható értéke a 17-6. b) ábra alapján vehet5 figyelembe. Azonos tipusú ventillátorcsalád össz-hangteljesitményszint változása a maximális hatásfokú munkaponton, a fordulatszám, ill. gépméret változásával:
n
L1Lp=101g (nl)' +101g (D') D 7 dB, (17-9) ahol n' a megváltozott, n az eredeti fordulatszám; D' a megváltozott, D az eredeti járókerékméret.
542
AKUSZTIKA +60
~Sgg
JOOOO 20000
+50 +"-0 +30 9:l
+20
~ +10 ~ ;to
"t;j
-10
-20 -30
-40
~O
1,2 'ft"- 1,6 1,8 ZO Z5 3,0 O,/fJJ jórókerélaílméro viszon}
ej ~
+6
'1
2
+4-
-";-1 J
~ +2
-L
ú'
~
o
.~
-10
~ ~~
~:-
4
4--
1-
-;;:-
~ -20
="
,
.~
ita
i3' -30
~ ~
~ -2
ii-40
-4-
~b
-6 ö;5
1,0
1,5
fI/flmolC
i-
5~0
b) 17-6. ábra. VentilIátorzaj
125 250 500 1000 2ÓOO4óOo Októvsóv-liözepfrekvencíoj Hz
8ÓOO
d) várható értékének számitása
a) össz-haqtoljesftményszint
a maximális hatásfokú munkaponton, nem domináló forgási zaj (Pl =20) esetén b) össz-haqtoljesftményszint korrekció a maximális hatásfoktóI eltér05munkapont esetén. A korrekció szémértékét az a) ábra Lp II érték6hez el6jelesen hozzá kell adni; 'PI'Pmax a tényleges és a maximális hatásfokú munkaponthoz tartozó mennyiségi szám (1. a 18.1. pontot) hányadosa e) összhaqtoljesftményszint változása a maximális hatásfokú munkaponton a fordulatszám, ill. gépméret megváltozása következtében. A korrekció számértékét az aj ábra Lp II értékéhez el6je1esen hozzá kell adni d) relatív oktáv-teIjesltményszint: 1 axiális ventillátor; 2 radiális ventillátor hátrahajló )apátoAdott össz-hangteIjeZáSSaI; :1 radiáIiS vCllltillátor el6rehajló lapátozással (Sirocco); 4 lépatoma. sitményszint oktávsáv-spektrumát megkapjuk, ha az ábra relatív oktáv-teIjesitményszintjeit az összteljesltményszinthez az egyes középfrekvenciákon el6jelesen hozzáadjuk
A (17-9) összefüggést a 17-6. ej ábra tünteti fel. Az össz-hangteljesitményszintb51 a várható oktávspektrum a 17-6. dJ ábrán feltÜDtetett relatív oktávteljesitményszint-görbék segitségével határozható
meg. A spektrumot megkapjuk, ha a görbe egyes frekvenciákhoz tartozó relatív teljesitményszint értékeit el5jelesen hozzáad juk az össz-teljesitményszinthez.
17.7. Légcsatorna-hálózatban keletkezo zaj Egyenes légesatorna áramlási zajának össz-hangteljesitményszintje : Lpö=10+SOlgll+1OIgA dB, (17-10)
ahol II áramlási sebesség, mis; A csatorna-keresztmetszet, m2. A spektrális eloszlást a ventilIátorokhoz hasonlóan, a relatív oktáv-teljesitményszintnek
LÉGCSATORNA-HÁLÓZATBAN [17-6. dJ ábra] az össz-te1jesitményszinthez való elojeles hozzáadásával nyerjük. Néhány idom oktáv-hangteljesitményszintje a 17-7. aj ábrából meghatározható. A szint minden egyes oktávsáv-középfrekvencián külön-külön leolvasható. A 17-7. aj ábrából nyert értékeket a kifújás reftexiójával [17-7. bJ ábra], az áramlás turbulenciájábó1 származó szintnövekménnye1 [17-7. ej ábra] és a geometriai méretviszonyoknak megfelelo szintváltozással [17-7. dJ ábra] kell komgá1ni [a ej és dJ ábrából leolvasható korrekció értéke minden frekvenciára vonatkozik]. Egyéb ido-
KELETKEZO
ZAJ
mok tekintetében a fejezet végén felsorolt szakirodalomra hivatkozunk. Befújószerkezet. Össz-hangteljesitményszint: Lpö= 15+30 19 C+6O 19 v+ 10 19 A dB,
+26 ~
+22 , +20
\.
~~+18
-
.~ +16 ~
\.
+14-
-
~ +12 -13
\.
+10
". +8 ~ +6 40:
.•.......
+4.
..}+2 o
-.;j
5
....
10 20
50 100 200 fys, mis
hj
+4. -.;j O O
-2 ~+2 ~+4.
+6·
17-7. ábra. Légcsatorna-idomok
dJ
hangteljesitményszintje
ti) oktiv-luul8teljallt:mályszint b) klfújáa reIIexi6ja: freItveDcIa,Hz; s • lépatoma kereIz\metszote, m" e) turbu1ooclAb6laz6rmaz6 u:intnövekmény A tIf'lI 61 "il_ 'sebealéa értdmez6Iét 1. az ti) 4briln 4) u:intvütozú. pomotriai méretek szerint Ab), e) 61 4) 'brált korrekc:i66rtékeit hoá kell adni az ti) 'bribólleolVlllOtt te!jesitményszintboz. A e) 61 4) 6bra korrd
f
(17-11)
ahol C alaki ellenállás-tényezo; v légsebesség a befújószerkezet teljes felületére vonatkoztatva, mis; A a befújószerkezet teljes felülete, m2• Befújószerkezetek zajszintjét célszerubb és szokásos a hangteljesitményszint-spektrum megadásával jellemezni, különbözo áramlási sebesség és zárási arány esetében.
+24-
2
543
AKUSZI1KA
17.8. Légcsatoma-hálózat természetes cslllapítása A venti1Iátor és szerkezeti elemek keltette zaj teljesítménye a légcsatornában, ill. egyes elemeiben csökken. A teljesítményszint-csökkenést természetes csillapításnak nevezzük. Egyenes légcsatorna folyóméterenkénti tása:
csillapí-
ahol A4saz elágazás keresztmetszete; A6 az elágazások keresztmetszeteinek összege. A csillapítás független a frekvenciától. Befújónyílás akusztikai illesztetlensége csillapítást eredményez (17-8. ábra). Perforált álmennyezet csülapitása:
d ot
(17-12) L1L=20 19nf(d~ 1,6r) dB, (17-15) esy dB/m, ahoIOta csatornafal akusztikai abszorpciós ténye- ahol frekvencia, Hz; d a perforált lemez vastagzoje; desya csatorna nyomásveszteség szempontjásága, m; r a furat sugara, m; (/ perforálási fok ból egyenértéku átméroje, m. (a perforált felület és az összfelület viszonya); c hangsebesség, mis. Hirtelen keresztmetszet-változás csillapítása : L1L=6
L1L=
1019(n1nlf
f
dB,
(17-13) d
ahol n=Al/A2 keresztmetszetviszony. Al a változás elotti, A2 a változás utáni csatorna-keresztmetszet. Alkalmar.á!':l'lcsak kis frekvenciákon hatásos. Folyamatos keresztmetszet-változásnak nincs lényeges csillapítása. Iv, könyök a hangenergia egy részét visszaveri a hangforrás felé. Négyszög keresztmetszetu könyökkel jó csillapítás érheto el, ha a hang hullámhossza azonos az idom oldalméretével. A csillapítás növelheto, ha a könyök elotti és utáni csatornaszakaszt hangelnyelo anyaggal béleljük. A bélelt szakaszhossz legalább a csatornaoldalhossz kétszerese, a bélés vastagsága az oldalhossz 10%-ánál több legyen.
1019~:
"\ \l'f "O "\.\~-" b\. ,,'r...'b. 1\. \.•...
I
\1\. 1\ \\1" \.'\'\ 1\ •.... r-,.
20 ~ 16
,.; ~
12
&
;:::::
.~ 8 4
o 5
10
20
50
100 200
fiS,mls
Elágazás csillapítása L1L=
"
26 '\ 21,.
17-8. ábra. Befúj6nyilás csillapitása
dB,
(17-14)
fftekvencia. Hz: Sa bcf\íjónyl14s keresztmetszete, m": a... d a befújónylJás elhelyezése a 17-S. aj 'bra-mt
17.9. Hangcslllapítók Miiködési elv szerint megkülönböztetünk reflexiós, rezonátoros, abszorpciós csilIapít6szerkezeteket, ill. ezek kombinációit. A gyártó cégek sokféle csillapítószerkezetet hoznak forgalomba. Magyar-
országon hianyzik a kello termékválaszték. A csillapítás mértékét az oktáv-spektrumban szokás, ill. szükséges megadni. Adatok a gyártmánykatalógusokban találhatók.
LÉGCSATORNA-HÁLÓZAT
AKUSZnKAI
17.10. Légcsatona-llálózat A méretezés célja, hogy a berendezés üzeme a helyiségben a megengedettnél nagyobb zajszintet ne okozzon. A méretezés lépései: - a helyiség funkciója szerint rögzítjük a Jllegengedett zajszint értékét (NR görbe); - meghatározzuk a ventillátor oktávsávteljesitményszint-spektrumát; - meghatározzuk a légcsatoma-hálózat természetes csillapitását (a 17-4. ábrából veheto Lp-Lp "teremcsillapitást" is számitásba véve); - az alkalmazandó hangcsillapitó csillapitását megkapjuk, ha a ventillátor teljesitményszintspektrumábóllevonjuk a megengedett zajszint és a természetes csillapitások összegét (17-9. ábra); - összegezzük a ventillátor és az áramlási zajforrások okozta hangnyomásszintet, és ellenorizzük, hogy az nem lépi-e túl a helyiségben megengedett szintet, túllépés esetén további csillapitó szükséges; - ellenorizzük, hogy abefújószerkezet hangteljesitményébol a helyiségben adódó hangnyomásszint a megengedett szintnél kisebb-e. A befújószerkezet után ugyanis nincs mód csillapitó beépitésére;
545
MÉRETEZÉSE
akusztikai méretezése 100
90 80 70 ~ 60
~50 .1:::
~ 40 30
20 10 O
63 125 250 500 1000 2000 40008000 okfávsrív-középfrekvencío,
17-9. ábra. Légcsatorna-bál6zat
akusztikai
Hz méretezése
1 ventillátor hangtdjesltményszintje; 2 megengedett zajszint (NR határgörbe); 3 természetes csillapitások összege; 4 hangcsiUapitó szükséges csillapitása
- minden elobb felsorolt számitást az egyes oktávsávok középfrekvenciájára külön-külön el kell végezni, mert a vizsgálatnak a teljes spektrumra ki kell terjednie.
17.11. IRODALOM
[1] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik:. 58. Ausg. München-Wien, Verlag R. Oldenbourg, 1974. [2] Brockmeyer, H.: Akustik: für den Lüftungs und Klimaingenieur. Karlsruhe, Verlag C. F. MillIer, 1971. [3] Kopp, H.: Grundlagen der Akustik. Heizung, Lilftung, Klimatechnik, Haustechnik:. 23, Nr. 7. 204-209. (1972). [4] Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. 1. köt. 5. fej. Zajvédelem. Budapest, Muszaki Könyvkiad6, 1963. [5] Brockmeyer, H.: Berechnung der Gerauschdampfung in Lüftungs- und Klimaanlagen. Heizung, Lüftung, Klimatechnik:, Haustechnik. 23, Nr. 7. 216--220. (1972). [6] Finkelstein. W.: Vorausberechnung des Ventilatorgerausches. Heizung, Liiftung, Klimatechnik, Haustechnik. 23, Nr. 7. 210-215. (1972). [7] Brockmeyer. H.: Strömungsakustische Untersuchungen an Kanalnetzelementen von HochgeschwindigkeitsKlimaanlagen. Theorie, Messtechnik, Ergebnisse. Heizung, Lilftung, Haustechnik. 20, Nr. 3.97-103. (1969). [8] Brockmeyer, H.: Strömungsakustische Untersuchungen an Kanalnetzelementen von Hochgeschwindigkeits-
37
Az épi1letgépészet kézikönyve
Klimaanlagen. Praktische Gesichtspunkte, Berechnungsbeispiel. Heizung, Lüftung, Haustechnik. 20, Nr. 8. 317-322.(1969). [9] Brockmeyer. H.: Eigengerauschentwicklung in Kaniilen sowie an Krilmmern, Abzweigungen und Auslassen. Heizung, Lüftung, Klimatechnik:, Haustechnik. 23, Nr. 7. 221-225. (1972). [10] Finkelstein. W.: Schalldámpfer für Lüftungs- und Klimaanlagen. Heizung, Lüftung, Klimatechnik, Haustechnik. 23, Nr. 7. 226--228. (1972). [11] Brockmeyer-Finkelstein-Kopp: Akustische Berechnung einer Lüftungsanlage. Heizung, Lüftung, Klimatechnik, Haustechnik. 23, Nr. 7. 234-237. (1972). [12] Beranek, L. L.: Acoustics. New York, McGraw-HilI .. 1954. [13] Szentmártony T.: Zajtalanitás. Budapest, Muszaki Könyvkiad6, 1963. [14] Heating Ventilating Air Conditioning Guide. New York, American Society of Heating Refrigerating and AirConditioning Engineers, Inc. 1960. [15] MSZ 18151-74. Épületek környezetében és helyiségeiben megengedett zajszintek.
18. Szellozteto- és klímaberendezések szerkezeti elemei Szeno: DR. FEKETE IVÁN Lektor: Mészáros Ferenc
Ez a fejezet szellozteto- és klímaberendezések kö~ zös szerkezeti elemeit tárgyalja. Különleges, csak a klíma- vagy egyéb légtechnikai berendezésekben
eloforduló szerkezeti elemeket az ezekkel a berendezésekkel foglalkozó fejezetek ismertetik.
18.1. Ventillátorok A ventillátorok olyan áramlástechnikai gépek, amelyek gáznemu közegeket, általában levegot szállítanak. Megkülönböztetünk radiális, axiális és keresztáramú ventillátorokat. Ezeknek a járókerekében a légáram sugárirányban, tengelyirányban, ill. keresztirányban (a járókerék kerületének egy részén be, a másik részén ki) áramlik át (18-1. ábra).
hj
18.1.1. Radiális ventillátorok Hazai gyártmányú radiális ventillátort szemléltet a 18-2. ábra. 18.1.1.1. Sebességbáromszögek A radiáIis ventillátor járókerekének (forgásirányhoz viszonyított kilépo lapátgörbülete szempontjá-
ej
18-1. ábra. Ventillátor elvi kialakitása a) radiális ; b) axiális; c) keresztáramú
18-2. ábra. VUh típusú, egyoldalon szívó, ékszijhajtású radiális ventillátor (FUTOBER gyártmány)
547
VENTILLÁTOROK
ból) háromfajta kialakítása lehetséges: elorehajló, radiális és hátrahajló lapátozás (18-3. ábra). A lapátok közötti légáramra jellemzo U kerületi sebesség, W relatív sebesség és c abszolút sebesség vektorok összefüggését szemlélteto ábrát sebességháromszögnek nevezzük. A lapátközbe belépés helyén a légáram CI abszolút! sebessége sugárirányú (perdületmentes belépést feltételezve), az Ul kerületi sebesség forgásirányú, ezért a WI relatív sebesség vektor mindig a forgással ellentétes irá.nyba mutat, vagyis fJl<"90° (18-4. ábra). A kilépési sebességháromszög a lapátgörbülettol függ5en alakulhat (1. a 18-3. ábrát). A w2 relatív sebesség vektor irányát a lapátyégzodés iránya szabja meg, az U2kerületi sebesség érintoirányú, a C2abszolút sebesség W2és u2 vektoriális összegeként adódik. A kerületi sebesség: 'JTDn
u::;:6u mis,
(18-1)
ahol D átméro, In; n fordulatszám, limin. A C2sebességvektor C2uösszetevoje a ventillátor által szállított közeg nyomásnövekedésére, C2 möszszetevoje térfogatáramára jellemzo. A sebességháromszögek mindig adott n fordulatszámra és járókerékméretre vonatkoznak. Más n' fordulatszám· esetén n'ln arányban, más D' 2 járókerék-átméro következtében - hasonlóságot felfi2 =90·
a)
LlPöelm_=e(C2uU2-CluUl) Pa (kp/m2), (18-2)
vagy más formában LlPöe'm_= ~
((~-cr) + (u;-uf) + (~-~)]
Pa (kp/m2), (18-3) ahol e a szállított közeg surusége, kg/m3 (kps2/m4); a többi jelölés értelmezését 1. a 18-3. és 18-4. ábrán. (Az épületgépészeti berendezésekben alkalmazott ventillátorokkal elért nyomásnövekedés kis mértéke következtében a szállított közeg összenyomhatatlannak tekintheto.) A (18-3) összefüggés jól szemlélteti az egyes sebességek hatását a nyomásnövekedésre : az elso tag a közeg mozgási energiájának növekedését jelenti, amely a csigaházban részben statikus nyomássá alakul; a második tag a centri-
e)
h)
18-4. ábra. Radiális ventillátor járókerekének ségháromszöge
18-5. ábra.
Sebességháromszög módosulása változtatás következtében
fordulatszám-
e) belépési sebes-
a) elorehajló, b) radiális, e) hátrahajló lapátozás
37·
A ventillátorok a szállított közeg össznyomását növelik. ÖSSzenyomhatatlan közegek elméleti össznyomás-növekedése végtelen lapátszámú radiális ventillátor esetén Eu/er szerint:
és kilépési sebes-
a) elorehajló, b) radiális, e) hátrahajló lapátozás; u kerületi sebesség; w relativ sebesség; c abszolút sebesség; p a kerületi és relativ sebesség vektor által bezárt &Wi
a)
18.1.1.2. A száUított közeg nyomásnövekedése
132 <90·
h)
18-3. ábra. Radiális ventillátor járókereke ségháromszöge
tételezve - D' 1l D2 arányban módosulnak a sebességhároD1SZÖgek(18-5. és 18-6. ábra).
,J8-6.
ábra. Sebességháromszög módosulása a járókerékmérelek arányos változtatása következtében
SZELLÖZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
fugális ero hatására adódó statikus nyomásnövekedés ; a harmadik tag a relatív sebesség változásából adódó statikus nyomásnövekedés. Az össznyomásnövekedés nagyságrend je szerint a radiális ventillátorokat mintegy 1000 Pa (....,100 kp/m2) össznyomásig kisnyomású, 1000... 3000 Pa (....,100... 300 kplm2) ÖSSZDyomás között közepes nyomású, 3000 Pa (..v 300 kp/m2) ÖSSZDyomásfelett nagynyomású ventillátomak nevezzük. Ventillátorok jellemzésére gyakran a közeg ún. statikus nyomásnövekedését adják meg, ami az össznyomás-növekedésnél a ventillátorból kilépo közeg dinamikus nyomásával kisebb: LiPst= Lipö - Pdin2 Pa (kp/m2).
(18-4)
ELEMEI
9=áll. n=áll.
Vl!Im _
1•.••1ÍIII'll.
RadWis ventillátor eltM1eti jel1eggörbéje b ndiáJis. e IaAtrabajló Iapátnzás 4 ~Ó.
18.1.1.3. Lip- V jelleggörtJe
A ventillátorral
létrehozott Lipö ÖSSZDyomásnövekedés és a szállitott közeg V térfogatárama közötti összefüggést ábrázoló görbét a gép Lipö-V jelleggörbéjének nevezzük. A veszteségmentes áramlást és végtelen lapátszámot feltételezo elméleti je//eggörbe alakulása a sebességhárom8ZÖgekbol megállapítható. A 18-7. ábra különbözo lapátozású radiális ventilIátorok kilépési sebességhárom8ZÖgeit mutatja, két eltéro térfogatáramra (két eltéro, C211t és C2", sebességre). Az ábrából láthatóan növekedo térfogatáram (c~m>c211tresetében a LiPöelm~ össznyomás-növekedés elorehajló lapátozás esetén növekszik (C~••>C2 ••), radiális lapátozás esetén állandó (C~••=C2 ••) és hátrahajló lapátozás esetén csökken (c~••
VaId8ógos gépek jelleggörbéje az elméletitol a véges lapátszám és,a veszteséges áramlás követ· keztében er6sen elt6r. Az e1m6leti jelleggörbét, az 61 az igy adódó azt módosító nyo~ket valóságos Lip6 - fr jel1eggörbét hátrahaJló lapátozású radiális ventilIátorra a 18-9. ábra szemlélteti. Leválási vesztes6g egyedül a gépméretezési alapjául választott V•••. t6rfogatáram esetén nincs. Különbözo Japátozású radiális ventillátorok valóságos jelleggörb6inek menetét a 18-10. ábra mutatja. A tényleges jelleggörbe pontosan nem számítható, csak a szállftott közeg térfogatáramának és nyomásnövekedésének mérésével határozható meg bizonyos közegsfhiiség és járókerék-fordulatszám esetén. A gyártó cégek vagy a Lipö ÖSSZDyomásnövekedést, vagy a LiPststatikus nyomásnövekedést adják meg a V térfogatáram függvényében. Lipö t1pó'
g=áll. n=áll.
aj
18-7.áIn.
hj
ej
Radiális ventillátor kilépési sebességháromB7Ögei, két eltéro térfogatáramra 4) ol6rehajJó. b) radWlI. e) hátralJaj1ó Iapálozú
I
f
timer
V
18-9.áIn.
Hátrabajló lapátozású radWis venti1látor elméJeti és valóságos jel1eggörbéje 4 elméleti jelleaörbe; b VeSZteMa WIeS lapitszám mIaU;c caipház.vesz. telIéa; d S6rIÓdáai ---.;
" leViIÚl
--.;f
jeUeaÖrbO
549
VENTILLÁTOROK
Ji"
Ltp-
l1ö= 102r'
(18-6)
te
ahol V m3/s; Ltpö kp/m2; Pte kW. Az összhatásfok az l1hi hidraulikai, az l1vol volumetrikus és az l1me mechanikai hatásfokokból adódik: (18-7) ahol
g=á//. n=á/1.
Ltp-
ti 18-10. ábra. Radiális ventillátor valóságos jelleggörbéje a elorehajló; b radiáli,;c
l1hi=
(18-8)
a valóságos és elméleti nyomásnövekedés
hátrahajló )apátozás
viszonya,
V l1vol= V'
össznyomás-növekedésen a ventillátor után és elott mért POl és Pöl össznyomások különbségét, Ltp,t statikus nyomásnövekedésen a LtPö-nél Pdin2-vel kisebb nyomásnövekedést [1. a (18-4) összefüggést!], vagyis a ventillátor után níért P,t2 statikus nyomás és a ventillátor elott mért Pöl össznyomás különbségét (és nem a ventillátor után és elott mért P,t2 és P,tJ statikus nyomás különbségét) értjük. A LtP,t-V jelleggörbe alapján Pdin2 figyelembevételével megrajzolható a Ltpö-V jelleggörbe, és fordítva (18-11. ábra). A ventillátor jelleggörbéjének használata elott meg kell gyozodni arról, hogy az a Ltpö vagy a Ltp,t nyomásnövekedésre vonatkozik-e. A nyomásnövekedések értelmezését a 18-12. ábra szemlélteti. A veszteségek nagyságára a ventillátor összhatásfoka jellemzo:
V Ltpö 116= lOOOPte ,
Lt Pöelmco o
(18-5)
a ventillátor nyomócsonkjából kerékbol kilépo térfogatáramok
(18-9) kiáramló és a járóviszonya, és
!J--f-!--
--j~ i
bj
ahol Va szállított közeg térfogatárama, m3/s; Ltpö össznyomás-növekedés, Pa; Pte a ventil1átor tengelyen felvett teljesítménye, kW. Technikai mértékrendszerben : eJ
"-
Po
IJp
n=á//.
/
PtI/n2 ~---
iJPli
f}=á/1.
d)
~ij PO
I
.. 18-11. ábra. Radiális ventillátor Llpö-V és Llp'l-V jelleggörbéjének összefüggése
18-12. ábra. A nyomás változása és a ventillátorrallétrehozott nyomásnövekedés
légcsalorna a ,zivottésnyomottoldalon;b) légcsatorna csaka nyomott oldalon;c) légcsatornacsak a szIvottoldalon;d) lépatorna nélkül
a)
SZELLÖZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
'lJme .V'Lj:öelm~ te
Pte-V
ELEMEI
(18-10)
a közegszállitásra fordított és a ventillátor tengeIyén felvett teljesítmények viszonya. Az összhatásfokot szokás a LJpö ÖSSZIlyomás-növekedéshelyett a LJPst statikus nyomásnövekedésre is vonatkoztatni, ez esetben jele 'lJst. Ilyenkor az elozo összefüggésekben LJpö helyett LJpst áll. Nyilvánvalóan 'lJot< 'lJö' Ezért az összhatásfok megadásakor tudnunk kell, hogy az a LJpö vagy a LJPst nyomásnövekedésre vonatkozik-e. Adott fordulatszámon a ventillátor összhatásfoka a gép méretezési alapjául választott Vmér térfogatáram szállításakor maximális. Ett5l eltéro térfogatáramok esetén csökken (18-13. ábra; vö. a 18-9. ábrával is). 18.1.1.4.
SZERKEZETI
Velm1~ 14. ábra. Radiális ventillátor elméleti P te - V jelleggörbéje a elorehajló; b radiálio; c bátrabajló lapátozás
össznyomás-növekedésre vonatkozó összhatásfokból számítható [1. a (18-5) és (18-6) összefüggést)]:
jeUeggörbe
A jelleggörbe a szállított közeg térfogatárama és a ventillátor tengelyen felvett teljesítménye közötti összeIüggést ábrázolja. Az elméleti jelleggörbe végtelen lapátszámra és veszteségmentes áramlásra vonatkozik. A 18-14. ábra különbözo lapátozású radiális ventillátorok P te-V elméleti jelleggörbéjét szemlélteti, meghatározott geometriai méretek, fordulatszám és közegsfiruség esetén. Növekvo térfogatáramma1 a ventillátor tengelyen felvett elméleti teljesítménye elorehajló lapátozás esetében exponenciálisan no, radiális lapátozásnál lineárisan no, míg hátrahajló lapátozásnál elobb növekszik, majd egy maximum elérése után csökken. VaJóságos gépek jelleggörbéje a véges lapátszám, az áramlási veszteségek és a mechanikai veszteségek (csapágysúrlódás stb.) következtében lényegesen eltér az elméleti jelleggörbétol. A ventillátor tengelyen felvett teljesítménye a szállított közeg térfogatáramából, össznyomás-növekedéséb51 és az
P.
=
ir LJpö
l~ö
kW
(18-11)
' ahol V m3/s; LJpö Pa; 'lJö az össznyomás-növekedésre vonatkozó összhatásfok. Technikai mértékrendszerben : te
V LJpö Pte=
102'lJö
(18-12)
kW, mint a (18-11) össze-
ahol V m3/s; LJpö kp/m2; 'lJö függésben. A yalóságos Pte- V jelleggörbe a LJp- V, ill. az 'lJö=V jelleggörbékbol számítható. Hátrahajló lapátozású ventilIátor valóságos jelleggörbéjének menetét szemlélteti a 18-15. ábra. A hajtómotor tengelyen leadott teljesítményét a (18-11) és (18-12) összefüggéssel számított Pte értéknél nagyobbra kell választani. (1. a 18.1.1.9. pontot.)
,; 7Jö
7/ömax Pfemax
n=dll.
9 =á//.
f =dl/.
n=tÍ/1.
Vmb 1~13.
6In.
V
VentiDátor összbatásfokának változása a szállitott közeg térfogatáramával
V
1~15. ábra. Hátrahajló
lapátozású
radiális ventillátor való-
ságosp ••-Vjellegörbéje
551
VENTILLÁTOROK
18.1.1.5. Arányossági törvények . Ji" és Pre- V jelleggörbesereg
.dp-
A ventillátorok .dp - V és P te - V jelleggörbéi mindig egy meghatározott gépméretre, járókerékfordulatszámra és közegsuruségre vonatkoznak. Ezen tényezok változtatásával végtelen sok jelleggörbe adódik. Gyártás és alkalmazás szempontjából egyaránt célszeru olyan geometriailag és áramlástanilag hasonló ventillátorcsaládok kifejlesztése, amelyek viszonylag kisszámú tagból (ventillátornagyságból) állnak, ugyanakkor átfedik a gyakorlatban rendszeresen eloforduló térfogatáram-nyomásnövekedés értékek teljes tartományát. A ventillátorcsalád tagjaira vonatkozó arányossági törvények azt fejezik ki, hogy a .dp-V, ill. a Pte - V jelleggörbék hogyan változnak a fordulatszám változtatásával, ill. a gépmérettel :
Mósodfokú
parobo/ók ti 18-16. ábra. Ventillátor
fordulatszám-válto:zÁsból
származó
Ap - V jelleggörbeserege és kagylógörbéi
--.-= -, V (D'2) D2 3n'n V'
(18-13)
-=-~ -,n') .dp e ( D2 n .dp' e' D ')
2
~=Pte
3
2 (
P'
e e'
-~
(18-14)
-,
D2 ) S ( n (D' n')
(18-15)
ahol V térfogatáram ; .dp össznyomás-növekedés vagy statikus nyomásnövekedés ; Pte a ventillátor tengelyen mért teljesítményfelvétele ; D2 a ventillátornagyságra jellemzo geometriai méret (a járókerék külso átméroje); n a járókerék fordulatszáma ; e a szállított közeg surusége. A vesszo nélküli jelek az alapul vett, a vesszovel ellátott jelek a megváltozott jellemzore vonatkoznak. A .dp- V' jel/eggörbesereg. A (18-13) és (18-14) összefüggésbol következoen azonos gépméret (D~= = D2) és állandó közegsuruség (e' = e) esetében a térfogatáram egyenes arányban, a nyomásnövekedés négyzetesen változik a fordulatszám megváltozásával. Ez azt jelenti, hogya .dp- Vjelleggörbe fordulatszám-változás következtében másodfokú parabolák (ún. affin parabolák) mentén tolódik el (18-16. ábra). A különbözo fordulatszámokhoz tartozó jelleggörbék összességét jelleggörbeseregnek nevezzük. A fordulatszám-változtatással nyert új jelleggörbék egyes pontjainak hatásfokai nem azonos értékuek az eredeti jelleggörbe azonos parabolákon fekvo pontjainak hatásfokával. A jelleggörbesereg azonos hatásfokú pontjait összeköto görbéket kagylógörbéknek vagy tojásgörbéknek nevezzük (18-16. ábra). A kagylógörbék a jelleggörbék használatos szakaszaiban a másodfokú amn parabolát jó közelítéssel követik, ezért a gyártó
cégek katalógusaikban & hatásfokot a másodfokú affin parabolák mentén állandó értéknek adják meg. A (18-13) és (18-14) összefüggésbol következik, hogy azonos fordulatszám (n'=n) és állandó közegsuruség (e' = e) esetén a térfogatáram harmadik hatvány szerint, a nyomásnövekedés négyzetesen változik a gépméret megváltozásával. Más szóval a .dp- V jelleggörbe a gépméret változásával 2/3 kitevoju parabolákon tolódik el (18-17. ábra). A közegsuruség megváltozása a jelleggörbe függoleges irányú, a suruségváltozással arányos eltolódását okozza.
Ap
n=áll. f=á/l.
ti 18-17. ábra. Ventillátorcsalád
különbözo nagyságú tagjainak
Ap - V jelleggörbéi
SZELLÖZTETÖ-
552
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
D2==áll.
D2 =áll.
9
9 =óll.
=tÍII.
Irányfangens : 2
lIormodfokú poraba/ók
/gil 18-20. ábra.
li 18-18. ábra. Ventillátor
p~-
ELEMEI
forduIatszám-változásból
származó
VentiIlátor 19
L1p
-Ig
fordulatszám-változásból
adódó
V jelleggörbeserege
V jelleggörbeserege
A Pte- fr jelleggörbesereg. A (18-13) és (18-15) összefüggésbol következoen a P~ - fr jelleggörbe azonos gépméret (Dí.=D2) és állandó közegsuruség (e' = e) esetében, a fordulatszám megváltoztatásával harmadfokú parabolák mentén, azonos fordulatszám (n' = n) és állandó közegsuruség (e' = e) esetén pedig a gépméret megváltoztatásával 5/3 kitevojii parabolák mentén tolódik el (18-18. és 18-19. ábra). A közegsiiriiség megváltozása a jeDeggörbe függoleges irányú, a siiriiségváltozással arányos eltolódását eredményezi.
n=tÍ/1.
9=áll.
lrónyfongens:
-o/.g
18.1.1.6. Logaritmikus jelleggörbesereg A Ltp - fr és P te - fr jelleggörbesereg ábrázolása lényegesen egyszeriisödik, ha lineáris lépték helyett
IgV 18-21. ábra. VentiIIátorcsalád különbözo nagyságú tagjainak
..
19
L1p
-Ig
V jeIleggörbeserege
n=tÍII. g-=tÍII.
D2=á/l. =tÍII.
SJ
Iránylongens : 3
li 18-19. ábra. VentiIIátorcsalád
különbözo nagyságú tagjainak
p~- V jelleggörbeserege
19
li
18-22. ábra. Ventillátor fordulatszám-változásból 19
p~ -Ig
V jeIleggörbeserege
származó
553
VENTILLÁTOROK
logaritmikus skálákat alkalmazunk, mert a jelleggörbék eltolódását megadó különbözo hatványkitevoju parabolák a kettos logaritmikus ábrázolásban különbözo iránytangensu egyenesekké válnak. Ily módon a fordulatszám-változásból és a méretváltozásból adódó jelleggörbék alakja és nagysága megegyezik az eredeti jelleggörbéjével, csak helyzetük változik meg (18-20., 18-21., 18-22. és 18-23. ábra). Valamely adott ventillátorcsalád jelleggörbeserege célszeruen úgy állítható elo, hogy a kettos logaritmikus diagramban megrajzoljuk a legkisebb méretu (D2) gép legkisebb n fordulatszámra vonatkozó jelleggörbéjét. A jelleggörbe 1}max hatásfokú pontjára vonatkoztatva - a (18-13), (18-14) és (18-15) összefüggés alapján - meghúzzuk a különbözo fordulatszámoknak, ill. méreteknek megfelelo affin parabolákat, amelyek itt különbözo iránytangensu
n=áll.
9 =óli
IrtÍnyfongens:
18-23. ábra. VentilIátorcsalád 19Ptc -Ig
5/.J
különbözo nagyságú tagjainak
V jelleggörbeserege
180.0. 160.0 11;0.0. 11;1;0
120.0. 100.0.
90.0 960. 800.
200
70.0. 720. 60.0.
.C::::
50.0. ~
"'-
10.0
40.0.
80 70 60
50 40 JO
20
30. 40. 50.50. 80.
10. 1
~m3/h 18-24. ábra. Ventillátorcsalád
Ll: - V ( ;
- V) jeUeggörbeserege kettos logaritmikus ábráwlásban
554
SZELLOZTETO-
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
egyenesek. Bármely D~ méretu, n' fordulatszámú gép jelleggörbéjét megkapjuk, ha az eredeti jelleggörbét önmagával párhuzamosan eltoljuk úgy, hogy 'riJnax hatásfokú pontja a D;-nek és n' -nek megfelelo metszéspontra essék. Az egyes gépnagyságok kerületi sebesség szempontjából megengedett legnagyobb fordulatszámához tartozó jelleggörbéket mint felso határgörbéket is célszeru berajzolni. Az U2 kerületi sebesség skáláját is ajánlatos feltuntetni a diagramon. Avégett, hogyaközegsuruség változását is figyelembe vegyük, a jelleggörbék ordinátáján 19 Ap, ill. 19Pte helyett 19 .dp, ill. 19 P ~ viszonye e
SZERKEZETI
ELEMEI
Mennyiségi szám:
V ep= dbt 2
.
(18-16)
TU2 Nyomásszám:
(18-17)
"P=~
~~ ("Pö'
ha .dPö-t,ill.
"Pst,
ha .dPst-tvesszük figyelembe.)
Teljesítményszám:
A=
V.dp
_
(18-18) ~n U 'l.u2 'rIö ./ 2 22 2 ahol V térfogatáram, m3fs; D2 a járókerék külso átméroje, m; U2 a kilépési kerületi sebesség, mjs; .dp a szállÍtott közeg össznyomás-növekedése (esetleg statikus nyomásnövekedése)-, Pa (kpjm2); e közegsuruség, kgjm3 (kps2jm4); 'rIö a ventilIátor összhatásfoka. A dimenzió nélküli "P- ep, ill. A- ep jelleggörbékbol leolvasható értékekhez tartozó V térfogatáram a (18-16), .dp nyomásnövekedés a (18-17), míg a Pte teljesítmény a (l8-18) és (l8-11), ill. (18-12) összefüggésbol számítható, bármely D2 gépméretre, n fordulatszámra (U2 kerületi sebességre) és e suruségre. A dimenzió nélküli jelleggörbék az egyes ventiIIátorcsaládok összehasonlítására igen alkalmasak (18-26. ábra és 18-1. táblázat). Adott V térfogatáramot, ill. Ap nyomásnövekedést annál kisebb gépmérettel, ill. fordulatszámmal lehet megvalósítani, minél nagyobb a ep mennyiségi szám, ill. a 1p nyomásszám. A dimenzió nélküli jelleggörbék lefutásának összehasonlítására a maximális hatásfokú pontra vonatkozó relatív, dimenzió nélküli jelleggörbék alkalmasak [18-27. aj, bJ ábra]. ep"Pö
'I'l
JO .0506010·10' V,
18-25. ábra. Ventillátorcsalád
mJ!h
~e- V ( ;e- V) jeUeggörbe-
serege kettos logaritmikus ábrázolásban
számokat célszeru ábrázolni (l8-24. és 18-25. ábra). Ezzel olyan univerzális jelleggörbesereghez jutunk, amely a ventilIátorcsalád bármely nagyságú tagjának jelleggörbéjét szolgáltatja tetszoleges fordulatszám és közegsuruség esetére, megadva az U2 kerületi sebességet és a választható fordulatszám felso határát is.
18.1.1.8. Átmérotényezo, 18.1.1. 7. Jelleggörbék dimenzió nélküli jellemzo számokkal
A geometriailag arányos méretu ventillátorcsalád valamennyi tagja egyetlen jelleggörbéveI jellemezheto, függetlenül a fordulatszámtóI, gépmérettol és közegsuruségtol, ha az elozo pontokban szereplo jellemzok (V, .dp, Pte) helyétt a következo, dimenzió nélküli jellemzo~et alkalmazzuk.
fordulatszám-tényezo
A szálIítandó közeg valamely adott V térfogatáramát és Ap nyomásnövekedését különbözo tipusú ventilIátorcsaládok különbözo méretu és fordulatszámú tagjainak kiválasztásával, különbözo hatásfokkal lehet biztositani. A dimenzió nélküli ~ átmérotényezo és (J fordulatszám-tényezo alapján egyszeruen meghatározható az adott jellemzoket (V, .dp) legjobb hatásfokkal szolgáltató típus nagysága (járókerék-átméroje) és fordulatszáma.
555
VENTlLLÁ TOROK 18-1. táblázat. Ventülátorok dimenzió nélküli jellemzo számai Ventillátor-típus
(&k
szerint)
"'71
20,05 ... 31,6 20,7 ... 30,59 2.. ...4 .4 0,36 0,6 0,657 0,75 2,72 1,0 0,715 0,21 1,1 24,4 0,13 0,68 0,225 0,04 1,7 1,965 0,005 0,35 0,924 1,0... 0,15 1,535 ... ...1,78 0,6 .0,1 .,3,8 0,02 1,19 1,32 0,033 0,162 0,002 0,5 ... 5,92 1,62, 0,12 I 9,44 ... 1,14••• 1,19 Sirocco közönséges, D2=0,8
,
1 1 0,3 0,0018 0,13 0,20,1...0,2 0,Q3 0,3 0,3
A dimenzió nélküli 1p- rp jelleggörbe minden egyes pont jához tartozik egy, a (18-19) és (18-20) összefüggéssei (vagy a 18-28. és 18-29. ábrával) meghatározható {j-l1 értékpár., Különbözo típusú ventillátorcsaládok 1p- rp jelleggörbéjének legjobb hatásfokú pont jához tartozó {jopt--(}'opt értékpárokat Cordier szerint diagramban ábrázolva látható, hogy azok gyakorlatilag egy közös görbén helyezkednek el (18-30. ábra). A rendelkezésre álló valamennyi venti11átorcsaládra megrajzolt Cordierdiagram egyes családokra vonatkozó pontjaiból az adott Ji" térfogatáramot és .dpö össznyomás-növekedést legjobb hatásfokkal biztosító gép mérete (a járókerék külso átméroje):
Átmérotényezo:
(18-19) Fordulatszám-tényezo:
(18-20)
(18-21) 3,0
_.
2,0
1--
r-
-
7f
1,2
Vmax
1, 1
1,0
-
,
""
- ---... -. ~~ o-
-.
o __
_
.1,2 --11 -?
'\..
Amox
0,8 0,7 0,6 0,5
1,0
io
0,9 0,8 0,7 0,6
(1,9
0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
0,5
C//'fmax
aj
o
O 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 (,p
18-26. ábra. Radiális
ventillátorcsaládok jelleggörbéi
dimenzió nélküli
h)
18-27. ábra. Radiális, hátrahajló lapátozású ventillátorcsaládok maximális hatásfokú pontra vonatkozó relatív, dimenzió nélkülijelleggörbéi aj nyomásszám, bJ teljesítményszám relatív változása
556
SZELLOZTETO-
207~lT
--1---- I
1.1
J
T
1,:; 1k Ö=~.L
II
k:~ 1- .•••• 8 I--~ 7 !
t=
"
L-:'
..ll
~~
--
""
'~-
<:>
~
-?"J
1-J I-~
o
=
o
~~~d'
~-~.
I
I-~
1
L-
1-
1
=-
~O-
S&-~ "'1
-."'I
O~ '~~
~
I~
~
-
..• ~
f"-
..•,P.
'-
--+-
tc?
il
11-
fUlJ-
~-mI~1 'U lil I
11" ~~
0,9
47 400J
]=--
,~...,
t= -t:::t L- -'-H L- • H+U
2
c--
-- -
OO.},,J--
'"
1
-
k,
~
IIII f--+-,
I
0,01
"'1"\
LL
~
~
0,1
20 mennyiségi
--1 rp
I
e OXIa.IS"
__
\
18-28. ábra. ó átmérotényezo meghatározása a számból és 'pö nyomásszámból
\ \ ~ .II
\.
i
Rad/a/is ventJI/ufor, : '" i Axiú/is hafruhqj/ó lupáfozos " VifJfi//áfor I~ ..•. ventil/áfor ~ "- ..••.";'0 "
\" ' \.
\ iF/1
"',
",
I
9
Ii I III I [I IIIIII..r] II I 87 II Illt-~= 2 I \
I-"'T
11I1
[
~""f
(,P~
(18-22)
ahol V térfogatáram, m3/s; LJpö össznyomás-növekedés,Pa (kp/m2); e közegsuruség,kg/m3 (kps2/m4); oopt, ill. O'opt a Cordier-diagrambólleolvasott átmérotényezo, ill. fordulatszám-tényezo. Az egyes típuscsaládokból így adódó gépek közül azt választ juk, amely egyéb szempontoknak is legjobban megfelel. Az átmérotényezo és fordulatszám-tényezo az azonos V térfogatáramot és LJpö össznyomás-növekedést adó, de különbözo típuscsaládokhoz tartozó ventillátorok nagyságának és fordulatszámának összehasonlítására is alkalmas, mivel ezen ventillátorok járókerék-átméroje az átmérotényezovel, fordulatszáma a fordulatszám-tényezovel arányoso Minél nagyobb valamely ventilIátorcsalád átmérotényezoje, annál nagY0bb a mérete, és minél nagyobb a fordulatszám-tényezoje, annál nagyobb a fordulatszáma, azonos V közeg-térfogatáram és ,1pö össznyomás-növekedés esetén. A 18-31. ábrán
'--~
~ '"
limin,
O'opt
-
9
5 L..--i
:
-
10
t=--
ELEMEI
1]
f--~
L-
SZERKEZETI
és fordulatszáma
~
~
,
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
"
_1'1.-fi~.Xí>-""" I I
"I5
6
i
I
I
.•••..
~,~
II
i
11
~I
10
3
4-
1 0,7 Oj)4-
0,1
0,5
1
2
3
1,.55
Sopf
18-29. ábra.
a fordulatszám-tényezo meghatározása a rp menynyiségi számból és 'I'ö nyomásszámból
18-30. ábra. Kiilönbözo típusú ventilIátorcsaládok értékpárjainak Cordier-görbéje
t5oPt--Uopt
557
VENTILLÁTOROK
A jelleggörbe változtatásával elérheto szabályozás céljából készülnek állítható lapátozású járókerekek is, amelyek lapátjait súlypont juk körül, a kilépoél 8 körül, vagy osztott lapát esetén a lapátvéget súly7 pontja körül lehet elforgatni. A járókerék általá6 ban acéllemezbol, alumíniumból vagy muanyagból 5 készül. Igényes gépek járókerekét dinamikusan, Ir kevésbé igényesekét csak statikusan egyensúlyoz3 zák ki. 2 A csigaház kisebb gépekhez egyben, nagyobb gé1 pekhez osztottan, merevítésekkel készül, acéllelJ mezbol, alumíniumból vagy muanyagból. A csiga41 43 ~q5 0,5 OtB 1 1,5 2/1 ház szívónyílásába erosítheto szívókúp a beáramló 6ópt közeget a járókerékhez vezeti. A szívókúp és a já18-31. ábra. Különbözo típusú ventillátorcsaládok átmérorókerék közötti kis méretu rés pontos beállítása a volumetrikus hatásfok, valamint aZ üzembiztonság tényezojének és fordulatszám-tényezo jének (méretének és fordulatszámának) összehasonlítása a Cordier-görbe alapján szempontjából egyaránt lényeges (ismétlodo ütés (Eck szerint) a hajtómotor terhelését fokozza és szikraképzodésseI járhat). A csigaház kivitele egy oldalról :;zívás esetén lehet szabadon szívó vagy légcsatornához a Cordier-görbe alatt méretarányosan, a fordulatcsatlakozó megoldású. A két oldalról szívó gép csiszámoknak megfelelo helyen berajzolt járókerekek jól szemléltetik a különbözo típusok egymáshoz gaháza, amely az egy oldalról szívó ház tükörképszeru megkettozése, szabadon szívó vagy légcsatorviszonyított nagyságát és fordulatszámát. nához szívótáskával csatlakozó kivitelben készül (1. a 18-38. ábrát). A két oldalról szívó ventilIátor 18.1.t.9. Szerkezetek 10
50pf
9
Radiális ventilIátorQk fo szerkezeti elemei a járókerék, csigaház, hajtás és tartozékok. A járókerék a tengelyre erosített hátlapból, elolapból és lapátozásból áll. A lapátok kilépési irányának a forgásirányhoz viszonyított helyzete szerint elorehajló, radiális és hátrahajló lapátozású járókeréktípusok készülnek (1. a 18-3. és 18-4. ábrát). Alapátok vázvonal vagy profil alakú kivitelben készülnek [l8-32. aj, bJ ábra]. A lapátozást szegecselésseI vagy hegesztésseI rögzítik. Foként légtechnikai készülékekben alkalmazzák a Sirocco elorehajló lapátozású járókereket, amelynek lapátozását kis sugárirányú méret (nagy Dl/D2 viszony) és nagy lapátszélesség jellemzi. Kétoldalról szívó ventillátorok szimmetrikus járókerékkel készülnek, egymáshoz képest eltolt helyzetu lapátozással.
A járókerék
forgasiranya a hajlás oldala felol nézve
-tM~iY'4{lK az'~mulatdjárá"",,' 'Y~ Jobb-t80
Jobb-225·
Jobb-270
(9-*t!+rh ~Y:;Y .
Jobb-O
I
Jobb-45
Jobb-90
i~~~w Ba/-225
80/-270
-~~fM@, Bal-O
18-32. ábra. Járókeréklapát
Jobb-135
A járókerék forgásirányo o hojtós o/d% feló/ nézv/!
80/-180
aj vázvonal alakú; hj profil alakú
Jobb-315
801-1,.5
8al-J15
~
Bo/-90 Ba/-1.15
18-33. ábra. Egy oldalról szív6 radiális ventillátorok házállásainak jelölése
csiga-
558
SZELLOZTETO-
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
,dp-V jelleggörbéje az egy oldalról szívó gép jelleggörbéjébol úgy nyerheto, hogy azonos ,dp nyomáson a V térfogatáramot megkétszerezzük. Két oldalról szívó ventillátort akkor alkalmazunk, ha a szükséges ,dPö - V értékpárt csak ilyen típussal lehet elérni, vagy ha kevés hely áll rendelkezésre. A csigaházállást minden gyártó cég a 18-33., 18-34., ill. 18-35. ábra szeri)lti egységesített jelzésekkel köteles megadni. A házat mindig a hajtás felol nézzük. Ha a járókerék forgásiránya - a hajtás felol nézve - az óramutató járásával egyezo, jobbos házállásról, ha ellenkezo, balos házállásról beszélünk. A speciális hatásoknak (hohatás, vegyi hatás, koptatás stb.) kitett gépeket erosített kivitelben, esetleg különleges anyagokból (PVC, rozsdamentes acél stb.) készítik. A korrózió elleni védelem különféle védobevonatokkal is lehetséges. Tuzveszélyes esetben a levegovel érintkezo felületeket alumíniumból készítik, ill. alumínium vagy egyéb bevonattal látják el. A hoszigeteléssei elJátandó csigaház külso felületét a hoszigetelo anyag felerosítéséhez tüskézettel készítik. A ventillátorzaj csökkentésére hangelnyelo burkolattal ellátott cSigaházat készítenek. Gyúlékony anyagokat vagy robbanókeveréket képezo közegek szállítására robbanásbiztos vagy szikrabiztos járókerék-csigaház
kombinációt gyártanak, megfelelo anyagok felhasználásával. Hajtás. A hajtómotor és a járókerék kapcsolata szerint a ventillátorok lehetnek közvetlen hajtásúak (amikor a motor és járókerék tengelye között nincs fordulatszám-módosító áttétel), ill. közvetett hajtásúak. Közvetlen hajtás esetén a járókerék a motor forgórészére vagy tengelyére van szerelve, ill. a külön csapágyazott járókeréktengelyt tengelykapcsoló köti össze a motortengellyel (18-36., ill. 18-37. ábra). Az elobbi megoldást kisebb m~retu ventillátorokhoz, az utóbbit fokozott üzembiztonság és nehéz üzemviszonyok esetén alkalmazzák. A motor forgórészére vagy tengelyére erosített kivitel elonye a kis helyigény, hátránya a kötött fordulatszám, továbbá az, hogy motorhiba esetén a ventillátort is szét kell szedni. A közvetett hajtások közül úgyszólván egyetlen alkalmazható megoldás az ékszíjhajtás (1. a ]8-2., 18-38. és 18-39. ábrát). Elonye, hogy az ékszíjtárcsák cseréjével a fordulatszám módosítható. Tuz- vagy robbanásveszélyes helyen ékszíjhajtást az elektrosztatikus feltöltodés lehetosége miatt nem ajánlatos alkalmazni. A tengelykapcsoló és ékszíjhajtású járókerék tengely csapágyazására gördülocsapágyat vagy siklócsapágyat használnak. Az elobbi kezelése igényte-
18-34. ábra. Két oldalról, szívótáskából szívó radiális ventillátorok jobbos csigaházállásainak és szívótllskaálIásainak jelölése. A számláló a csigaházállásra, a nevezo a szívótáskaállásra vonatkozik
18-35. ábra. Két oldalról, szívótáskából szívó radíális ventillátorok balos csigaházállásaínak és szívótáskaállásainak jelölése. A számláló a csigaházállásra, a nevezo a sZÍvótáskaállásra vonatkozik
559
VENTILLÁTOROK
18-38. ábra. Két oldalról szívó radiális ventillátor szívótáskával
18-36. ábra. Radiális ventillátor motortengelyre kerékkel
ékelt j!ir6-
lenebb, de zajosabb, az utóbbinak rendszeres ellenorzése, karbantartása szükséges, de csendesebben jár. Akusztikailag igényesebb esetben siklócsapágy alkalmazása célszeru. Két külön csapágy helyett újabban egyesített hosszcsapágyat építenek be.
Ventillátorok hajtására úgyszólván kizárólag villamos motorokat használunk (1. a 6.5. pontot). A hajtómotor elhelyezheto motorbakon (1. a 18-36. és 18-37. ábrát), kisebb motor esetében a motorbakban (1. a 18-39. ábrát), ill. a ventillátor mellett, az alapozáson vagy alapkereten (1. a 18-2. ábrát). Kis méretu· motorokat lehet a csigaházon elhelyezni. Az ékszíjak feszítésére a motor alá szerelt
18-37. ábra. Radiális ventiÍlátor külön csapágyazású kerékk!;h. tengelykapcsolóval
jár6-
szíjfeszíto sínt használják. Kisebb motorok úgy szerelhetok, hogy súlyuk feszítse az ékszíjakat. A villamos motorok O1egválasztásakor a 6.5. pontban leírtak mellett a 'következoket kell figyelembe venni: motorteljesítmény, a motor-nyomatékgörbe alakja, az indítás feltételei, a fordulatszám-változtatás igénye, védettségi fok. A (l8-ll), ill. (18-12) összefüggésseI számított, tengelyen mért teljesítményt a iJpö számítási pontatlansága, a szállított közeg suruségváltozása, az elektromos hálózat feszültségingadozása, a beálló fordulatszám pontatlansága, a gyártási szóródás okozta jelleggörbe-eltérés, az ékszíjhajtás hatásfoka stb. miatt biztonsági tényezovel kell megszorozni. Ennek nagysága közvetlen hajtás esetén 1,1...1,2, ékszíjhajtás esetén 1,1...1,3. A hajtómotor névleges teljesítményét a ventillátor biztonsági tényezovel növelt teljesítményénél nagyobbra, a villamos motorok teljesítménysorában következo legközelebbi értékre kell választani. Üzem közben változó munkapont esetén
•
18-39. ábra. Radiális ventillátor motorbakba ral, ékszíjhajtással
épített motor-
560
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
az eloforduló legnagyobb, tengelyen mért teljesítményigényt kell figyelembe venni. (Pl. üzemidoben meleg, üzemkezdetkor hideg - nagyobb suruségu - közeg szállítása, fojtásos közegáram-szabályozás, fordulatszám-szabályozás stb.). A motor túlméretezése energetikai szempontból és beruházási költség tekintetében egyaránt káros. Nyomatékgörbe, indítási ido. A ventillátor-hajtómotor gépcsoport nü üzemi fordulatszámát a motornyomaték és a ventillátor-nyomatékszükséglet egyensúlya, azaz a motor és a ventillátor nyomatékgörbéinek metszéspont ja szabja meg (18-40. ábra). Ha nagy a járókerék lendítonyomatéka, a gépcsoport üzemi fordulatszámának eléréséhez szükséges ido meghaladhatja a megengedett értéket, a motor túlmelegszik. A felfutási ido: GD2n-.
1'=-M a átlu s,
(18-23)
ahol GD2 a motor és a ventillátor motortengelyre redukált lendítonyomatéka, kgm2; nü a motor üzemi fordulatszáma, limin; Mát! átlagos gyorsítónyomaték, Nm (kpm) (a motornyomaték-görbe és a ventillátornyomaték-görbe nü fordulatszámig terjedo szakasza alatti területek különbségével azonos területu, nü alapú téglalap Mátl magassága); a= 38,25 az SI mértékrendszer szerint (375 a technikai mértékrendszer szerint). A káros túlmelegedés elkerülése szempontjából közvetlen indítás esetén mintegy 20 s, csillag-deIta kapcsolásnál 45... 50 s felfutási ido engedheto meg, napi 1... 3 indítást feltételezve. A következo indítási módok szokásosak: 3 kW teljesítményig rövidrezárt motor közvetlen indítással, 3 kW felett rövidrezárt motor közvetlen vagy csi1lag-deltakapcsolással; 7,5 kW felett rövidrezárt motor csillag-deIta kapcsolással vagy csúszógyurus motor indító-ellenálIással.
nü 18-40.
á••.•. Villamos
motor nyomatékgörbéje tor nyomatékszükséglete 41
motor; b ventillátor
SZERKEZETI
ELEMEI
Fordulatszám-változtatás igénye esetén, mintegy 7,5 kW teljesítményig pólusváltó (Dahlander-) motor alkalmazható. Nagyobb teljesítményu pólusváltó motort kerülni kell, mert a kisebb fordulatszámon a motor túlméretezett. Nagyobb teljesítményigény kielégítésére elonyösebb két, egymástól független, a tényleges igényekre méretezett villamos motor alkalmazása. Újabban - egyelore mintegy 7,5.. .1O kW teljesítményig - tirisztoros fordulatszám-szabályozókat alkalmaznak, amelyekkel a villamos motor fordulatszáma folyamatosan változtatható. Környezet, védettségi fok tekintetében a környezet homérsékletét, goz-, gáz-, porszennyezettségét, a vízzel való érintkezés lehetséges módját, a tuz- és robbanásveszélyt stb. kell figyelembe venni (1. a 6.5. pontot). Ventillátorok tartozékai, amelyeket a megrendeléskor külön fel kell sorolni: villamos motor, szíjfeszíto sín, ékszíjtárcsák, ékszíjak, szíjvérlo háló, tengelykapcsoló-védo" szabadon szívó ventillátor szívónyílásán szívóháló, alapkeret, rezgéscsillapítók, vitorlavászon vagy egyéb anyagú közdarabok a ventillátorcsonkok és légcsatorna flexibilis összekötésére. Ventillátorok karbantartása a következok ellenorzésére, ill. elvégzésére terjed ki: alapcsavarok meglazulása, ékszíjak állapota és feszessége, rezgéscsillapítók szabad mozgása, motormelegedés, csapágymelegedés, áramfelvétel, forgásirány, vitorlavászon közdarab tömörsége, épsége, járókerék kiegyensúlyozott járása, nyomásnövekedés változásának ellenorzése, a csapágyak kenése. Szabályozószerkezetek. Radiális ventillátorok jelleggörbéjének szabályozására két szerkezeti megoldás szokásos: állítható lapátozás és a szívócsonkra szerelt szívótáskába épített perdületszabályozó szerkezet (18-41. ábra). (A jelleggörbe-módosulásokat 1. a 18.1.8. pontban.) Ritkán alkalmazott megoldás a járókerék szélességének változtatása, a ten-
n és a ventillá18-41. ábra. Radiális ventillátor perdüIetszabályozó zete
szerke-
VENTILLÁTOROK
1110
3I,l
--
zu' 15
= ~ f,~
fJ1
--~
e-
20
'
:
~ 50~III
.
•VUh-7 J ., tr!.~11m#,
id. o6 10 10 ils
5IJI1I1 IKI IQ I,(JO
~l~
~
~.~
"~~
i
561
J
1P'I!Il """
o 100 ~rfIO, ",'/il ~ rw ES~ 1.
7
161
1500
70f!
'O 7IJD8Ci:'jj
'4'
IJ;'Z5 ~
45 " "'1
18-42. ábra.
II!.!, I
t6
'"
VUh-l
"m'/,.
tipusú, egy oldalról szivó radiáJis ventillátor jelleggörbeserege
gelyen vezetett, a hátlappal párhuzamos siktárcsa tengelyirányú eltolásával. Ventillátorok zajkeltése. L. a 17.6. pontot! A hazai sorozatgyártású VUh típusú, egy oldalról szivó, fveIt, hátrahajló lapátozású radiális ventillátorcsalád ajánlott gépnagyságainak jelleggörbeseregét a 18-42... 18-47. ábrák, össz-hangteljesftményszintjét a 18-48. ábra, annak munkapont sze~ '5 §< '!fl
"'"
[O §p '20 lU 4
:iíml l§
VUh-4
_
,1t,mA/1tffn1,lrp(m'
VUh-7
18-44. ábra.
tipusú, egy oldalról szivó radiális ventillátor jelleggörbeserege
rinti változását a 18-49. ábra, a szfvó-, ill. nyomóvezetékben a hangteljesftményszint oktávszinképének megbatátozásához szükséges relatív hangteljesftménxszint-értékeket 18-50.csapágyazások ábra tartalmazza (FUTOBER adatok). Aza egyes megdp6, JO,
VUh-10
E,
750
1500 2000
71100'
JOiJO
lNioo 5Ó00 V,mJ/h
"a. "~!5 '/Ii"~7'IJ)8'q;~' , "7!!V,mJ;' ~,. ''Í1 I -f' It 3. 'j ~ I ' ,ISI' \20I ,If 30• PJthtI./tp/m' 'í;m;' 6.,I1110
I.lt "'''''1.13''
,
18-43. ábra.
VUh-4
l' ,of,
1"
,,~
'1·1"1·'
tiPUSÚ. egy oldalr6l sziv6 radiális ven-
kézik6nyve
2600 3/JOO 'Iioo 11:1
(1,8
J
81
ti11átorje1J.esgörbesereg
38 Az épQ~t
r
,
11-45. áIJra.
SdOO6000
ll' ~' - - "15'
t', {,
6.
'"
VUh-lO
7ixHJ
'
10ÓOO
15000 18000 V,
m'/h
, , , ~' , , , , " ''J' , • ' '.' , "'5 "v,m"1s r f,e,w./""o/"\.I(I·'ff.v,,mjs ,"
' ••
, ,
,
Pilin2,1rp/m'
tipuslÍ, egy oldalról szivb radiális ventilIátor jelleggörbeserege
SZELLÖZTETO-
562
ÉS KLfMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
6 6 4 4
J 3
ál'~
2 256
2
8100
$ .• 6
2 3 • 6 841
81000
-2.31'"
2 J 4 5 81
100!J0 2
2346810
J
4
(BfdJr1oo~"l'I'
2345
~JO
1i,m1/s
18-48. ábra. VUh tlpusú, egy oldalról szfv6 radiális ventillátorcsalád Lp ö össz-hangteljesltményszintje
2ti!13to 15O...j 15
A leolvasott 6rtékb61 levonancl6k a következ6k: a hidraulikai hatúf'októi fl1a6. 18-49. Abra szerinti 6rték; motor haDpillapltó burkolat-un 1 dB; siklócsapágyazts cselén 2 dB
18-46. ábra. VUh-13 tlpusú, egy oldalr61 szfv6 radiális ventillátor jelleggörbeserege
engedett maximális fordulatszáma is látható a 18-42... 18-47. ábrákon. (Jelölések : PG = peremes egyesített gördü1&:sapágyazás; NG = normál gördül&:sapágyazás; EG =er5sített gördü15csapágyazás; ES= egyesített sik16csapágyazás.) Hangtompító burkolattal ellátott, egyébként azonos típusú VUh ventillátorok ered5 hangteljesítményszintje a 18-48.
40 71!!
- VUh-15 ~ ."MtI _Il in ....• ,,'bAY.,;, M1.\' 15b .* ~ If: ! li ·BO 15 100 20 15!J. '.IJ!!
I
//1'
JI
1.
I
E000
--
1',
i:;:...~
'lJ';)
"
0\-
0\0 500 500
iJO 600 ~'.\o
w
JPO
~V<'{}gj
~75 130 %1"0 50 @O
~
.fl/!
.
ábrából leolvasható értékeknél 7 dB-lel kisebb. Az oktávszínkép megállapításához levonandó relatív hangteljesítményszint-értékek a 8ZÍvóvezetékre vonatkozóan azonosak a hangtompító nélküli kivitelével [18-50. aj ábra], a nyomóvezetékre a 18-51. ábra számértékeit kell figyelembe venni. A 1842... 47. ábrák LJpö-V jelleggörbeseregei e=I,2 kgfm3 (0,123 kps2/m4) közegsiírfiségre és tipizált fordulatszámokra vonatkoznak, és tartalmazzák az egyes gépnagyságok tipizált fordulatszámához tartozó - a görbe mentén állandónak tekintett Pelm ún. elméleti teljesítményszükségletet [ami a (18-11), ill. (18-12) összefüggés szerinti Pte teljesítményt51 abban különbözik, hogy rJö helyett csak az rJhi hatásfokot tartalmazza] és ~ kerületi sebességet, valamint az egyes V térfogatáramokhoz tartozó nyomócsonkbeli "2 sebességet és Pdin2 dinamikus nyomást. n, Pelm és ~ értéke a görbe jobb végpontjának vízszintes kivetítéséveI olvasható le. A villa-
3
1 o --. 2\l' " , 13"
" ~"
"
'S ' "
----W'"
17'
lf'I' '117' , , 'tS
r""~I ..Ii"'17'r'Mi!' \"'" ,
,.
11-47. ábra. VUh-lS
"
,'p .,
~---
.,... ~ II;mI,t
"'~"Mv"m/6 ,• , 'iMl,l!plm'
tlpusú, egy oIda1r6l SZIV6radi6JlI WIl-
tiUitorjelleggörbeaci.
78
80
81
80 1Jhit
1•..•.
75 %
Mra. VUh tipus6,eayoldalr6l azlv6 radiális wntilJltorC:SaIid 1&-48. ábrin litbató Lpo aaz..haqteljesltm6nyszintj6b61levoaand6 .dLP., 6rlit, a IDUDkapoothoz tartozó 'Illi hidrautikai batúfot~
VBNTILLÁTOROK
~
30
30
25
25
~ ~
20
20
lt:l
15
~
15
Q.. ""-l
10
~
5 o
5 63
125 250 500 1000 2000 1;0008000 Okfóvsóv - középfrekvencia,
~ 20
~ 15 10
5 125 250 500 1000 2000 40008000 Okfávsóv-középfrekvencio,
Hz
bJ 18-50. ábra. VUh típusú, egy oldalról szivó radiális ventlllátorcsalád szív6- és nyomóvezetékében várható hangteljesitményszint oktávszínképének megbatározásához szükséges relativ hangteljesitményszínt. Ennek értékét az Lp II össz-bangteljesítményszíntbollevonva, nyerjük a bangteljesitménysrint oktávszinképétl:320 ... 64O, 2:640 ... 1280, 3:1280 ... 2680 lImin fordulatszámra vonatkozóan a) szIvóvaet6kben; 6) JIYOIIlóvaet6kben
mos motor névleges teljesitményének megállapitásához a diagramok Polm teljesítményét a 18-52. ábra b biztonsági tényez6jével kell megszorozni, amely az összhatásfokot is figyelembe veszi. Az indítási idc5 meghatározására a 18-53. ábra alkalmas. Az egy oldalról szlvó, egyesitett csapágyas, ékszijhajtású, bakba épitett villamos motorral ellátott tipuscsa1ád ajánlott gépnagyságainak körvonalrajzát a 18-54. ábra, méreteit a 18-2. táblázat, alapkeretének körvonalrajzAt a 18-55. ábra, annak méreteit a 18-3. táblázat tartalmSll77J1. A VUh radiális ventillátorosaIád egy oldalról SZIvó, peremes egyesftett·gön:lü1c5csapágyas, 6ksziJDaj38-
63 125 250 500 1000 2000 4.0008000 Oktávsóv-kóZépfrekvencio,
Hz
18-51. ábra. Hangtompító burkolattal ellátott VUh típusú, egy oldalról sziv6, radiális ventlllátorcsalád nyomóvezetékében várható bangteljesítményszint oktávs:zfnképének meghatározásához szükséges relatív hangteljesítményszínt-értékek 1:320 ... 640,2:640 ... 1280,3:1280 ... 2560 lImin fordulatszámra vonatkozóan
25
63
o
Hz
O)
o
·10
tásos, villamos motorral együtt acélkeretre szerelt" rezgéscsillapitó acélrugó rendszerrel együtt szállitott, sorozatgyártású gépnagyságainak körvonalrajzát és hb~l1áAAit a 18-56. ábra, méreteit a 18-4. táblázat tarta lmSll7.7j1. A jelleggörbék azonosak a 18-42 ... 46. ábrákéval, de csak a 18-4. táblázatban megadott, legkisebb (nmin) és legnagyobb (nmax) fordulatszám által határolt tartomány fordu1 elo. Az ugyancsak hazai gyártású (FuTOBER gyártmány), P-típusú, egy oldalról szivó, profil alakú, hátrahajló lapátozású radiális ventillátorcsalád gépnagyságainak jelleggörbeseregét a 18-~7... 63. ábrák tartalmSll7.7ák, e= 1,2 kgfm3 (0,123 kps2/m4) közegsiirfiségre, tipizált fordulatszámok esetére. A hangteljesitményszint megközelitc5leg a VUh tipuscsaládéval egyezik. Készül hangtompitó burkolattal is. A tipuscsalád körvonalrajzát a 18-64. ábra, méreteit a 18-5. táblázat, alapkeretének körvonalrajzát a 18-65. és 18-66. ábra, méreteit a 18-6. és 18-7. táblázat tartaJmSJ7.7j1. I
P,.=bP."",
kW
---Ékelt Ékslíjhajtás
1,2 1,1
42 1134' o.61l11
-j-
J
4 5 S 810
20 Jo 411 s'-'if1Ol Pom, kW
18-51. Üla. VUh tfpusú, radiális ventülátorok b biztonsági tényezoje a motor névleges teljesítményének megbatározásához
564
SZELLÖZTETÖ-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK 2'
SZERKEZETI
ELEMEI
I
:rm 100a
. l...·5
2 70,
5 2
,
VII V.
JI. nl"/-
18-53. ábra. Diagram
VUh típuscsaládhoz
Ml inditónyomaték;
Mb billenönyomaték;
tartozó ventiJIátorok indítási idejének meghatározásához Mo névleges nyomaték; Mu üzemi nyomaték; n fordulatszám
VENTILLÁTOROK 18-1. táblázat. F.CY oldalról szi,ó, egyesitett c:sapágyas, ékszíjbajtású, bakba épitett villamos motorral ellátott VUb ndIáIIS ,eatlllátor'csaIád méretei (KörYonalrajza
a 18-S4. ábrin)
L H K G 296 400 400 111 108 385 270 200 370 1110 940 710 535 820 310 455 348 140 500 230 200 185 230 425 535 310 187 110 500 570 450 410 540 470 135 676 513 794 603 605 243 650 912 693 540 780 322 780 940 590 710 123 1048 1204 424 892 780 335 335 260 350 270 260 521 450 570 590 780 800 990 235 860 II Á
370 T I 1270 1270 I 180· I 225· I 270· I I B lel 370 DIE II I
I I 45·
O· 315"
e
I IEJ"tlL
l+-
l:)
18-54. ábra. Egy oldalról szivó, egyesitett csapágyas, ékszijbajtású, bakba épített villamos motorral ellátott VUh radiális ventillátorcsalád körYonalrajza. Méretek a 18-2.táblázatban
-,i
•••I CB.c:a
, .• •..
18-55. áln. Egy oldalról szivó, egyesített csaptÍgyas, ékszijhajtású, bakba épített villamos motorral ellátott VUb radiális ventillátorcsalád alapkeretének körvonalrajza. Méretek a 18-3. táblázatban
18-3. táblázat. Egy oldalról szi,ó, egyesitett csapágyas, ékszíjbajtású, bakba épitett ViUamOSmotorral ellátott Vuh nUUáUS ,entillátor'család alapkeretének méretei (Körvona1rajza
934 dbc660 519251 315· 45· 180· 22$. e2 270· 14 318 70 1004 430 430 1154 1068 190 63 519 1 519 4 . 282 720 14 611 274 862 669 527 1230 739 745 2 8739 550 430 180 676 757 575 611 515 307 324 1000 832 618 87 678 796 860 145 1154 1068 860 I394
I
I 430
I
II
1
I
I
f
a 18-55. ábrán)
o·
566
SZELLOZTETO-
c
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
F
B
ELEMEI
E
HfÍzól/ások
.~-~~
Jobb
_-
----~
..
-45
Bal
-O
-315
~l
-270
18-56.ábra. Egy oldalról szívó, peremes, egyesített gördülocsapágyas, ékszíjhajtásos, villamos motorral retre szerelt, rezgéscsillapító acélrugó rendszerrel szállított VUh radiális ventillátorcsalád sorozatgyártású vonalrajza és házállásai. Méretek a 18-4. táblázatban
együtt acélkegépeinek kör-
18-4. táblázat. VUh tipusú ventillátorcsaJád 18-56. ábra szerinti kivitelének méretei és adatai Méret. mm
I VUh-11 VUh-4
:1
I 645 180 1055 705 383 55 270 370 247 470 70 178 80 693 260 348 450 912 794 603 513 270 230 400 310 540 869 1205 510 1150 790 475 65 625 157 815 870 1285 350 295 745 50 296 455 676 385 335 590 521 228 310 300 .41(\ 235185
A
II
2001
I
VUh-1
I,-Gépnagyság I , 'I!. ~-
260 125
,
VUh-l0
I
VUh-13
-
~Ckm
'Ilo
lY" '§t?O It\c\/~,-
III P-400 f}/ ~
l' 'i,'
"., '\-..~
,>/
9SO 950
,,<'
'4/,0 ~O
--§.
I§I!O;§PO
""
t::
f60
'~ 1-
'(J!JIJ
15011,
nmin, nll1U,
lImin lImin
475
I 2520 950
I
2200 950
I
1660 720
I
1260 630
I
975
A minimális és maximális közötti tipizált fordulatszámok azonosak a 18-42 ... 18-46.ábrákon megadott tipizált fordubo-"'Olrlral.
18-57.ábra. P--400 típusú, egy oldalr61 szív6 radiális ven-
tilIátor jelleggörbeserege
567
VENTlLLÁTOROK
IJPiJ}
1300 lJ 12 fil 1100 ~ " l*p/mz
P-820
1001l 9111l
80q
600 ~ 500
5fE.
700~7~ 400 ..ti 300l3,
200120
150115
I'~dddI.'~J,,;1 'w~00 /f,S
}"
P-S70
18-58. ábra.
típusú, egy oldalról szivó radiális ventillátor jelleggörbeserege
-
~, iii 1500"i',1000' li lfso 1. '120 IXJ JPQl
-700
,
~
.,,~
~.:
li'
CI
18-60. ábra.
"'~
•. ,6,
I
••
'2
,,'
II
•
I
lJ' ,
j r ~'r,,0.78910 I
I5
1'1,1'1
15000 . j~
20000 25000 J5 ,.
lS
'~ ' , 20 I ,. ~ 30l'
"11
V,mJ/h ~m3/$
•
125 I 40
P•.,v"m/,. •• kp/m'
P-820
tipusú, egy oldalról szivó radiális ventillátor jelleggörbeserege
P -1000
':i.{
""" ,§!lO
l1.llI
010 llfO
30
2l!1:1111
1416~l1. J"
"}"
I
••
! ','
2
18-59. lÍIII'll.
" }" "~ ,
11$
~"f
I
3
.
~I
I
'.
I 12'
l' 1 ,
f.·/~
J'(UJoO '.'
1,.',
~ 5 5 78910
P-700
• , ••
"
1217
I ',}. I',r I ~. ;itk,' ~mJ/h '3' .. I 14' ••• 15 a.~,"~" • Ilf, 1 1: .~.," 'rs,'t,m/I' 2(J
30
I,IJ{J#lhl,Jp/mt
típusú, egy oldalról szivó radiális ventillátor je1leggörbeserege
18-61. lÍIII'll. P-lOOO tipusú, egy oldalról szivó radiális ventillátor jelleggörbeserege
SZELLOZTETO-
""
po
{"
.,;~ 15bOQ OJ[ g;o 75 f5()
~U
t
,
1 ~4D 611Q6Q ~~i,OQoo ~'I, 5~boo .~12 900 ,1' I kpfm' ,1'~O 3OtrJO IÍ:m 21Jl.. 20 0\0 201100 350.
~
~JQ
1160
~;-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
. ;~::-n ~~ 'IV 'JI}"
5IIJl5Q
,~
w; 301;00 "pfm' ~' 5Ot/oQ .~ ~•,••,/" ,"~~\9 P-1650
pa
15 o ",1-00
..,.,..,
~
ffPO ~O
'/2()
SZERKEZETI
of>
.
150.. 15
60
ELEMEI
.
/ • ,\wk""v"
o .\0
r::
"'" ')itw ~
~~
25
20
25
3 115 .uu
II 1 I~'
:
I ["' •• (1
J
I'J5"1116""17'
r,'
l~'
11~1 ,'\
le'
!
I
••
'" S 6 78 9 10
,115
19' [tO' 1 \
20
•••
1 I 12~ 1 ','
30
,
If5'
J/h
O/h
"~m'l'$
1~.5111 • v,/mis 40 50 Pdinl,Kp/m2
18-62, ábra, P-1150 típusú, egy oldalról szívó radiális ventillátor jelleggörbeserege
"'17~'''''''18~'~19~''1tJ'''""''~'~'~'--'''~5'''~' ~'~1111=-''''''''' 1l",~~,~'T."1.1Q~~'m# /1\,.',11' f:f.'"ll1""',, : Itf"II'~I·~.s\'I,YI,m;' 2 3 4 5 I 7 8 9 11J 20 30 40 Pm! ,.,/m' r,
T.
18-63, ábra, P-165O típusú, egy oldalról szívó radiális ventillátor jelleggörbeserege
18-5, táblázat, P típusÚ ventíUátorcsalád 18-64, ábra szerinti JIléretei 06pnaayság
Mérct, mm
A
P--400
368 210 320 370 184 1150 1650 475 327 400 259 314 110 600 520 860 333 995 970 1170 1000 220 700 900 190 820 785 549 1060 1320 216 455 655 925 800 1525 1075 0564 ...45° 1065 1310 1090 955 810 670 460 720 1210 330 400 420 396 186 425 295 620 1295 446 643 1620 160 1330 647 453 526 757 531 298 560 1140 870 693 1725 1640 815 570 1550 930 540 365 710 920 750 610 386 811 780 ]ff)
II
P-S70
P-700
P-820
P-lOOO
P-llS0
P-16S0
569
VENTILLÁTOROK
c
B
L
L
aj
ej
hj
18-64. ábra. P típusú, egy oldalról szívó radiálís ventillátorcsalád körvonalrajza aj P-400 ej P-400 ... 1650 nagyságra. Méretek a 18-5. táblázatban
18-7. táblázat. P tipusú ventillátorcsalád 18-66. ábra szerinti alapkeretének méretei
18-6. tAblázat. P tipusá ventillátorcsaJád 18-65. ábra szerinti alapkeretének méretei Méret, mm J
a
P-400 I P-S70 Gép~ Ip-700
... 820, hj P-lOOO ... 165O,
P-820 1
Gépnagywág
Méret. mm
P-lOOO
P-16SO
II _ 1120 550 7001300 2350 970 650 800 1740 1525 1480 1560 1350 1801520 a... 200 160-ig 1750
770 196 385 M 1200 450 273 338 1100 950 /* 280 N 800 650 520 970 1350 500 1300 410 430 690
•A villamos motor építési nagysága szerint.
-----r--
Nyomócsonkközép
~ .•
b
e
18-65. ábra. P típusú, egy oldalról szívó radiális ventillátorcsalád alapkeretének körvonalrajza P-400 ... 820 nagyságra. Méretek a 18-6. táblázatban
18-66. ábra. P típusú, egy oldalról szívó radiális ventillátorcsalád alapkeretének körvona1rajza P-l000 ... 16SO nagysáp. Méretek a 18-7. táblázatban
570
SZELLÖZTETÖ-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
A különleges, technológiai légtechnikai berendezések ventillátoraival szemben támasztott speciális követelményeket a 22. és 24. fejezet tárgyalja.
18.1.2. Axiális ventillátorok Hazai gyártmányú axiális ventillátor látható a 18-67. ábrán. 18.1.2.1. Sebességbáromszögek A közönséges axiális venti11átor belépési sebességháromszöge derékszögu, kilépési sebességháromszöge ferdeszögu (18-68. ábra; az axiális ventillátorok sebességháromszögei sugárirányban változnak, az ábrák itt a legnagyobb átmérore vonatkoznak). A WI relatív sebesség mindig a forgásiránnyal ellentétes irányú, azaz /31"< 90°. Adott átméron a forgásirányú be- és kilépési u kerületi sebesség azonos. A közönséges axiális ventillátorból a levego perdülettellép ki, ami veszteséget okoz. Perdületmentes kilépés biztosítására álló terelolapátsort alkalmaznak. Az álló eloterelés a járókerékbe belépo közegáramnak eloperdületet ad (18-69. ábra), az álló utóterelés a perdülettel kilépo levegot tengelyirányba téríti (18-70. ábra) . Az álló elo- és utóterelés az elozo két megoldás kombinációja (18-71. ábra). A relatív sebesség utóterelésnél a legkisebb. Mivel a járókerék-veszteségek a relatív sebességgel arányosak, ebbol a szempontból kedvezobb az utóterelés, az eloterelés
UG
Ul_~
~w. C'=C'm
_
18-68. ábra. Axiális ventiI1átor belépési és kilépési sebességháromszög~
elonye viszont a gyorsuló áramlás. Utóterelést kétfokozatú ventillátorban a két járókerék ellenkezo forgásirányávallehet elérni (18-72. ábra). 18.1.2.2. A száUított közeg nyomásnövekedése Összenyomhatatlan közeg elméleti össznyomásnövekedése végtelen lapátszámú axiális ventilIátorban Eu/er szerint: .1Pöelm~=eU(C2u-Clu)
Pa (kp/m2),
(18~24)
vagy más alakban .1Pöelm_=~
[(q-~) + (~-~)]
Pa (kp/m2), (18-25)
ahol e a szállított közeg siírusége, kgfm3 (kp s2/m4); a többi jelölés értelmezését l. a 18-68 . .,18-72. ábrákon. Az össznyomás-növekedés nagyságrendje szerint az axiális ventillátorokat mintegy 300 Pa (",30 kp/m2) össznyomásig kisnyomású, 300. .,1000
Cfm lI~Wf
Cfll
Jórókerék
Cf
--------
(Iassulós)
..
..
fix terelolapótsor (gyorsulás)
(J~
c2=C2m=c1m
18-67. áIn. AV tfpus6, tcrelolapátos, tomába
ékszijbajtású, légcsaépithet6 aXWiI WDtiJJátor (KIPSZER. gyártmány)
1s.69. áIn. Álló el6tereléaes axiális wntillátor l'OIJl8ZÖ8ei
sebess6gbá-
571
VENTILLÁTOROK
'iF/x ferelo7ii;HJfsor
(lassulás)
18-72. ábra. Utóterelés ellenkezo forgásirányú,
U
sebességbáromszögei kétfokozatú, két jár6kerekes axiá1is ventillátorban
Cz C211
~'2
Wt
czm=c,
18-70. ábra. Álló utótereléses axiális ventillátor sebességhá-
leggörbe alakját a 18-74. ábra szemlélteti. A veszteségekre jellemzo hatásfokra vonatkozóan 1. a 18.1.1.3. pontot.
romszogei
Pa (",30 .•. 100 kpJm2) össznyomás között közepes nyomású, 1000 Pa ('" 100 kpJm2) össznyomás felett nagynyomású v.entillátornak nevezzük. 18.1.2.3. LJp- V jeUeggörbe
A veszteségmentes áramlást és végtelen lapátszámot- feltételezo elméleti jelleggörbe a 18-73. ábrán látható. A valóságos jelleggörbét a szállított közeg térfogatáramának és nyomásnövekedésének mérésével lehet meghatározni. A valóságos jelleggörbe az elméletitol lényegesen eltér a véges lapátszám, a járókerék súrlódási és leválási veszteségei, a terelolapátsor vesztesége, a perdületes kilépés vesztesége (forgási veszteség), a járókerék utáni keresztmetszet-változásból adódó veszteség (diffúzorveszteség) és a járókerék és ház közötti résen fellépo résveszteség következtében. A valóságos jel-
18.1.2.4. Pte -
V jelleggörbe
A végtelen lapátszámra és veszteségmentes áramlásra vonatkozó elméleti jelleggörbe a hátrahajló lapátozású radiális ventillátor ideális jelleggörbéjéhez hasonló (18-75. ábra). A valóságos jelleg görbe a véges lapátszám, az áramlási és mechanikai veszteségek következtében eltér az elméleti görbétol. APte tengelyen felvett teljesítmény a (18-11), ill. (18-12) összefüggéssei számítható, biztonsági tényezo figyelembevételével. 18.1.2.5. Arányossági törvények. LJp- V és Pte - V jeUeggörbesereg
A 18.1.1.5. pontban foglalt arányossági törvények - a (18-13), (18-14) és (18-15) összefüggések - axiális ventillátorokra is érvényesek. Egy geometriailag hasonló kialakitású axiá1is ventillátorcsalád LJp-V jelleggörbéje a fordulatszám változásával másodfokú parabolákon, a gépméret változásávalZJ3 kitevoju parabolákon tolódik el. A közegsuruség változása a jelleggörbe függoleges irá-
9=úl/.
n=á/1.
18-71. ábra. Álló elo- és utótereléses axiális ventillátor sebességbáromszögei
Velm 00 18-73. ábra. Axiális ventillátor elméleti jelleggörbéje
572
SZELLOZTETÖ-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
esetében is - egyetlen "P- rp, ill. A- rp dimenzió nélküli jelleggörbével jellemezheto, függetlenül a fordulatszámtóI, gépmérettol és közegsijruségtol (1. a 18.1.1.7. pontot). Mennyiségi szám:
V rp=-z-' Dz1t
p=áll.
(Us-26)
-4-u
n=á/1.
ill. szokásos a következo mennyiségi szám is : ti
q;=----V
18-74. ábra. Axiális ventillátor valóságos jelleggörbéje
nyú, a suruségváltozással arányos eltolódását okozza. A ventillátorcsalád P~ - V jelleggörbéje a fordulatszám változásával harmadfokú parabolákon, a gépméret változásával 513 kitevoju parabolák mentén tolódik el. A közegsuruség a jelleggörbe suruségváltozással arányos függoleges eltolódását okozza. A különbözo nagyságú gépek különbözo fordulatszámhoz tartozó jelleggörbéit jelleggörbeseregnek nevezzük. 18.1.2.6. Logaritmikus
4
u
Nyomásszám:
"P=-L1p
(l8-28)
gu2 2 ("Pö' ha L1Pö-t veszünk figyelembe, L1Psít veszünk figyelembe.)
ill.
"Pst'
ha
Teljesítményszám: A=
jelleggörbesereg
Axiális ventillátorok L1p-V és Pte-V jelleggörbeseregét - a radiális ventillátorokhoz hasonlóan - a 18.1.1.6. pont szerint ugyancsak kettos logaritmikus koordináta-rendszerben célszeru ábrázolni, mert így a ventillátorcsalád különbözo méretu tagjainak különbözo fordulatszámhoz tartozó jelleggörbéi azonos alakú és nagyságú, különbözo helyzetu görbék seregét képezik.
(18-27)
(~-tf2)1t
rp"Pö 'YJö
(18-29)
,
ahol Va szállított közeg térfogatárama, m3 ls; Dz a járókerék külso átméroje, m; d a járókerék belso átméroje, m; u a járókerék külso átméro jére vonatkozó kerületi sebesség, mis; L1p a szállított közeg össznyomás-növekedése (esetleg statikus nyomásnövekedése), Pa (kp/mZ); e közegsuruség, kg/m3 (kp sZ/m4); 'YJö a ventillátor összhatásfoka. A dimenzió nélküli jelleggörbék az egyes ventillátorcsaládok összehasonlítására alkalmasak (18-76. ábra és 18-1. táblázat). A dimenzió nélküli jel-
18.1.2.7. Jelleggörbék dimenzió nélküli jellemzo számokkal 1,0
A geometriailag arányos méretu ventillátorcsalád valamennyi tagja - mint radiális ventillátorok
V
48 0,6
0,2
0,2 0,1,. 0,6 0,8 1,0 CI
Velm 00 18-75. ábra. Axiális ventillátorelméleti
jelleggörbéje
18-76. ábra. Axiálisventillátorcsaládok, leggörbéi
dimenzió nélküli jel-
a fali szellozö; b profil alakú lapátozású járókerék; c ventillátor terelölapátsorral; d ventillátor terel6lapát90rral és dilfúzorral
573
VENTILLÁTOROK
1/í/Ymax
f
1~
e
c
b
il/Amax 1,t,. 1,3 1,2
1,1 ""O
0,9
~8 0,7
~6 ~5
g
Olt,.
18-78. ábra. Axiális ventillátor
0,3
1,0
O
1,2
1/f
Cf/Cfmax
18-77. ábra. Axiális ventillátorcsaládok maximális hatásfokú pontra vonatkozó relatív, dimenzió nélküli jelleggörbéi a axiális, b félaxiális venlillátor
leggörbék lefutásának összehasonlitására a maximális hatásfoKú pontra vonatkozó relativ dimenzió nélküli jelleggörbék használhatók (18-77. ábra). 18.1.2.8. Átmérotényezo, fordulatszám-tényezo Adott Ji' térfogatáramot és adott LJp nyomásnövekedést legjobb hatásfokkal szolgáltató ventillátortipus nagyságának (D2oPI) es fordulatszámának (nopJ meghatározása a (18-21) és (18-22) összefüggésseI lehetséges, az optimális átmérotényezo és fordulatszám-tényezo alapján (1.a 18.1.1.8. pontot). A Cordier-görbe a különbözo tipusú ventilIátorcsaládok fordulatszám és méret szempontjából való összehasonlitására szemléletes képet ad (1. a 18-30. és 18-31. ábrát). 18.1.2.9. Szerkezetek Axiális ventillátorok fo szerkezeti elemei a járókerék, terelolapátozás, ház, hajtás és tartozékok. A járókerék tengelyre ékelt agyból és az arra erositett lapátozásból áll (18-78. ábra). Alapátok vázvonal vagy profil alakú kiképzé8sel készülnek. Az utóbbi jobb hatásfokú, zajtalanabb és jelleggörbéje laposabb. A kerületi sebesség a sugár mentén kifelé haladva no, ezért a lapátok görbületi sugara kifelé haladva növekszik, a fJz szög csökken [1.a 18-68. ábrát és a (18-24) összefüggést]. A félaxiáIis ventillátor járókerekének agymérete az áramlás irányában haladva növekszik (18-79. ábra), csökken az áramlási keresztmetszet, az abszolút sebesség tengelyirányban megno. A félaxiáIis járókerékkel mintegy kétszer akkora nyomásnövekedés
o utóterelo
lapátozással
a jár6keréklapál; b jár6kerékagy; c villamos maior; d orr-idom; e diffúzor; f csobáz; g ut6terelo lapál
érheto el, mint normálkiképzéssel. A normál kivitelu járókerék fix lapátozással készül. A jelleggörbe változtatásával való szabályozás végett k~zitenek állitható lapátozású járókerekeket, amelyek lapátjai egyenként vagy mozgatható mechanizmussal egyszerre állithatók, fordithatók el az agyon. A járókereket acéllemezbol, öntöttvasból, aluminiumból stb. készitik, és statikusan, ill. dinamikusan kiegyensúlyozzák. Terelólapátozás. A terelolapátsor beépitése lehet fix vagy állitható (forgatható). A fix terelolapátok eloterelo (18-80. ábra), utóterelo (18-78. ábra), vagy elo- és utóterelo beépitésuek lehetnek. Az állitható terelólapátokkal (18-79. ábra) axiális ventillátorok jelleggörbéje jó hatásfokkal szabályozható. Kétfokozatú járókerék-megoldással a nyomásnövekedés fokozható. Kialakitása lehetséges a két járókerék közé iktatott terelolapátozással [18-81. aj ábra] vagy mindkét járókerék elé szerelt terelolapátsorral [18-81. bJ ábra]. A terelést külön terelolapátozás alkalmazása nélkül, a két járókerék egymással szemben forgatásával is meg lehet oldani (1.a 18-72. ábrát). A járókerék érzékeny a hozzááramló közeg egyenletes sebességelosz1ására. Ennek javítására a
7/77/7/7,'//77//// 18-79. ábra. Félaxíális járókerekú ventillátor terelésseI, fix utótereléssel
állitható elo-
a áIUlható o16tereló lapál; b félaxiális járókerék; c fix ut6tero16 lapál
574
SZELLOZTETO-
a
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
e d
h eloterelo
lapátozással
a .járókeréklapát; b jár6kerékasY; C orr-idom; d agydiffúzor ; e külso diffúzor;/ház; g elötercló lapát; h idomacél alapkeret
járókerék elé orr-idomot helyeznek el. A járókerék mögötti keresztmetszet fokozatos növelése végett agydiffúzor alkalmH7ií~ célszeru. A járókerékház megfelelo kialakítása csökkenti a veszteségeket. A szabadon szivó ventillátor háza kúpos szivótölcsérrel kezdodik (1. a 18-81. ábrát) az egyenletes sebességeloszlás elosegitésére. A szabadba fújó ventillátor háza diffúzorszeruen van kialakitva. A járókerék és ház közötti kis méretii rés a jó hatásfok, a csendes üzem és az üzembiztonság miatt lényeges. Kis méretii gép háza egy darabból,
,, 3
"
, 1.5
7
.t
,J
@lL'
" ~"
\ "'\t\\
IJpsf, pa jlrPlml ,,,14
~ 'i'"'I"i
III 3rJ,
, It
7 1Q
ELEMEI
nagyobb gépeké osztással készül. Beépítés szempontjából megkülönböztetünk ablakba vagy falba épitheto, légcsatornába építheto és külön alapozott gépeket. A házat általában acéllemezbol készitik. A különleges hatásoknak (hó'hatás, vegyi hatás, koptatás stb.)· kitett gépeket erosített kivitelben, esetleg különleges anyagokból (rozsdamentes acél, aluminium, PVC stb.) készítik vagy védóbevonattal látják el. Gyúlékony anyagok vagy robbanó keveréket alkotó közegek száIIitásiíra robbanásbiztos vagy szikrabiztos járókerékház-kombinációt gyártanak megfelelo anyagokból. Hajtás. A hajtómotor és a járókerék kapcsolata szerint lehet közvetlen hajtás [motortengelyre ékelt járókerék (18-78. ábra) vagy külön csapágyazott járókerék tengelykapcsolóval (18-79. ábra)], ill. közvetett hajtás ékszíjakkal. A kis gépeket motortengelyre ékelt, a nagy ventillátorokat külön csapágyazott járókerékkel gyártják. Kisebb axiális ventillátorokat biztonságtechnikai okból (pl. robbanásveszélyes közeg szállitása) külso m9torral, ékszíjhajtássaI miiködtetnek. Légcsatornába épített ventillátor esetén az ékszíjakat a ház falán kell átvezetni, ezért szennyezett közeg száIIitásakor az ékszíjakat a szívott oldalon célszeru elhelyezni. A csapágyazás, villamos motorok, nyomatékgörbe, indítási ido, indítás, fordulatszám-változtatás, környezet vonatkozásában utalunk a radiáIis ventillátoroknál elmondottakra (1. a 18.1.1.9. pontot).
c
18-80. ábra. Axiális ventilIátor
SZERKEZETI
2rJIrJ
1\1
J1JZl]
\ ~lL'nZ"1]:'\, 6
'\
l~
1 10"
101 8, ·7, 61 51
4 31
2
1,
bJ 18-81. ábra. Kétfokozatú ti) ev lOrtadöl
r"1 Ol"
678 axiális ventillátor
1:b) UUor tadölapétoz4ua1
10J
2
3 4 5 678 10*
2·
3
V, mJ/h
18-82. ábra. FAX tipusú axiális fali szeUozojeUeggörbeserege
575
VENTILLÁTOROK 18-8. táblázat. FAX típusú aXiáIiS fali szell6zo méretei (Körvonalra,jza a 18-84. ábrán)
420 210 640 270 790 232 245 630 400 435 500 125 110 85 240 9SO 685 875 800 160 205 545 320 510 340
I ~;
400 315 500 630 800
10D 0D.
I
K DA
I
mm
DB
I
18-9. táblázat. FAX típusú axiális faU szellW villamos motorjáuak teljesítménye és súlya 2 0,25 0,55 0,75 Motor pólusszáma és fordulatszáma 8 0,55 960/min 720/min 0,07 0,25 12,8 10,0 21,7 65,0 35,0 34,0 13,2 641440/min 0,37 25,1
-1- -II -
---
-
kW kW
I
kp kp
Tartozékok, karbantartás, zajkeltés tekintetében ugyancsak l. a 18.1.1.9. pontot. Hazai gyártású FAJ{ típusú axiális fali szelloz5 (FuTOBER gyártmány) jelleggörbeseregét e= 1,2 kgfm3 (0,123 kps2fm4) közegsGruségre a 18-82. ábra, hangteljesitményszintjét a 18-83. ábra, körvonalrajzát a 18-84. ábra, méreteit a 18-8. táblázat, a villamos motor teljesitményét és súlyát a 18-9. táblázat tartalmazza. Hazai gyártású, légcsatomába épitheto, közvetlen hajtású ACSN típusú axiális ventilIátor (FuTOBER gyártmány) jelleggörbeseregét e= 1,2 kgfm3 (0,123 kps2fm4) közegsuruségre a 18-85. ábra, körvonalrajzát a 18-86. ábra, méreteit és a villamos motor adja teljesitmé~yét, fordulatszámát a 18-10. táblá~ zat meg. Ossz-hangteljesítményszintje: Lpö=37,7+ 10 19 V +22,5 19 LJpö dB, ahol V m3fs, LJpö Pa;
80
"70
~ "\.
I 1 \\.
"-
LPö=60+ 10 19 V +2f,5 19 LJpö dB, ahol V m3fs, LJpö kpfm2• A járókerék a villamos motor tengelyére van ékelve. Hazai gyártású, légcsatomába építheto ékszíjhajtású, AVG típusú axiális ventilIátor (KIPSZER gyártmány) jelleggörbeseregét e= 1,2 kgfm3 (0,123 kps2fm4) közegsfu'uségre a 18-87. ábra, körvonalrajzát a 18-88. ábra szemlélteti, méreteit a 18-11. táblázat tartalmazza.
.•....•..
1"'-....••.••....••.
~ ~ 60 CI..
....• 50 40
30
-31,5 63 125 250 5001000
4000
2000
16000
8000
L
I
K
Okfúvsóv- kiizépfrekvencio, Hz 18-83. ábra. FAX SO/4 tfpusú axiális fali szellozo hangte~ sitményszintje a sziv601da1tól 3 ID távolságban
18-84. ábra. FAX típusú axiálís fali szellozo körvODalrajza. Méretek a 18-8. táblázatban
18.1.3. Különleges ventillátorok
szülékekben alkalmazzák, gyakran két tengelyvéges villamos motorra ékelt, két járókerekes kivitelben (18-90. ábra).
18.1.3.1. Kereatáramú
ventiUátor
A keresztáramú ventiIIátor járókerekén a szállitott közeg radiális irányba lép be és radiálisan távozik (18-89. ábra), a járókerék véglapjai teljesen zártak. Ezt a ventiIIátor tipust nagy mennyiségi szám (Ip) és nyomásszám (ll') jellemzi (1:a 18-1. táblázatot), ami csendes üzemet eredményez. Ezen kedvez5 tulajdonságai miatt f&eg légtechnikai ké-
18.1.3.2. Tetöventillátor
Különleges kialakitású ventillátor a zárt terekbol távozó levego elszívására, amelyet az épület tetöszerkezetére szerelnek. Kivitele szabadtéri elhelyezést tesz lehetövé. Magában foglalja az e1szivóventiIIátort, a hajtó villamos motort és az eso ellen
--.-~5.3 4 10 5. 58 9 104 7675 J ÉS 89104 3 4 5 5SZELLOZTETO2 {j 2 4IJ, 576 KLíMABERENDEZÉSEK 2 "58 50.6
6G
ri, li; mJ/h mJ/h 'tB IJpo,kp/mZ
1
708 SZERKEZETI 7{J6
27 4710 ELEMEI
~ IJpihlrp/mZ
1
0,6
20
50 40 /Jpóikp/mz 'O o.
1500/mi
200,
'O
100
'0
5
50 /,Q
"
30
J
30
2
21)
78917f1
2
3
5
6 7
B
9
2
104
V.mJ/h
18-85. áIn. ACSN tipusú, légcsatomába építheto, közvetlen meghajtású axiális ventillátor jelleggörbeserege
~,
577
VENTlLLÁ TOROK
18-86. ábra. ACSN típusú axiális ventillátor körvonalrajza. Méretek a 18-10. táblázatban
Rezgéscsillap/fÓ viforlavászon
iRezgescSillapitó gumifuskó
/JPii,
Pa i kp/m2
500+50
400HO
300+30
/ I
/
/
/
/
/
150
2
J VI
Ul-87. ábra. AVG típusú, légcsatornába építheto, ékszíjmeghajtású axiális ventillátor jelleggörbeserege. u2 = 55 mis, ill. u2 = 35 mis kerületi sebességre vonatkoznak
18-88. ábra. AVG típusú axiális venti\1átor körvonalrajza. Méretek a 18-11. táblázatban
39 Az épOletpPéazet kézikönyve
4-
mJ/h A határgörbék
578
SZELWZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
18-10. táblázat. ACSN tipusá UiáUS veatlUitor méretei és adatai (KörYonaJl'l\iza
BII I L Á 0D H
Villamos 357 IIXX) 1400 1IXX) 310 13SO 1340 370 340 750 1380 1IXX) 220 190 7SO 1500 1425 418 415 430 470 480 2SO 240 600 490 280 400 540 360 440 320 I,SO 0,75 0,37 0,37
motor 460 410 360 310 510 610 560 810 710
1,1
k~
a 18-86. ábrán)
IfoUn
.
0,18 0,37 0,25 0,18 2,2 0,55 0,75 4,00 teljesítménye_
I fordulatszám ••
I
18-11.
tüIáz8t.
AVG
u..- UiáUS v_tillátor
(IUlrvoaall'l\iza
1200 700 965 1400 335 370 950 440 500 1100 ISO 1250 700 7SO 870 SO 250 200 70800 595 835 440 630 500 710 70 530 880 3SO 730 290 4SO 560 60 655 1050 DIO 1800 SO 75 1255 555 1095 1150 57,5
L
~0dIE'FIGIHr;
Típu. ,
I
1810 1132 1610 1265 1410 2020
méretei
a 18-88. ábrán)
mm I
M
579
VENTILLÁTOROK
ifJ
18-89. ábra. Keresztáramú ventillátor járókerekén közeg áramlási iránya
720
átáramló
18-92. ábra. RAX típusú, félaxiális járókerekú
tetóventillátoT
1000
18-90. ábra. Keresztáramú ventillátor két, közvetlenül a villamos motor tengelyére ékelt járókerékkel
~ .<;
100
90 80 ~
900 800 700 500
70~ 60~ 50 "'l ~
400
40
300
30
200
za
~600 15
15'0
~ o'" 71~~ 8~
'\.
.:;.,1'00 I-+~ 80 70 <::t.
60
7 ~ 6~
r-.
50
5
40
4
103
2
J
4
5 6 7 8 9 10" V,
3D
3
I iRAX"'at;Pi' ·/jnl/L 720/min n=940/mln
2'0
100
/V
P=~25kW
150'0
18-93. ábra. TVCN tipusú ipari tetóventillátor jelleggörbéi Folyamatos görbék: IOOOJmin;szaggatott görbék 7S0Jmin
P=437kW1r-i-2
I I I I III 900 10'00
2-10~ m3/h
2'000
I I I I, 3'0'0'0350'0 V,m3/h
18-91. ábra. RAX tipusú tetóventillátor
jelleggörbéi
~
Szaggatott vonal: ventillátor-ellenállássörbe kikapcsolt motorral. gravitációs \égáramblU1
védo házszerkezetet. Hazai gyártású, foleg lakóépületekben alkalmazott, a gravitációs szellozés lehetoségét is jól biztositó félaxiális járókereku RAX típusú tetoventilIátor (FUTOBER gyártmány) jelleggörbéi a 18-91. ábrán, méretei a 18-92. ábrán láthatók. Ipari épületeken alkalmazott TVeN típusú tetoventilIátor (FUTOBER gyártmány) jelleggörbéit a 18-93. ábra, körvonalrajzát a 18-94. ábra szemlélteti, méreteit a 18-12. táblázat tartalmazza. 39*
18-94. ábra. TVCN típusú tetóventillátor körvonalrajza. retek a 18-12. táblázatban
Mé-
580
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
18-12. táblázat. TVCN típtmú tetöventillátor méretei és adatai (Körvonalrajza a 18-94. ábrán) kW H szama, Hl Ifmín 0DI 1600 940 930 955 257 IllO 730 275 960 672 1250 1420 950 114O 960 644 547 567 148 178 106 970 860 880 89 960 582 700 462 373 484 Villamos motor 740 794 0,75 2,2 700 0,55 4,0 1,5 0DO kp I I for~ulat1I
I
teljesít-
600 900 750 Súlya, 450
I
I
18.1.4. Ventillátorok munkapontja A ventillátor nmnkapontja a Llp-V jelleggörbének az a pontja, amely a ventillátor és a rákapcsolt légcsatorna-rendszer áramlástani egyensúlyának felel meg. A munkapont azt a VM térfogatáramot jelöli meg, amelynek szállítása esetén a ventillátor által létrehozott LlPM össznyomás-növekedés éppen egyenlo a légcsatorna-rendszer IIPcsatM összellenállásával, beleértve a légcsatornából kilépo közegáram dinamikus nyomását is (l8-95. ábra). A munkapontot a ventillátor(ok) és a rákapcsolt légcsatorna-rendszer Llp- V jelleggörbéjének metszéspontja jelöli ki. A környezettol eltéro suruségu közeg függoleges irányú szállítása esetén a Hg Lle (H Lly) nagyságú gravitációs nyomást is figyelembe kell venni. Ez a légcsatorna jelleggörbéjének Hg Lle (H /1y) mértéku függoleges irányú eltolásával lehetséges (l8-96. ábra). Nagy HgLle (HLly) érték figyelmen kívül hagyása a tervezettol eltéro térfogatáramot eredményez.
Pl. légfuto-Iéghuto berendezés, ha alulról felfelé szállít levegot, a tervezettnél nyáron kisebb, télen nagyobb térfogatárammal üzemel (l8-97. ábra). A ventillátor teljes jelleggörbéje a vizsgált ventilIátorral sorba kapcsolt, de ellenkezo értelemben
/lgAY(H~)
Ap=O, V""O
Li
aj
tJpó'
bJ
V2 18-95. ábra. Ventillátor munka pontja ~,
VM
a ventillátor jelleggörbéje; b légcsatorna jelleggörbéje
Li
18-96. ábra. Légcsatoma jelleggörbéje aj környezeténél nagyobb suruségu kÜzeg felfelé vagy kisebb suruségu közeg lefelé szállításakor ; bJ környezelénél nagyobb suruségu közeg lefelé vagy kisebb sílruséglí közeg félfelé szállításakor
581
VENTILLÁTOROK
b
-HgtJ! (HJ,) /fl/dr ~..... ·-v HgtJo(Ht1r} Tel
ti 18-97. ábra. Légfutó-Iéghuto berendezés térfogatárama ron és télen, levegoszállítás alulról felfelé
nyá-
nyomásnövekedés mellett szálHtja maximális hatásfokkal (18-100. ábra, A pont). Ebben az esetben mindkét gép a jelleggörbe maximális hatásfokú pontján üzemet. Két, nem aionos jelleggörbéju, sorba kapcsolt ventillátor eredc5jelleggörbéje csak a teljes jelleggörbék (1. a 18-98. ábrát) ismeretében szerkeszthetc5 meg (18-101. ábra). Párhuzamos kapcsolás. Ventillátorok párhuzamos kapcsolása a Ji" térfogatáramot növeli változatlan nyomásemelkedés mellett, ezért a párhuzamosan kapcsolt gépek .dp- Ji" eredc5jelleggörbéje az egyes gépek jelleggörbéi vizszintes metszékeinek összeadásával nyerheto (18-102. ábra). Két, azonos jelleggörbéju ventillátor párhuzamos kapcsolása esetében· azt a tipust kell választani, amelyik a .dp nyomásnövekedést Ji" 12 térfogatáram mellett biztositja maximális hatásfokkal (18-103. ábra, A pont).
a ventillátor-jelleggörbe: b Jégcsatorna-jelleggörbe LlQ=O esetben: c Jégcsatorna-jelleggörbe nyáron; d Jégcsatorna-jelleggörbe téJen
Ap
'
..•........
--
2 V 18-99. ábra. Sorba kapcsolt ventilIátorok eredo jelleggörbéje
-v 18-98. ábra. Ventillátor teljes jelleggörbéje
szállító ventillátorral vehetc5 fel. Így kiegészitett, teljes jelleggörbét láthatunk a 18-98. ábrán.
18.1.5. VentilIátorok soros és párhuzamos kapcsolása Soros kapcsolás. Ventillátorok sor~ kapcsolása változatlan térfogatáram mellett a szállított közeg nyomásnövekedését fokozza, ezért a sorba kapcsolt gépek LJp- Ji" eredo jelleggörbéje az egyes gépek jelleggörbéi függc51eges metszékeinek összeadásával nyerheto (18-99. ábra). Két, azonos jelleggörbéju ventilIátor sorba kapcsolása esetén azt a tipust célszeru választani, amelyik a Ji" térfogatáramot LJpl2
li 18-100. ábra. Két, azonos jelleggörbéju, sorba kapcsolt ventilIátor kiválasztása és munkapontja A pont: az egyes ventiJlátorok munkapontja ; B pont ~ a gépcsoport munkapontja
SZELLOZTETO-
582
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
""
\
\
ELEMEI
gépen a H m~nkaponthoz tartozó - Ji' H térfogatáram fúj áto Az a és b csatorna-jelleggörbe közötti tartományban nincs átfújás). Ha azonos jelleggörbéju ventillátorokat nem egyszerre indítanak, akkor is jön létre átfújás, ezért az ilyen gépeket mindig egyszerre kell indítani.
IJp ~~+2
"\
SZERKEZETI
\\
18.1.6. VentilIátor és légcsatorna eredo jelleggörbéje
IÍzmQx
IÍ
18-101. ábra. Két, nem azonos jelJeggörbéju, sorba kapcsolt ventillátor eredo jelleggörbéje
Több ventillátor és bonyolultabb légcsatornahálózat áttekintését megkönnyíti, ha annak - ventillátorból és légcsatornából álló - valamely szakaszát vagy szakaszait Eck szerint egyetlen ventillátorral (vagy egyetlen csatornaszakasszal) helyettesítjük. Ventil/átor és vele sorba kapcsolt légcsatorna helyettesítése. A két egység egyetlen olyan ventillátorral helyettesítheto, amelynek nyomásnövekedése a tényleges ventillátorénál a légcsatornaszakasz ellenállásával kisebb (18-105. ábra). A két egység egyetlen olyan légcsatornával is helyettesítheto,
Ap
V1
vz
V(t+2) =V,+lÍ2
18-102. ábra. Párhuzamosan kapcsoIt ventilJátorok jeJleggörbéje
V eredo
Így mindkét gép a jelleggörbe maximális hatásfokú pontján üzemel. Ha az egyik ventillátort leállítjuk és a légcsatorna felé elzárjuk, a másik gép új munkapontja a C pontban lesz. Láthatóan egy gép nem a gépcsoport által szállított térfogatáram felét, hanem annál többet szállít (V c>V B/2). Megfordítva: két, azonos jelleggörbéju ventillátor párhuzamos kapcsolása nem kettozi meg az egy ventillátorral szállított térfogatáramot, hanem annál kevesebbet szállít (V B< 2V d. Ventillátorok párhuzamos kapcsolása kor fennáll az a veszély, hogy az egyik gépben ellenkezo értelmu áramlás jön létre, a másik gép átfúj rajta. Két, különbözo jelleggörbéju gép párhuzamos kapcsolásakor az átfújás az eredo jelleggörbe bizonyos tartományában mindig bekövetkezik (a 18-104. ábra V < VA tartományában, pl. a c jelu csatorna-jelleggörbe F munkapontja esetében, amikor az egyik
18-103. ábra. Két, azonos jelJeggörbéju, párhuzamosan csoIt ventillátor kiválasztása és munkapontja
kap-
A pont: az egyes gépek munkapontja párhuzamos üzemben; B pont: a gépcsoport munkapontja; C pont: egy gép munkapontja a másik gép kiiktatásakor
J1p
2
.. -VR Va-O
./,-' VF ~
"G
.. \VE.... ~
18-104. ábra. Átfújás ventillátorok kor
párhuzamos
'\. '
Vc
.
V
kapcsolása-
583
VENTILLÁTOROK
6 ~C
~tl.·.-
-i! -r
;~~$'--'
-
~.6
\\
.
-
-v 18-105. ábra. Ventillá:tor és vele sorba kapcsolt Be légcsatornaszakasz eredo jelleggörbéje, ha a ventillátor-légcsatorna egységet egyetlen AC ventiUátorral helyettesítjük. A Be ventillátor jelleggörbéje a Be csatorna jelleggörbéjének tükörképe a V tengelyre. Az AC ventillátor jelleggörbéje az AB és Be ventillátorok jelleggörbéjének eredöje 1 BC ventillátor; 2 AC ventillátor; 3 BC csatorna; 4 AB ventillátor; 5 he-
18-107. ábra. Ventillátor és vele párhuzamosan kapcsolt légcsatorna (by-pass) eredo jelleggörbéje, ha a ventíllátor-légcsatorna egységet egyetlen ventillátorral helyettesítjük. A helyettesíto ventillátor jelleggörbéje a (by-pass) légcsatoma jelleggörbéjének tükörk6pe a Ltp tengelyre 1 helyetteslt6 ventillátor jellC1l1örbéje;2 ered6 jell_örbe; 3 by-pass jelleglIÖrbe; 4 ventillátor-jelleaörbe; 5 helyetteslt6 vázlat; 6 eredeti kapcsolás
lyettesíto vázlat; 6 eredetí kapcsolás
+/Jp
6
A
B
C :i:I
-s~ ~ A
- --1--
B
13-C
/.-,
'"
-v
/
3,,1/
I II
~
I
'
,//
./27'/' ../ //
//
.
I +V
,,""" 1 _••..
-tJp
18-106. ábra. Ventillátor és vele sorba kapcsolt Be légcsatornaszakasz eredo jelleggörbéje, ha a ventillátor-légcsatorna
-
-
egységet egyetlen AC légcsatornával helyettesítjük. Az AB csatorna jelleggörbéje az AB ventillátor jelleggörbéjének tükörképe a V tengelyre. Az AC. csatorna görbe az AB és Be csatornagörbék eredoje 1 AB csatorna; 2 AC csatorna; 3 BC csatorna; 4 AB ventíllátor; 5 hclyn-
tcsít6 vázlat; 6 eredeti kapcsolás
18-108. ábra. Ventíllátor és vele párhuzamosan kapcsolt Jégcsatorna (by-pass) eredo jelleggörbéje, ha a ventillátor-légcsatorna egységet egyetlen légcsatornával helyettesitjük. A ventillátort helyettesíto ellenállás jelleggörbéje a ventillátor jelleggörbe tükörképe a V tengelyre. A by-pass görbe az eredeti by-pass jelleggörbe tükrözése az origóra 1 ventillátort helyettesít6 ellenállás jellcgllÖrbéje; 2 cred6 jell_örbe; 3 by-pass; 4 by-pa•• jelleaörbe; 5 ventillátor-jeIielllörbe; 6 helyettesíto vázlat; 7 eredeti kapcsolás
584
SZELLOZTETO-
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
amelynek ellenállása a ventillátor nyomásnövekedéséveI kisebb (18-106. ábra). Venti/látor és vele párhuzamosan kapcsolt légcsatorna helyettesítése. A két egység egyetlen olyan ventillátorral helyettesítheto, amelynek térfogatárama a tényleges ventillátorénál a légcsatornaszakasz (by-pass) térfogatáramával kisebb (18-107. ábra). A két egység helyettesítheto egyetlen légcsatornával is (18-108. ábra). A ventillátor-Iégcsatorna egységet ventillátorral helyettesítjük, ha valamely légcsatornával.való együttmuködését vizsgáljuk, és fordítva, légcsatornával helyettesítjük, ha valamely ventillátorral való közös üzemét vizsgáljuk.
SZERKEZETI
ELEMEI
L1p
(V-L1V)r vYV+JV) a)
18.1.7. Ventillátorok stabilis és labilis üzeme Stabilis a ventillátor üzeme, ha állandóan egyazon - a rákapcsolt csatornarendszer megszabta munkaponton üzemel, és zavarás után arra visszatér. Labilis az üzem, ha több munkapont lehetséges, és zavarás után a gép nem áll vissza eredeti munkapontjára. Egyedülálló venti/látor üzeme stabilis, ha a munkapontban a rendszer ellenállásgörbéjének irány tangense nagyobb a ventillátor jelleggörbéjének iránytangensénél, és a két jelleggörbének csak egy metszéspont ja lehetséges [18-109. aj ábra]; az üzem labilis, ha a munkapontban a rendszer ellenállásgörbéjének irány tangense kisebb, mint a ventillátor jelleggörbéjének irány tangense [18-109. b) ábra], vagy ha több munkapont lehetséges. Együtt üzemelo venti/látorok stabilis üzemének kritériumai ugyanazok, mint az egyedülálló ventillátoré, csak itt a ventillátorok eredo jelleggörbéjére vonatkoznak a kritériumok. A 18-110. ábra két, azonos jelleggörbéju ventillátor esetén adódó labilis üzem lehetoségét szemlélteti.
(ti-L1V]/
V
'(V+L1V)
V
b) 18-109. ábra. VentilIátor üzeme aj
stabilis;
bJ
labilis.
1
ventillátor jelleggörbe; 2 rendszer-jelleggörbe
L1p
18.1.8. Ventillátorok szabályozása A ventilIátor által szállított tr térfogatáramnak a változó üzemviszonyokhoz való illesztését szabályozásnak nevezzük. A szabályozás különbözo lehetoségei közül az energetikailag legkedvezobbet célszeru elonyben részesíteni. Emellett a megoldásnak üzembiztosnak, könnyen megvalósíthatónak és olcsónak kell lennie. Energetikai szempontból optimális a szabályozás, ha a szabályozás folyamán a hajtás teljesítménye a térfogatáram harmadik hatványával arányosan változik, optimális hatásfokon :
v=o 18-110. ábra. Két, azonos jelleggörbéjú ventilIátor párhuzamos kapcsolásakor az a rendszergörbe stabilis, a b rendszergörbe labilis üzemet eredményez (3 munkapont lehetséges) 1 venti1látor jelteggörbéje
585
VENTILLÁTOROK
.,
Popt P
= (Ji)3 Vopt
(1. 18-115. ábra a görbéjét). Ez a feltétel gyakorlatilag akkor közelítheto meg legjobban, ha a ventillátor jelleggörbéjének optimális hatásfokú pontja szabályozással a légcsatorna jelleggörbéjén mozdulel. Fordulatszám-szabályozás. Energetikailag legkedvezobb szabályozás, mert a teljesitményváltozás
~= Popt
~
'I1opt
( Vopt . ) 3
~P
i1pvl
tJprl
V Szabályozás fojtással
eredeti ieUlaörbéje;
\
,~~lf Vm
i1 P 4 Ventil/ú/or
b •
d
d
(l8-31)
f
.Iégcsatorna
c
'11
szerint alakul, ami legjobban megközeliti az optimális [1. a (l8-3O) összerugg~st] teljesitményváltozást (1. a 18-115. ábra b görbéjét). A folyamatos fordulatszám-változás eszközei: villamos hajtás esetén tirisztoros frekvenciaszabályozás, csúszógyurus motor változtatható ellenállással, WardLeonard-kapcsolású egyenáramú motor; bármilyen hajtásnál fokozatmentes mechanikus áttétel, pl. ékszijhajtás, szijhajtás, hidraulikus tengelykapcsoló. A fokozatos fordulatszám-változtatás eszközei: pólusváltó (Dahlander-) motor (energetikailag kedvezotlen), két különbözo fordulatszámú villamos motor, áttételt változtató hajtómu. A felsorolt megoldások egymással célszeruen kombinálhatók. Fojtás. A térfogatáram állandó ventillátorfordulat mellett a légcsatorna-rendszer fojtásával - jelleggörbéje módositásával - folyamatosan változtatható (18-111. ábra). Energetikailag a legkedvezotienebb szabályozás (1. a 18-115. ábra d, e és görbéjét). A fojtás energiavesztesége annál nagyobb, minél meredekebb a ventillátor jelleggörbéje a szabályozott szakaszban. MegkeTÜlovezeték (by-pass szabályozás). Folyamatos szabályozás a ventillátort megkerülo (by-
~ 18-111. áIn.
..
V= V+Vm
(l8-3O)
V
b légcsatorna jelleggörbéje fojtással
18-112. ábra. Szabályozás megkerülovezetékkel a csatlakozó légcsatornwendszer jelleggörbéje; b és c részben nyitott megkerülovezeték jelleggörbéje; d teljesen nyitott megkerülovezeték jelleggörbéje; A. B és C helyettesíto ventillátor jelleggörbéje (a szerkesztést 1. ugyanezen fejezet 18.1.6. pontjában); V•• V3. V....,. a csatlakozó légcsatornában szállitott térfogatáram; Vm" Vm2. Vm3 térfogatáram a meg-
h.
kerülovezetékben;
JiL Ji~.Ji; a ventilJátor
által szál1itott térfogatáram ;
M{. Mi. M~ a ventillátor tényleges munkapontjai; Mt. M2• M3 a ventillátor és hozzá csatlákozó légcsatoma-rendszer munkapontjai
pass) vezeték ellenállásának változtatásával (18112. ábra). (Az ábra szerkesztése a 18.1.6. pont szerint.) A ventilIátor szabályozott munkapontja megfelel a csökkent légcsatorna-ellenállásnak, de a szabályozás hátrányos velejárója a megkerülovezetékben keringo Vm térfogatáram. Energetikailag kedvezotlen megoldás. Meredek jelleggörbéju ventillátor szabályozása megkerülovezetékkeJ, laposabb jelleggörbéju g~ fojtással kedvezó'bb. Perdületszabályozás. A járókerékbe belépo közegáramnak eloi>erdületet adva, a jelleggörbe maximális hatásfokú pontja közelmásodfokú parabolán mozdul el, ezért a perdületszabályozás energetikailag viszonylag kedvezo (1.a 18-115. ábra c görbéjét). A jelleggörbe módosulását a 18-113. ábra szemlélteti. (A szerkezeti megoldást 1.a 18.1.1.9. és 18.1.2.9. pontban.) Lapátszögál/ítás. A járókerék lapátjainak elforgatásával a jelleggörbe legjobb hatásfokú pontja a másodfokú parabolához többé-kevésbé közel eso görbén mozdul el, ezért ez a szabályozás energetikai/ag kedvezo. A jelleggörbék m6dosulásának jellege a 18-114. ábrán látható. Több ventillátor alkalmazása ki-be kapcsolássa/. Egy ventillátor helyett több kisebb gép soros vagy párhuzamos beépitésével, az egyes ~k ki-be kapcsolásával (esetleg egy állandó üzemu, egyéb módon szabályozott ~p alkalmazásával) energetikailag kedvezo szabályozás érheto el, mert a hajtótel-
586
SZELLOZTETO-
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
1,25
1
fokú pontokat jelöli. Viszonyitási alap a
~75
~25O
ft /JplJ
ELEMEI
18-113. ábra. Venlillátor jelIeggörbéinek relatív változása perdüIetszabályozással görbe a maximális hatásll) radiális,b) axiális ventillátot.Apont-vonalas
~ t.plJ
SZERKEZETI
VO
méretezési értékpár
jesítmény csak a hatásfokromlásnak megfeleloen változik. Lapos légcsatorna-jelleggörbe esetén a ventilIátorok párhuzamos, meredek jelleggörbe esetén soros kapcsolásuk kedvez6bb. (Párhuzamos kapcsolásban a leállított ventilIátor csatlakozásainak lezárásáról is gondoskodni kell!) Az egyes szabályozási módok energetikai összehasonlítását a 18-115. ábra tartalmazza. A szabályozási módok kombinációja további lehetoségeket ad.
~5
0,25
.dpo -
7lmax 1/f 1,2
18.1.9. Ventillátorok
rezgéseIhárítása
1p
A forgó tömegekkelüzemelo ventillátor kiegyensúlyozatlanságból eredo rezgéseket ad át alapozásán és a légcsatomán keresztül környezetének. Ennek mértéke rezgésszigeteléssei csökkentheto. A ventillátor és légcsatorna-hálózatközötti testhangvezetés csökkentésére lágy össze1cöttetés (vitorlavászon vagy muanyag közdarab) beépítése szükséges. Az alapozásnak átadott periodikus terhelés csökkentésére lengéscsillapítókat alkalmazunk. A lengéscsillapítás transzmisszióját (az alapnak átadott
0,2 O
o,r 0,* 0,6' O~ 1,0
1,t,.
bJ
1,6 1,8 V/~
~
,1-1 J 1- " 1-
_
0,8
_
0,7 __ __ -;
I
J
I
, ~
+-
I
" 0'/1 .....,-:: -+~rI'
I
'1""
/:1.J.~';---t"'
~''':
'",-+I 'ImUI( 1\
0,5 L-_ L-
_
'.
/.l2 O,f
.
Il1\ /ro.!
~O' 1/ I
.J '1./1,
.q' /
_~ _
k
LL
~~.J
II
1\«=10·
U
->-
1--"
11
M
I [)
,\1
ventillátor. A pont-vonalas görbe a maximális hatásfokú pontokat jelöli. Az ll) ábra folyamatos vonala a légcsatorna jelleggörbéje
Il../
\ , .~
T'J. 0,3
I
~J~t\~~/O\O/ , ~-+-!-- J
O,G
1
arT~ • 41 '1,
aj
18-114. ábra. VentilIátor dimenzió nélküli jelleggörbéjének változása lapátszögáIIitással ll) radiális ventillátor, a lapátok súlypont körüli e1forgatásáva1; b) axiális
r=l
Ol-L.-.J
0,2 Off
o
0,05 0,1 bJ
587
VENTILLÁ TOROK
p
1,0
Po 0,8
o.,., ,. 0,2 O
(48 1,0
O
vIVo 18-115. ábra.
Venúllátorok relatív teljesitményszükséglete különbözo szabályozási módokkal
a ohnéleti (optimális) szabályozási görbe; b fordulatszám-szabályozás; c perdúletszabályozás; d fojtás elorehajló lapátozású radiális ventilIátomál; e fojtás hátrahajló lapátozású radiális vontilIátomál; fojtás axiális ventillátornál
lett meghatározott/o saját rezgésszám tartozik. Az .ehhez szükséges ö statikus összenyomódást a (18-32) összefüggés adja. Az alapozandó tömeg és a lengéscsillapító rugóállandója ismeretében a megfelelo lengéscsillapító kiválasztható. A 18-117. ábrán ilyen kiválasztódiagramot láthatunk. Minél nagyobb a gép fordulatszáma, annál kisebb ö statikus összenyomódásra van szükség [1. a 18-116. ábrát és a (18-32) összefüggést]. 600jmin fordulatszámig általában acélrugót, 600... 1500jmin fordulatszám esetén gumirugót, efelett parafát használunk. Gumirugó rezgéscsillapító látható a 18-118. ábrán, acélrugó a 18-119. ábrán. A rezgéscsillapítókat a súlypontra szimmetrikusan úgy kell elhelyezni, hogy terhelésük azonos legyen. Közve-
f
600 500
Viszonyítási alap a Vo- Po méretezési értékpár
300
I
1,4
"'00
--
.t'1\ \
r...... d=O sIJ--1 il/o. .... dos -.,...... 0,5 1=::::: ..•. 1'-....•.• I~ ~ 0,15 I J • 1,01'· 'r~
300
200
~ "
~ " ~ ~
,200 ~ '"
:<::>
"
.'"
-~
~
'"
~
~100
2000 ~ 1800 "ti
~ 80 .~ 70
1600
<..
60
1~00 ~ 1200 """1'
75 SO
25 ~
50
50
~
1000 ~ 800 ~
2S
7S 100
30
500
20
400 ~
O
.g
O
'tl. 100 t;)
~
{
1
~5
E1hongotás,
2
2,5
3
f /fo
~
~
~ ~
• ll>
18-116. ábra. Lengéscsillapitás transzmissziója és az elhangolás függvényében
71
hatásfoka
t:),
10 11,.
20
30 405050
BO
100
200 "-:Jaa
200
a, statikus összen!lomódós, mm rázóero és a gerjesztoero viszonyszámát) és ezzel egyértelmuen meghatározott hatásfokát, az elhangolás (a gerjesztoero /rezgésszáma és az/o saját rezgésszám hányadosa) függvényében a 18-116. ábra mutatja. Ventillátorok / gerjeszto rezgésszáma fordulatszámukkal egyenlo, /0 saját rezgésszámuk a lengéscsillapító ö statikus összenyomódásának függvénye: • 'YJ
1 10= 2~
l{i V ~= 300 yö
~
~
. l/rrun,
I
I II
1 I
II
I
11
I
11.1
I
I II
I
18-117. ábra. Lengéscsillapitó
kiválasztódiagramja
(18-32)
ahol g nehézségi gyorsulás, m/s2; Ö a lengéscsillapító statikus összenyomódása, cm. Megválasztott hatásfokhoz a 18-116. ábrából adódik a szükséges elhangolás, amihez adott ventillátorfordulat mel-
I
~~~~~~~~~~~~~~~~~i;"t~ ~ ~ <>,q,q, "" to.; ló•••••• "i"'~ .••.~.., .., ...,...., •.•••.•••.•• fo, sajóf rezgésszóm, 1/min
'YJ
18-118. ábra. Gumirugós rezgéscsillapítók
588
SZELLOZTETO-
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
A maximális hatá~fokú munkapont a legcsendesebb üzemet jelenti. Nagy L1pkét sorba kapcsolt ventillátorral zajosság szempontjából kedvezobben valósítható meg, mint egyetlen géppel. Siklócsapágyazás csendesebb üzemet biztosít, mint gördülocsapágyazás. A beszerzési ár, helyszükséglet, üzembiztonság, súly, beépítés, ill. a légcsatornához való csatlakozás egyszerusége fontos szempont kiválasztáskor. Hatásfok. Ajó hatásfok, a munkapont környezetében alapos hatásfokgörbe üzemköltség tekinte18-119. ábra. Acélrugós rezgéscsillapító tében dönto. Kis teljesítményu, rövid üzemideju géa acélrugók; b ventillátor-alapkeret pek jó hatásfoka kevésbé lényeges. L1p-V jelleggörbe alakja. Állandó térfogatáram meredek jelleggörbévei érheto el. Labilis üzem letett hajtású ventiIlátort motorral együtt közös ke- hetoségét ellenorizni kell. Fojtásos szabályozáshoz reten célszeru elhelyezni, és az egész egységet rezgés- . és párhuzamos kapcsolású ventillátorok ki-be kapcsiIlapítóra helyezni (1.a 18-2. ábrát). Nagy méretu, csolásos szabályozásához alapos jelleggörbe elokis fordulatszámú ventiIlátor alapkeretét célszeru nyös. beton nal kiönteni, hogy kis elmozdulást kapjunk. Pte-V jelleggörbe alakja. A maximummal renA testhang alap felé terjedésének csökkentésére hedelkezo teljesítmény-jelleggörbe energetikailag elolyes a ventiIlátoralapot testhangszigetelo anyagra nyös, a ventiIlátor teljesítményfelvétele önhatároló (filc, nemez, gumilemez stb.) helyezni. (hátrahajló lapátozású radiális ventillátor). Szabályozhatóság igénye esetén az energetikailag legkedvezobb megoldásra kell törekedni (1 a 18.1.10. Ventillátorok zajkeltése 18-115. ábrát). L. a 17.6. pontot.
18.1.11. Ventillátorok
kiválasztása
A kiválasztás alapja a szállítandó közeg V térfogatárama és L1pöössznyomás-növekedése. A szóba jövo sok típus és nagyság közül a következo szempontok szerint választunk. Zajosság szempontjából a nagy tp nyomásszámú, tehát kis kerületi sebességu ventilIátor elonyös.
A szállított közeg hatásait (korrózió, egyéb vegyi hatás, hohatás, koptatás stb.), tulajdonságait (robbanásveszély, tuzveszély) messzemenoen figyelembe kell venni a kivitel és anyag megválasztásakor .. Hajtás tekintetében a hajtás és indítás módját, a fordulatszám-változtatás igényét, az indítási idot kell figyelembe venni. Környezet vonatkozásában tekintettel kell lenni a következokre: a környezet homérséklete, légnyomása (tengerszint feletti magassága), szennyezettsége gozzel, gázzal, porral, vízgozzel, tuz- és robbanásveszély.
18.2. Léghevítok A légáram felmelegítésére használatos szerkezeteket léghevítoknek nevezzük. Hohordozó közeg, ill. energiahordozó szerint megkülönböztetünk meleg vízzel, forró vízzel:, kis- és nagynyomású gozzel, ola.üal közvetve futött, továbbá szén-, olajo, gáztüzelésu közvetlenül futött, valamint villamos futésu léghevítoket.
18.2.1. Göz- és vÍZfütésú léghevítök Szerkezet. A légáram oldalán bordázattai növelt felületu, keresztáramú hocserélok. A futoközeg a bordázott csövekben, a levego a csövekre merolegesen, a csövek és bordázat között áramlik. Régen öntöttvas bordáscsöveket, ma úgyszólván kizáró-
589
LÉGHEVfTOK
'é-I
~.~.~
,
-Er ,
18-120. ábra. Léghevítok lamellaformái
lag esore felsajtolt lamellákkal vagy spirálisan fel· csavart szalaganyaggal növelt felületu bordáscsövet használunk futofelületként. Anyaguk: acéIcso, acéllemez bordázattal, horganyozva, ill. vörösréz eso, alumínium bordázattal. A kör vagy ovális keresztmetszetu csövek átméroje 10... 50 mm. A lamellák alakja kör, négyzet, téglalap vagy sokszög (18-120. ábra), felületük sima vagy hullámosított (18-121. ábra), lemezvastagságuk 0,5 mm, bordaosztásuk 3... 5 mm. A spirálbordás cso könnyebben elszenynyezodik és légoldali ellenállása nagyobb, mint a lamellákkal bordázotté. A bordázott csövek egyvagy több kamrás osztó- és gyujtofejekhez csatlakoznak (18-122. ábra), vagy a csovégeket ívcso idomok kötik össze (18-123. ábra). A futoközeg-csatlakozás lehet menetes, karimás vagy hegesztett kötés, amit a nyomásfokozat szerint kell megválasztani. A léghevíto elemet légcsatornaszeru kiképzésu lemezházban helyezik el, csatlakozókerettel. Egy ilyen komplett egységet regisztemek vagy léghevíto elemnek nevezünk. A szükséges futofelületu léghevíto több elem légáramirányban egymás mögé építésével alakítható ki. Egy elem önmagában is egy vagy több csosort tartalmazhat a légáramlás irányában. A csosorok lehetnek eltolt vagy soros elrendezésuek. Az elobbi hoátadás szempontjából elonyösebb. Megfelelo típuselemsor tagjainak egymás mellé és mögé építésével tetszoleges léghevíto alakítható ki. Gozfutés esetén egy sor egymás feletti elemeit sorba, az egyes sorokat párhuzamosan k~pcsoljuk. Vízfutés esetén egy sor egymás feletti elemeinek sorba vagy párhuzamos kapcsolásával és"az egyes sorok sorba, ill. párhuzamos kapcsolásával sokféle vÍzáramlási variáció érheto el. Vízfutésu léghevítok vízoldali Reynolds-számát
18-121. ábra. Léghevíto hullámosított
lamellái
a turbulens áramlás érdekében mindig ellenorizni kell. Beépítés. A léghevíto elemek helyzete lehet függoleges vagy vízszintes. Légtelenedés, ill. kondenzvízlefolyás végett a vízszintes elhelyezkedésu bordázott esöveket mintegy 2%-os lejtéssel kell építeni. A légtelenítés megoldása dönto fontosságú. Célszeru a soronkénti helyi légtelenítés. A léghevíto nagy súlya miatt megfelelo alátámasztó szerkezet szükséges. Légcsatornába beépítve kello nyílásszögu diffúzorral és konfúzorral kell csatlakoztatni. Ozeme/tetés. Lényeges a légtelenedés, valamint gozfutésu léghevíto esetében a kondenzelvezeto szerkezet ellenorzése. A O °C-nál hidegebb légáramot melegíto léghevítot általában gozüzemre tervezzük. Melegvíz-üzemben a fagyveszély elkerülésére különleges intézkedések szükségesek (pl. ventillátor és vízkeringteto szivattyú motorjának, továbbá a kül-
---
--
aj
-
-
-
--
--b)
18-122. ábra. Léghevíto aj egykamrás; bJ osztott kamrás gylíjto-, ill. osztórejjeI. Az aj kivitel
gozfötés, a
bJ
vízfö!és eselén használatos
18-123. ábra. Léghevito osztó- és gyujtokamra idomokkal
nélkül, ívcso
S90
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
solevego-zsalu mozgatójának elektromos reteszelése). Szabályozás. Vízfutésu léghevíto vízoldalon a futovíz homérsékletének vagy térfogatáramának változtatásával, levegooldalon zsalus megkerülovezetékkel (by-pass vezetékkel) szabályozható. Gozfutésu léghevíto gozoldalon a goz-térfogatáram szabályozásával, egyes sorok lezllrásaval, levegooldalon zsalus megkerülovezetékkel szabályozható. (Bovebben 1. a 26.5. pontot.) Méretezés. A légáram felmelegítésének hoigénye: (18-33) Q=Vecp ,1tlev W (kcalfh), ahol Q hoáram; V a levego térfogatárama, m3/s (m3/h); (! a levego surusége, kg/m3 (kps2/m4); ep a levego fajhoje, J/kgK (kcaljkg°C); /ltlev a levego felmelegedése, oc. A léghevíto felületén átadott hoáram: Q= kAkül ,1tköz W (kcalih), (18-34) k=
I Akül Abel
W/m2K (kcaJ/m2h°C),
(_l_+~) +1.iXbel)· Cl( tk"L
,1, ln~~
f.
,1 .. =
(18-35)
,
(,1tmax-L'ltmill) .1tmill
ahol Q hoáram; k hoátbocsátási tényezo [1. az (1-174) összefüggé~ magyarázatát] ;L1tköz a futoközeg és a levego logaritmikus közepes homérséklet-különbsége [1. az (1-176) összefüggés magyarázatát]. Léghevítok méretezése (kiválasztása) a ifJ- V jelleggörbe segítségével egyszeruen elvégezheto. A jelleggörbe az adott léghevíto mérésekkel nyert adatai alapján határozható meg. Víz-, ill. gozfutésü lég..•... ...•..
~
s.- I-i-1--- - -'-1-"..•.. ...••. ..., ..•.. ...••. ...•.. 101 02$Or f-.. ...•.. ...••. .•.•.. 5so/' I ...•.. r..... ...••. 1lrSDI" ...••. •...... ...•.. ...•.
811 9~4" 25 11-1J ó'~
~
...••... ....•.
7
-t/é
I ~' v9(kg/smZ I 17 8 3
~~1Ri
1sor"
1--...
...••.
Al ...•. ~ _
M/ey
"'
ELEMEI
hevíto ep-V jelleggörbéje a 18-124., ill. 18-125. ábrán látható. Az abszcisszán a ve tömegáramsuruség (v légsebesség, e levegosuruség), ill. ennek a léghevíto keresztmetszetévei való szorzata, az átáramló levego fh tömegárama, az ordinátán a f!J felmelegedési tényezo van felhordva :
ifJ- ,1tlev -
Oe
(18-37)
•
ahol ,1t lev a levego felmelegedése, oC; {je a közegek homérséklet-különbsége a léghevítobe belépéskor, oC. A homérsékletviszonyok által megszabott ep és adott fh levego-tömegáramhoz leolvasható a jelleggörbébol a szóban forgó léghevítotípus sorainak száma. A légoldali ellenállás a csosorok függvényében mérések kel határozható meg. Ugyanez vonatkozik a vízoldali ellenállásra. Itt az egyes sorokat összeköto elemek ellenállásait is figyelembe kell venni. Vízsebesség a csövekben szivattyús melegvíz-futés esetén 0,5 ... 1,0 mis, gravitációs üzemben 0,05...0,25 mis. A hazai építoelemes léghevítoelemek 20-féle nagyságbfln, 0,016.. .1,25 m2 áramlási homlokkeresztmetszettel kéSZülnek. Méretezésükre, ill. kiválasztásukra nomogramokat dolgoztak ki.
(18-36)
cC
ell
SZERKEZETI
"-
.•.•...
...... ...•...
•..... •.....
•......
18.2.2. Füstgázüzemü léghevítök A füstgázüzemu léghevítok szilárd, olajo, leggyakrabban gáztüzelésu készülékek· közvetlenül füstgázzal futött szerkezetei. A készülék égoszerkezetbol, füstgáz-levego hocserélobol (Iéghevítobol), füstgáz-elvezetobol és biztonsági, valamint szabályozóberendezésekbol áll. Általában légfuto-beren-
--
...•..
-l' --d -
--i..•..• i-.....• 45 ":1"'-1Q 1~ S1so/,r"~S4" •..... ~ .JSqr ~ ro- ~ ...•.. ...•... •...... ...••... .....•.
...•.. ...•.. I
1
...•.. ~
., IslJr '7
v9, kg/s m2
~A p ~=
"fe /Jt/ev
~J
0.2
U,T
0,1
4 m;
5
Ó
7
8
18-124. ábra. Vízfutésu léghevítö jelleggörbéje
9
10
11 12 13
m, kgjs
kg/s
18-125. ábra. Gözfutésu léghevítö jelleggörbéje
/
591
LÉGHEVÍTOK
dczésként használatos. A keresztáramú hocserélo csöves vagy táskás kivitelfi, acélból, ill.. öntöttvasból k6szül. A hocser6lonek levegooldalon túlnyomás alatt kell lennie. 18.2.3. Villamos léghel'Ítok Acéllemez házban elhelyezett villamos futoelemekbol és érintésbiztosan elhelyezett csatlakozó kapcsolószekrénybol áll. Futoelemként nikkel- és krómötvözetu ellenálláshuzalt vagy szalagot, ill. réz vagy acél futorudakat használunk. Az utóbbiak szigeteloanyaggal (pl. kvarchomokkal) vannak töltve, amiben tekercsszeTUfutoszálak helyezkednek el. A villamos léghevitoket kis teljesítmény esetén, vagy akkor használjuk, ha egyéb léghevíto alkalma-
zása nehézséggel járna, ill. ha igen kis hotehetetlenségre van szükség. Tuzveszélyessége miatt biztonsági berendezés nélkül nem alkalmazható (légáramIás-kapcsoló, határtermosztát kikapcsolja a léghevitot). Nagyobb (mintegy 15 kW feletti) teljesítményu Iéghevito kikapcsolásakor a ventiUátor idokésleltetéses beállításáról kell gondoskodni. Légáram irányában a léghevíto után égheto, gyúlékony anyagú légcsatomát vagy hangcsillapító bélést nem szabad alkalmazni. A futoelemeket nagyobb teljesítmény esetén három vagy több fokozatban alakítjuk ki. 3 kW-nál nagyobb teljesítményu légbevítot három fázisra kötünk. Szabályozásuk kis teljesítmény esetén kétállású ki-be kapcsolással, nagyobb teljesítménynél fokozatok kapcsolásával, ill. tirisztoros fokozatmentes szabályozássallehetséges.
18.3. Felületi hutok A felületi hutoket (léghutoket) a 23.4. pont tárgyalja.
18.4. Hovisszanyero hocserélok Szell5zteto- és klímaberendezések a külso levego téli felmelegítésére, ill. nyári lehutésére jelentos energiát igényelnek. Unyeges energiamegtakarítás érhet5 el a távozó és külso levegoáram közötti hoés nedvességcsere megvalósításával. Regeneralív hovisszanyero. Lassan forgó töltetes tárolón egyik irányban a külso, másik irányban a távozó levego áramlik át. A tároló töltete higroszkópos felületu, vékonyazbesztkarton .csövecskék-
bol áll (18-126. ábra). A két légáram között ho- és nedvességcsere megy végbe (18-127. ábra). A hovisszanyero hatásfoka: 'Y}= (1-
12
(l8-38)
1,-13
(a jelöléseket 1. a 18-127. ábrán), számértéke 'Y}=0,7 ... 0,9. A forgórész átméroje 950 ... 3500 mm, ellenállása 50 ... 350 Pa ( '" 5 ... 35 kpfm2), a térfogat.JS
t, "c .Ja
25
20
x 18-116. ábra. Regenercltív forgó bövisszanyero •• fOfIÓ h6visszanyer6; b küls6 lev.;
c távozó levea6
18-117. ábra. Külso és távozó levego állapotváltozása neratív hovisszanyeroben
rege-
Küls6levell6 állapotváltozása: 1-2; távozó leveg61i1lapotvá!tozása: 3-4
592
SZELLOZTETO-
e
q
r
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
áram 1000 .. .120000 m3jh. A légcsatorna-hálózat kialakitását bonyolitja, hogy a külso és a távozó levegot szállitó vezetékeket a gépházban a hoviszszanyerohöz kell vezetni.
d'c
e
18-128. ábra. Üveglemezes rekuperatív hovísszanyero a távozó levego; b külso levego; c .z1íro; d elofúto; e ventillátor ; f rekuperatív keresztáramú bovisszanyero; g utómelegito; h távozó levegot viszszakevero zsalu
Rekuperatív hovisszanyero. Rendszerint tásKas kivitelu keresztáramú hocserélo. Felülete párhuza· mosan elhelyezett üveg- vagy alumínium lemezek· bol áll. A két légáram nem keveredik. A hovissza· nyeroben kizárólag hocsere megy végbe. Alacsony külso homérséklet esetén a távozó levegobol nedvesség csapódhat le, amit a külso levego elofutésévei vagy a távozó levego külso levegohöz keverésével lehet megelozni (18-128. ábra).
18.5. Légszurok Aporokat és egyéb szilárd szennyezodéseket a maximálisan mintegy 30 mg/m3 szennyezodéskoncentrációjú légáramból kiválasztó szerkezeteket légszuroknek nevezzük. A légszurokkel kapcsolatos elméleti kérdéseket a 24. fejezet tárgyalja.
18.5.1. Osztál}'ozás A légszurok különbözo szempontok szerint osztályozhatók. A leválasztás módja szerint: mechanikus és elektrosztatikus szurok. A lel'álasztott szennyezodés szemcsemérete szerint: durva, finom, igen finom és lebegoanyag-Ieválasztó szurok. A durva szurok fémbol vagy nagy pórusú, durvaszálú anyagból, a finom szurok muanyag szálakból, az igen finom szurok igen vékony muanyag szálakból ragasztott szurobetéttel készülnek. A lebegoporleválasztó szuroknek 1 f1.més ennél vékonyabb muanyag szálakból ideális elrendezésben elhelyezett és ragasztott szurobetétjük van. I Szuroanyag szerint: fémbetétes, fonalbetétes, gázszorpciós szuro, elektrofilter. Használat szerint: regenerálható (tisztitható), eldobószuro. Beépítés szerint: függoleges, ferde áramú, légcsatornába épitett, kör alakú (dob), fal- és menynyezeti szuro. (j zemeltetési mód szerint: állandó, körforgó szuro, rollfilter.
18.5.2. Légszurok muszaki jellemzoi A leválasztás minosége. Az Cfr frakcióhatásfok, a határszemcseméret és a (szabványosított szem· cseméretu vizsgálópórral és adott szennyezodéskoncentrációval mért) minimális eo összportalanítási fok szerint a szuroket különbözo betujelzésu osztályokba sorolják (18-129. ábra és 18-13. táblázat). (Az Cfr frakcióhatásfok és eo összportalanitási fok értelmezését 1. a 24.3. pontban.) A lebegopor-szurok (jelük s) leválasztási mino· ségét a háromféle vizsgálati módszernek megfeleloen a 18-14. táblázat tartalmazza. A szokásos légtechnikai berendezésekben az A, B és C osztályú szuroket alkalmazzuk, a lebegopor-szuroket csak különleges esetekben (pl. speciális laboratórium, muto, boxok koraszülöttek részére stb.). Portároló képesség a szuroben tárolt azon pormennyiség, amelynél poráttörés miatt az összportalanitási fok még nem csökken, és a szuroellenálIás nem lépi túl a megengedett értéket. Erosen függ a [frt
99,9 99,8 0/.99,5 99
-c
-
98 95 90 80 70 60
50 40 30 20 10 5 41
0,51251020 Szemcseméret, pm
/
18-129. ábra. Légszurok osztályba sorolása a leválasztás minosége szerint A osztály: durva szöro; B osztály: finom .zöro; C osztály: igen finom szúró
593
LÉGSz(1ROK
porterhelés növekedésévei no (18-132. ábra). A ventmátort a megengedett maximális porterheléshez tartozó ellenállásnak megfelel5en kell kiválasztani. Az ajánlatos maximális szur5ellenállás kisnyomású berendezésekben 150 Pa ('" 15 kp/m2), közepes nyomású berendezésekben 300 Pa ('" 30 kp/m2). A leválasztási minoség javulásával (A osztály tói S osztály felé haladva) erosen no a sziir5ellenállás.
18-13. táblázat. Légsz&rik osztályba SOrOIáSa a leválasztás minosége szerint (StaubforschullllSinstitut, Bonn nyomán)
max. cscpcscn szcnymérete, s:z:cnyszemnyczetthatárv.m cngcdott ségQ 70 40 98 70 60 30 SO 80 2l normál hatásos 95 90 '40 sol 07 <5 ,koncentráctó mg/ma) por, frakcióortalanitási szúr6 «51'111 méretd fok, %fi~omfokhatás99,9% szuro B
--60
90 MegI
Minimális
1_8
,'.t--,
-
99,9 éii.
r--
"
%
./'. 98
99,5
l...---
"
[\
..•...•.
a
\ b
ro..
96 90 80
70 60 40
I 1
I 2
I I I 4-5
J
10 20 30 50 Porterhe/és
por fajtájától. A porterhelés lényegesen befolyásolja az összportalanítási fokot (18-130. ábra). A szurok tisztítási (cserélési) ideje, napi 8 órás üzemidot felt~telezve, durva szuró'k esetén 2 .. .4 hét, durva szuro mögé beépített finom szuroknél 2... 4 hónap, durva és finom szuro mögé épített igen finom szúroknél 8... 12 hónap. Ellenállás. A szúrokhöz érkezo légáram sebessége 1,5... 3,5 mis, lebegopor-szurok esetében 1 mis alatt, az ebbol a sebességbol adódó légellenállás durva szuroknél 30... 50 Pa ( '" 3... 5 kp/m2), finom szuroknéI50 100 Pa (",5 ... 10 kp/m2), igen finom szuroknéll00 500 Pa ('" 10... 50 kp/m2). Az ellenállás a szúrt levego térfogatáramának növelésével szúrofajtánként más-más arányban no. Ennek oka az egyes szürofajtákban létrejövo áramlás eltéro jellege (turbulens, átmeneti, lamináris). A 18-131. ábrán:a relatív szuroellenállás változása látható a relatív térfogatáram függvényében. Az ellenállás a
f
100 200
g
18-130. ábra. A porterhelés hatása a légszuro összportalanításafokára a mechanikus szür6; b elektrofiltcr
4 1p/lJpo
3 2
I ~ ~
YJ 7JN ,jvj
Ij7
J
18-14. táblázat. Lebegéipor-a6r6k leYáIaSZtáSimIn6Sége (a DIN 24 184 szerint)
I
...-oszol I kvarcpor
ÖSazporta\anitási fok, % 98,00 99,97 85,00 95,00 70,00 99,97 99,00 90,00 o1e,jköd méráíeI
0,3 0,5
0,6
1
1;5 2 vIVo
18-131. ábra. Különbözo anyagú szúr6krelatfv ellenáliásának változása a szúrt levego relatív térfogatáramának r\iggvényében ~Po éli Vo VODAtkoztatásie1lenA1láa,ill. télÍOIIItáram
40 Az épilletgépészet kézikönyve
SZELLOZTETO-
594
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
1000 tJp, Pa 500
100
200 100
5
50
2
18-132. ábra. Légszuro ellenállás-növekedése változásával
SZERKEZETI
ELEMEI
gyapot töltés). A kívánt portalanítási foknak megfeleloen több lemezt vagy cellát helyezünk el az áramlás irányában (18-134. ábra). Légsebesség 1...2 mis, ellenállás 40 ... 100 Pa (",4 ... 10 kp/m2). Beépítésük: homlokszuro (18-135. ábra), ferde áramú szuro (18-136. ábra), V elrendezésu szuro (18-137. ábra), légcsatornába épített szuro (18-138. ábra). Elonyeik : kis helyszükséglet, nem tuzveszélyes, nagy porterhelo képesség, hosszú élettartam. Hátrányaik: helyigényes és piszokkal járó tisztítás. Tartozékaik : olajozó- és mosóedény, viszcinolaj, differenciál-nyomásméro.
aporterhelés
a mechanikus szúró; b elektrofilter
18.5.3.2. Száraz szorok
Ennek csökkentésére a jobb leválasztás ú szurot azonos csatlakozó-keresztmetszethez nagyobb szurofelülettel készítik (18-15. táblázat). Aporterhelo képesség ellenorzésére a szuroket differenciálmanométerrellátjuk el.
Papír, üveggyapot, muanyag szál, textília stb. szuroanyagú, rendszerint 500X 500 mm méretu cellákból építik össze, hasonlóan az olajos fém légszurokhöz. Különbözo osztályoknak megfelelo minoségben készülnek.
18-15. tábláuat. A csatlakozó keresztmetszet és szfirofelület viszonya különbözo osztályba sorolt szorok esetében Szúróosztály
Szúróforma
B
c
s
----- --
ls, leges külön-
Síkforma 1: l1:1: :22-ig : 25-ig l 1: l2 : l 2ll1: l30-ig :60-ig 3-ig (ferde áramú)
aj
18.5.3. Szürofajták A szellozés- és kIímatechnikában alkalmazott légszurok: olajos fém légszurok, száraz szurok, automatikus szurok, elektrofilterek, aktív szén szurok és különleges szurok.
hj 18-133. ábra. Olajos fém légszuro cella töltetes szurobetéttel aj cella függóleges (homlok-) beépítéshez; bJ cella ferde áramú beépitéshez
.18.5.3.1.
Olajos fém légsziíró'k
Általában 500x500 mm méretu szurocellákból állnak (18-133. ábra). A cellák töltete Raschiggyuru, fémfonat, fémforgács, expandált fémlemez stb. A cellákat fémkeretbe építve, tetszoleges nagyságú szuro készítheto. Viszcinolajjal nedvesíthetok, olaj- vagy forró szódafürdoben felújíthatók. Vannak olajos eldobószurok is (karton keretben üveg-
18-134. ábra. Olajos fém légszuro különbözo szám ú expandált lemezbetéttel
595
LÉGSZUROK
18-135. ábra. Homlokszúró
A száraz szuroket zsák- vagy táskaformában is készítik (18-139. ábra), amivel a szuroanyagon átáramló levego sebessége, ezzel a szuro ellenállása lényegesen csökken (1. a 18-15. táblázatot). Légsebesség a csatlakozó-keresztmetszetben rv 2,5 mis. A papírszurok rendszerint W alakú elrendezésben készülnek (18-140. ábra). A miianyag sZUfoket különbözo vastagságú és suruségu lapokból állitják elo, így tetszoleges portalanítások fok és portároló képesség érheto el velük. Elonyük könnyu tisztíthatóságuk. EldobószUfoként is használatosak. Az S szurok radioaktív lebego részecsfcék, baktériumok, vírusok, aeroszolok stb. leválasztására alkalmas, nagy portalanítási fokú szUrok. W elrendezésu, üvegszál, azbeszt, cellulóz, papír stb. szuroanyagú szurocellákból állithatók össze. Durva és finom szuro eloszuroként való beépítése feltétlenül szükséges. A tiszta szulok ellenállása mintegy 200 Pa ( rv 20 kp/m2), ami az elszennyezodéssel erosen növekszik, mintegy 1000 Pa (rv 100 kp/m2)-ig. 18.5.3.3.
Automatikus
szóroK
Fó'bb fajtái: olajos körforgó szuro egyes cellákból, lemezekbol vagy fonatból kialakítva; Roll-
18-136. ábra. Ferde áramú szúró
18-138. ábra. Légcsatomába
18-137. ábra. Veirendezésií
40-
szúró
épített szúró
18-139. ábra. Zsákszúró üvegszál szövetból (CEAG gyártmány)
596
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
filter, üvegszál, papír vagy egyéb száraz szuroanyaggal, eldobószuro. Elonyük: minimális kezelési igény, viszonylag állandó ellenállás. (L. még a 24. fejezetben is.) 18.5.3.4. ElektrofiIter Fo fajtái: klímaelektrofilter, 10... 15 kV feszültségu ionizátorból és 5... 6 kV feszültségu leválasztóelektródokból álló légszuro; elektrosztatikus szuro, amely 3 kV feszültséggel üzemelo, elektrosztatikus feltöltést j:ldó egységbol és mögötte elhelyezett száraz szurobol áll. (Részletesen l. a 24. fejezetben.) 18.5.3.5. Aktív szén szüro 18-140. ábra. Papírszuro
Gátokat, gozöket, szaghordozó részecskéket adszorpció útján vonja ki a légáramból. Különleges eljárással igen nagy hatásos felület hozható létre (1 g aktív szén mintegy 2 cm3 térfogatú, 1200 m2 felülettel). Kisebb igényeket lemezes, nagyobb igényeket patronkiképzésu szurovel lehet kielégíteni. Légtömör beépítés és eloszuro· alkalmazása szükséges. Maximális homérséklet 35... 40 oC, légsebesség a csatlakozó-keresztmetszetben 1...1,3 mis, ellenállás 10... 100 Pa ('" 1... 10 kp/m2), élettartam 3 .. .12 hónap. 18.5.3.6. Több fokozatú szurok Az elozo pontokban szereplo szuroket a mindenkori igényeknek megfeleloen kombinálva, egymás mögé beépítve, tetszés szerinti igények elégíthetok
a szurobetét; b keret; c védo drótháló; d ház
ki. A C osztályú és ennél finomabb szuroket a ventilIátor után, a nyomott szakaszban kell elhelyezni, nehogy a megszurt levegohöz környezetébol szenynyezodés keveredjék a berendezés tömítetlenségein keresztül. 18.5.3.7. Különleges szürok Egyéb szennyezodések leválasztására különleges szurok használatosak, amelyeket foleg ipari szelloztetoberendezésekben alkalmazunk. Konyhák szelloztetoberendezéseiben az elszívott levegot zsírszuron vezetik át, hogy meggátolják a légcsatorna és ventilIátor elpiszkolódását és az ebbol adódó tuzveszélyt. Kialakításuk megegyezik a porszurokével, szuroanyaguk fémszövet, muszál lemez.
18.6. Nedves hocserélo Tárgyalását l. a 21. fejezetben.
18.7. Légcsatomák 18.7.1. Egyenes légcsatornák A levegoáramot légcsatornák szállítják. Követelmények légcsatornákkal szemben: sima belso felület; tisztíthatóság ; anyaga korrózióálló, nem nedvszívó, léghangot elnyelo, kello szilárdságú legyen;
kis súly; olcsó ár; eloregyárthatóság ; kis helyszükséglet ; kevés szerelési igény. A gyakorlatban alkalmazott anyagok ezen követelményeket különbözo mértékben elégítik ki. Acél/emez és alumínium csatornák. Fekete lemezbol rozsdavédo alapmázolással, ill. védomázolás-
597
LÉGCSA TORNÁK
sal, horganyzott lemezbol, saválló rozsdamentes acél lemezbol és alumínium lemezbol készülnek korcolt vagy hegesztett kivitelben, kör, négyzet vagy négyszög keresztmetszettel, peremes vagy perem nélküli kötéssel. Méretsorukat, falvastagságukat az MSZ 12958-62, ill. MSZ 12966-62 tartalmazza. Legnagyobb gyártási· hosszuk 1950 mm. Peremes kötésük szögacél kerettel, ill. karimával, különféle lemezperemekkel csavarkötéssel, perem nélküli kötésük tolósinnel készül (18-141. ábra). Kör keresztmetszetu légcsatornát újabban spirálkorcolt kivitelben készitenek, 6 méter maximális gyártási hoszszal. Kötését perem nélkül, illesztett csatlakozóidommal készítik [18-141. lj ábra]. Különleges kivitelu légcsatornák, keménygumi, ólom- stb. bevonattal készülnek. Muanyag lemez csatornák korrozív gázokat, gozöket tartalmazó légáram szállítására PVC-bol, polietilénbol készülnek, hegesztett kivitelben, 60 ... 80 oC homérsékletig használhatók, igen drágák. Azbesztcement légcsatornák korróziónak ellenállnak, éghetetlenek. Hátrányuk, hogy nehezek, törékenyek. Koagyag csatornák igen eros korrozív hatású szennyezodés esetén használatosak. Súlyos, költséges anyag. Épített légcsatornák rabicból (beton- vagy gipszrabic), belül simítva, szakaszos kivitelben, falazott és betoncsatornák nagy keresztmetszet esetén, ill. függoleges, felszállóaknaként készülnek, belül fugázva, ill. vakolva. Sík lemez csatornák. Újabban terjednek az azbesztcement, gipsz, muanyag, ill. ásványi gyapot
alapanyagú sík lemezekbol helyszínen összeállított légcsatornák, idomlemez élmerevítéssel, amelyeket pl. ha üveggyapottal bélelnek, kello hoszigetelés és hangcsillapítás is elérheto. Helyszíni megmunkálásuk (furészelés, fúrás, szögezés) egyszeru, nem éghetok, könnyuk, korróziónak ellenállnak. Hajlítható (flexibilis) hornyolt csatornák alumíniumból, kör keresztmetszettel igen alkalmasak az építési és szerelési pontatlanságok korrigálására, idomdarabok helyettesítésére, bizonyos mértékü rezgéscsillapító hatás elérésére. Készülnek kettos fallal is, hoszigetelo, ill. hangelnyelo bélésseI. Illesztett idomdarabbal csatlakoztathatók: A légcsatornák csatlakozásának tömítése a szállított légáram vegyi hatása és homérséklete szerint igen különbözo lehet (nyerspapír, gumilemez, azbeszt gumilemez, bor, grafitos azbesztzsinór , újabban különféle kenheto tömítoanyagok, amelyek rugalmasságukat megorzik). Nagyobb keresztmetszetu légcsatornák falát domborítással, hornyolássai merevítik. A hoszigetelt légcsatornákat tüskézéssellátják el. A légcsatornákat mennyezeten szalagra, idomacél kengyelre függesztve, falon, pilléren idomacél függeszto vagy támasztó tartóra erosítik fel.
18.7.2. Idomok A légcsatomák irányváltozása, elágazása (légáramok szétválasztása, ill. egyesítése), a keresztmetszet nagyságának vagy alakjának megváltozta-
~-
aj
b)
ej
ej
d) 18-141. ábra. Légcsatornák kötése
fJ
aj heaesztett idomacél keret (karima); hj laza laposacél karima; ej lemezperem (perem a csatornafalhoz ponthegesztéssel er6sltve); d) lemezcsatorna kiperemezve, ponth~ztéssel ráerilsltett L alakú, fura Ital ellátott sarokidommal; aJ •.• d) csavarköléssel; ej lemezperem tolósinnel; fillesztett csatlakoroidom
598
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
tása, különbözo szerkezetek beépítése, az egyenes légcsatorna-darabokon kívül idomdarabok alkalmazását teszik szükségessé. Legfontosabb idomok: ív, könyök, kettos csoív (etázs), íves és Telágazó idom, nadrágidom, szukíto és· bovít{) idom (konfúzor, diffúzor), átmeneti idom kör és négyszög keresztmetszetek között (1. a 18-22. táblázatot). A kialakításukra vonatkozó áramlástani szempontokat 1. a 2.7.3. pontban.
SZERKEZETI
ELEMEI
II
II 1: II l' II ~III II l' "
l' ,1
18.7.3. EJzáró- és szabályozószerkezetek . 18-143. ábra. Csappantyú
A légcsatorna-hálózat egyes szakaszaÍnak elzárására, a szállított közeg V térfogatáramának üzem közbeni szabályozására vagy az egyes csatornaágakon a térfogatáram-arányok fix beállítására (beszabályozására) elzáró- és szabályozószerkezeteket alkalmazunk. A légcsatorna-keresztmetszet teljes lezárására tolózárat (18-142. ábra), kis méretíi elágazások térfogatáramának szabályozására csappantyút (pillangószelepet; 18-143. ábra) vagy zászlós csappantyút (l8-144. ábra), zsaluleveles csappantyút, zsalut (18-145. ábra) alkalmazunk. A tuzvédelmi csappantyú megakadályozza, hogy a tuz a légcsatorna-hálózaton keresztül terjedjen. A csappantyú hohatásra, mintegy 70 oC homérséklet elérésekor automatikusan teljesen lezár (18-146. ábra).
18-144. ábra. Zászlós csappantyú (szabályo7Ónyelv) elágazás térfogatáramának szabályozására
•..
/
18-142. ábra. Tolózár
/
I
599
LÉGCSATORNÁK
áris rendszer-jelleggörbéta legjobban megközelíti. A lineáris rendszer-jelleggörbea zsalumozgató áttétel megfelel{)kiképzésével is elérhet{). Jp
I
.,
/
I
Aram/as iranva
18-146. ábra. Túzvédelmi csappantyú aj
Szabályozózsalu kiválasztása jelleggörbe alapián. A szállitott közeg térfogatáramának szabályozása akkor lenne kedvezo, ha a relatív térfogatáram a zsalu ö nyiIásszögévellineárisan változnék (18-148. ábra, h lineáris jelleggörbe). Megkülönböztetjük a zsalu saját szabályozási görbéjét és a légcsatomahálózatra, ventillátorra és zsalura együttesen jellemzo tényleges vagy rendszerszabályozási görbét. Elóbbin a relatív· térfogatáramnak a zsalu ö nyiIásszögével való változását értjük állandó ellenállás mellett (18-147. ábra). Ez a görbe méréssel meghatározható. A tényleges vagy rendszerszabályozási görbe megszerkeszthet{)· a ventil1átor-jelleggörbe, a légcsatorna-jelleggörbe és a zsalu saját szabályozási görbéje alapján (18-148. ábra). A rendszer-jelleggörbe alakját a
hányados
Lt Prsz+ Ltpzs~ pzso
·0
0°
a
v
L1p=s§ 8J
1
(J OZ
l
tS
18-148. ábra. Szabályorozsalu tényleges vagy rendszerszabályozási görbéje aj jclleggörbe szerkesztése: a ventillátor-jelleggörbe; b légcsatornahál6zatjelleggörbe; C teljesen nyitott ("=0°) zsalu ellenállásgörbéjc; d légcsatorna és nyitott zsalu er~o e11eriá\lássörbéjc; e zsalu ellenállássörbéjc "0 állásban;flégcsatorna és "0 állású zsalu eredo ellenállássörbéje; bJ jelleggörbe:
az aj ábra összetartozó ,,- V6' Ji max értékpárjai adják a rendszer g szabályozási sörbéj6t (h Ii~ris rendszer-jelleuörbe)
szabja meg, ahol Ltpzso a zsalu ellenállása teljesen nyitott (ö=OO) helyzetben; LtPrsz a rendszer ellenállása zsalu nélkül, ugyanazon térfogatáram mellett (18-149. ábra). Bizonyos ellenállásarány a line-
t?nax
gao hj
A
=
Ápzso ÁPrsz +ilPzsa
1
IJp=á/1.
Lineáris je//eggörbe
0,5
0° 0J
8m~xtS O aj
0,5
1 Wl?m,x
hj
18-147. ábra. Szabályoz6zsalu saját szabályozási jelleggörbéje aj jelleggörbe;
bJ
jclleagörbe szerkesztése
o 0°
900
18.149. ábra. Különbözo rendszer-jelleggörbék Llpzso
----LlPrsz + Llpzs o
ellenállásarány
függvényében
a
eJ
600
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
18.7.4. Külso levegot besZÍvó, távozó levegot kifújó szerkezetek A légcsatorna-hálózat külso környezetben elhelyezett végpontjain olyan szerkezeteket kell elhelyezni, amelyek alkalmasak a külso levego beszívására, ill. a távozó levego kifújására az idojárási viszonyoktóI függetlenül, továbbá védelmet nyújtanak az idojárás hatásai, idegen testek, tárgyak .•élolények behatolása ellen, ezzel egyben vagyonbiztonságot is nyújtanak az épület számára. A legfontosabb szerkezetek: esovédo rögzített zsalu, esovédo sapka, túlnyomásos zsalu. A függoleges síkban elhelyezett külsolevego-beszívó, ill. távozólevego-kifújó nyílás védelmére alkalmazzuk az ún. esovédo rögzített zsalut (18-150. ábra), amely rögzített, Z alakú zsaluleveleivel meggátolja a csapadékbeverodést és egyben idegen testek behatolása ellen is véd. A belso felületére erosített sodronyszövet apróbb testek bejutását akadályozza meg. A vízszintes síkban végzodo beszívó- és kifújónyílások védelmére hasonló elv alapján kialakított ún. esovédo sapkát alkalmazunk (18-151. ábra). Kifújásra használt esovédo sapkát belso terelokúppal célszeru kialakítani, hogy kisebb legyen az ellenállás. Túlnyomásos zsalut a távozó levego ki-
SZERKEZETI
ELEMEI
fújónyílásának üzemszüneti automatikus lezárására alkalmazunk (18-152. ábra). A vízszintes tengelyu zsalulevelek légáram hatására nyitják, annak megszunésekor súlyhatásra zárják a nyílást. Üzem közben a zsalulevelek lengo mozgása kellemetlen zajforrás, csak kis méretu, alárendelt jelentoségu berendezésekben használjuk. Természetes szellozés távozólevego-kivezeto szerkezete a deflektor, amely a szél szívóhatásának felhasználásával növeli a távozó légáramot (18-153. ábra).
I
II
"1,10 ,j
1.
'1
i! I
\~
II <:J ~.
1·
(18-152.
~
ábra. Túlnyomásos
zsalu
Drótháló
18-150. ábra. Esovédo rögzitett zsalu 18-153. ábra. Deflektor
18.7.5. Befújószerkezetek
18-151. ábra. Esovédo sapka
A kezelt levegot a helyiségekbe befújószerkezeteken keresztül vezetjük be. Kialakításuk és megfelelo elhelyezésük az egész rendszer jó mfiködése szeplpontjából dönto, mert az egyébként helyesen kialakított berendezést a huzat jelenséget okozó befújószerkezetek tönkretehetik. A velük szemben támasztott áramlástani és akusztikai követelmények:
601
LÉGCSATORNÁK
a befújt levego térfogatáramának szabályozása, a légsugár alakjának és irányának beállítása, eros indukciós hatás (a befújt és a helyiséglevego jó keverése, minél nagyobb homérséklet-külö.nbség lehetové tételére), csendes üzem, esztétikus megjelenés. Méretezésük és kiválasztásuk áramlástani és akusztikai jellemzoik ismeretét feltételezi. (Az utóbbit 1. a 17.7. pontban.) x 18.7.5.1. Falban elhelyezett befújószerkezetek
Méretezésükhöz és kiválasztásukhoz a szabad légsugár áramlástani jellemzoinek ismerete nélkülözhetetlen, mert a tartózkodási zónában huzatmentes áramlást (1. a 4.5. pontot) kell létrehozni. Kör alakú befújónyilásból kilépo izotermikus szabad légsugár a légsebességtol függetlenül mintegy 23... 25° nyílásszögu kúpot alkot (18-154. ábra). A v kezdosebesség csak egy Xo hosszúságú kezdeti szakasz kúp alakú magjában marad állandó. A magon kívüli keveredési zónában a befújt levego a
18-154. ábra. Kör alakú befújónyílásból kilépo izotermikus szabad légsugár; az a vonal mentén Vy = O,Sv"
(1. a 18-154. ábrát); Yo,s a tengelytol mért azon távolság, ahol a vy sebesség fele a v" sebességnek. Négyszög keresztmetszetu befújónyilás esetén hasonlók a légsugár jellemzoi, a nyilástól nagyobb távolságban már nincs lényeges különbség a kör alakú nyilásból kilépo szabad légsugárhoz képest. Éles sarkú befújónyilások (zsaluval, rácsokkalleszukitett befújónyílások) esetén a kontrakciót is figyelembe kell venni. A tengely menti sebesség:
a Ji'"" térfogatáram a magával agadott levegovel helyiséglevegovel keveredik, nE'lástól távolodva no, a v" tengely menti sebességa cs . n (18-16. táblázat). A légsugár sebességprofiljának egyenlete:
(18-39)
ahol v" a tengely menti sebesség; vy sebesség a tengelytol y távolságban; y a tengelytol mért távolság
v"=K YA ,
v
xY;i
(l8-4O)
ahol K a befújónyilás szerkezetétol függo tényezo (18-17. táblázat); A a befújónyilás teljes keresztmetszete, m2; X távolság a befújónyílástól, m; [1. kontrákciós tényezo (18-18. táblázat); i a szabad és teljes keresztmetszet viszonyszáma.
18-16. táblázat. Szabad légsugár áramlástani jeUemz6i Négyszög keresztmetszetlí nyílás
le1lemzc5
--=_0--- - .-------V' -VBi' V I+(~~'H I
-=d/mx vxo2 x LIT" v" '" 240 ~24° '" 330 mx4 x 1+ --] LIT XoV xo=ll/m JCo=d/m xo=2h/m vxO=h/m ~]6,SO bxob V" x v"=~ ~"=~~ x ~=~ 3 V!(]-~)+ (X v"=V II)h xh ~=t~x V" 4T,_ 3 ~ 4-hJb
Kezdeti mx d 3dszakasz V v LIT 4 Tengely menti
Rés, teljes sugár
Rés, fél sugár
Kör alakú nyílás
-b
Xo
-;-=y2
-
A jelöléseket 1. a 18-IS4. ábrán. További jelölések: m turbulenciatényezc5 (kis turbulenciánál m",O,IS. nagy turbulenciánál m",O,2S); h a rés (nyílás) magassága; v sebesség a nyílásban ; v,.- tengely menti sebesség a nyílást61 " távolságra; b a ny!Jás szélessége; V a nyilásból kilépÖ térfogatáram; V" térfogatáram a légsugárban a nyUástól "távolságra;
602
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
18-17. táblázat. Befújószerkezetek K tényezoje
I
Közvetlenül a mennyezet alatti befújószerkezet Fúvóka Négyszög keresztmetszetu nyílás Rés, oldalarány 20 ... 25 perforált lemez ;=0,1. ..0,2 ;=0,01 ... 0,1 Élrács, egyenes 40° alatt szétnyiló 60° alatt szétnyíló 90° alatt szétnylló
6 5 4
1
ELEMEI
ahol V a nyílásból kilépo térfogatáram, m3/s ; a többijelölés egyezik a (18-40) összefüggéséveI. A (18-41) összefüggést a 1&-155.ábra nomogramszeruen tartalmazza. Amint a 18-17. táblázat K értékeibol látható, szétnyitott tereloráccsal a vetotávolság lé· nyegesen csökkentheto. Rés alakú (végtelen hosszú) befúj6nyílás esetében izotermikus szabad légsugár oldalirányban nem tud tengely menti sebesség szétterjedni, ezért a kevésbé hirtelen csökken, mint pl. kör alakú vagy négyszögletes nyílások esetén (1. a 18-16. táblázatot), így a vetotávolság megno (18-156. ábra).
K
Megnevezés
SZERKEZETI
10 7 6 5
VJI:
3,5 .. .4,5 2,5 3,5 4 5,5 3,5 2,5 2,0
18-18. táblázat. Befújószerkezetek kontrakciós tényezoje Kontrakció. tényezo,
Nyílás kiképzése
ll.
Vetotávolság a befújónyílástól a légsugár tengelye mentén mért azon távolság, ahol a tengely menti sebesség 0,5 mis értékre (a légsugár átlagsebessége mintegy 0,15 mis-ra) csö19ren. Éles sarkú befújónyílások vetotávolsága: (
Xo,s=2Kv liA. V p.l =~K~ r AlLi
(18-41 )
m,
0,99 0,82 ... 0,88 0,73 0,70 0,65 0,625 0,56
Fúvóka Rés vagy nyilás (peremezett) Rés diffúzorral Peremezett terelolemezes nyilás Rés vagy nyílás éles széllel Perforálás Éles szélu terelolemezes nyilás
VJI:
o
111
10
20
10
Xo,s I vefóftívo/súg,
I
~
~
O
1
400
I
I
800
I fl
1200
I
I
2000
V, m3/1!
m
18-155. ábra. Éles sarkú befújónyílások
12
1ÖOO
Xo,s vetotávolsága
603
LÉGCSATORNÁK
(18-42)
30.0 25,0
és az ~: viszonyszám, ahol 1j=ApsJAPdin a nyomásátalakulás hatásfoka; a rés kontrqkciós tényezoje (tájékoztató adatokat 1. a 18-18. táblázatban); Ar a rés felülete; Ao a csatorna kezdeti keresztmetszete; Al a csatorna végso, 1 távolságban levo keresztmetszete. A kilépo légáram irányának és az ideális esethez (egyenletes légeloszlás) viszonyított térfogatáramának rés menti változását a 18-]58., ill. 18-159. ábra tünteti fel. Gyakorlatilag egyenletes légeloszlás értheto el K~0,5 és Al/Ao= =0,1...0,2 értékekkel. K=l, 1j=0,85 és AdAo=O,l értékek mellett a légsebesség a .rés elején wo= 1,32vo; a csatorna kezdetén szükséges össznyomás Pöo= 1,76PdinO' ill. statikus nyomás Psto= = 0,76Pdin o' ahol PdinO dinamikus nyomás a légcsatorna kezdetén (Ao keresztmetszetben).
20,0
[.L
15,0
10.0 9,0 8,0
7,0 EO
5,0
~
5,0
§.:
4,0
-t:l
~
-t:l
~ ~
3,0 ;;, 2,5
>.",<$
ZO 1,5
1,5
2,0
2,5
3,0
00 6/7 ,?O8,0 S;UI~O
. 4.p
h, résmogosság, cm
18-156. ábra. Végtelen hosszú rés és perforált lemez vetotávolsága
70°t---r 50·
...L-_
45°
Rés alakÚ befÚjónyílás közvetlenül mennyezet, fal mentén való elhelyezése esetén a légsugár nem tud szabadon szétterjedni, hanem a falhoz, menynyezethez "tapad" (Coanda-hatás), ezért a sebesség kevésbé csökken, mint rés alakÚ nyílás szabad elhelyezésekor, a vetotávolság nagyobb lesz. Igen egyenletes levegobefÚjás valósítható meg rés alakÚ nyílással ellátott légcsatornával. Csökkeno keresztmetszetu befújócsatorna állandó magasságú, rés alakú nyílással (18-157. ábra). AbefÚjócsatorna jellemzoi a geometriai méreteken túl:
d;1
0,01
---.J
JO·
0,2
O
0,1,.
0,6
~8
~O Ji..
I
18-158. ábra. A 18-157. ábra szerinti befújócsatornából kilépö légáram iránya, meghatározott paraméterek csetén 1,4.,
K=1 7?=0,85
1,2
~=o
~L.
,/
O
. Vo
0,2
oro
'w'
o
Uo
,/ 0,4-0,8 0,5
A
......•..•.....
A'i-'~~'
~O -/ 0,81--ll,oL /
.!..
I Ar
18-157. ábra. Állandó résmagasságú, csökkeno keresztmetszetÜ befújó légcsatorna
I
18-159. ábra. A 18-157. ábra szerinti befújócsatorna hoz viszonyitott lége\oszlása
ideális-
604
SZELLÖZTETÖ-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
meglehetosen megdrágítja a befújócsatornát. Mivela réses befújócsatornák mintegy lídegy= 15... 20 hoszszúságig muködnek kifogástalanul, hosszú, folyamatos befújórést csak több egyedi befújócsatoma egymás mögé helyezésévellehet megvalósítani úgy, hogy az egyes egységeket külön elosztó légcsatornából egyenként ágaztatjuk le. Coanda-hatáson alapuló befújócsatorna. Hosszú, állandó keresztmetszetu légcsatornákkal is a gyakorlat számára megfeleloen egyenletes légeloszlás
18-160. ábra. Állandó résmagasságú, ék alakú befújócsatorna
18-161. ábra. Állandó résmagasságú, állandó keresztmetszetu befújócsatorna
Ék alakú befújócsatorna, állandó résmagassággal (18-160. ábra). A kilépo légáram iránya a réshossz mentén állandó, IX= arc ctg K, a levegoeloszlás a rés mentén teljesen egyenletes (VjVÚ=I). K=0,7 érték választásával, nem nagy csatornaméret és 1X=55° adódik. Ezzel az értékkel WO= 1,74vo; PöO=3PdinO; PstO~2PdinO' Az összefüggések l/degy~ ~ 15 légcsatornákra érvényesek (degy a csatornakeresztmetszet egyenértékii átméroje). Az ék alakú befújócsatorna a légelosztás egyenletessége, a befújási sebesség és a csatorna kezdetén szükséges nyomás szempontjából egyaránt a legkedvezobb. Állandó keresztmetszetu befújócsatorna, állandó résmagassággal (18-161. ábra). A kilépo légáram irányát a 18-162. ábra, a légelosztást a 18-163. ábra szemlélteti. Gyakorlatilag egyenlo légeloszlás érhetoel K~0,25 értékkel. K=0,25 és 'YJ=0,75 értékkel, wo=3,5vo; Pöo= 12,4Pdino; psto=11,4PdinO' A befújócsatorna kezdetén szükséges nagy nyomásértékek és nagy Wo sebesség ezt a megoldást háttérbe szorítják· az elozo kettovel szemben. Valamennyi réses befújócsatorna hátránya a légáram IX szög alatti kilépése. Ez terelolemezsorral kiküszöbölheto. A terélolemezsor kilépési keresztmetszetét konfúzorszeriien kell kialakítani, ami
o
~2
0,8
~4
_11=0,7 ---1/=0/8
x
1,0
T
18-162. ábra. A 18-161. ábra szerinti befújócsatornából kilépö légáram iránya, különbözö paraméterek esetén V. 1/6 l1d
1lf 1/2
0,1 al 0,3
{),lt
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 .5..
I 18-163. ábra. A 18-161. ábra szerinti befújócsatorna hoz viszonyitott légeloszlása
ideális-
60s
LÉGCSATORNÁK
18.7.5.2. Mennyezetben elhelyezett befújószerkezetek
IT IT!i lL~b
n U
\.. (f...2
..J
A mennyezetben elhelyezett befújószerkezetekbol kilépo légáramot a huzatjelenség elkerülése végett vízszintes irányban el kell terelni. Aterelolemezek fix vagy állítható kivitelben készülnek, a térfogatáram szabályozására rendszerint külön beépített szerkezetet alkalmazunk. A vetotávolságot a gyártó cég katalógusa tartalmazza. Tájékoztató jelleggel használható a 18-165. ábra. A szokásos szerkezeteket a 18-20. táblázat tartalmazza.
] ~1-) -
18-164. ábra. ~-hatáson
alapuló befújócsatorna
K/ímalámpa. A helyiségek mesterséges világításából származó belso hoterhelés csökkentésére alkalmazzák az ún. klímalámpákat, amelyek a világítás mellett lehetové teszik a szellozolevego befújását és az elmeno levego elszívását (esetleg csak az utóbbit) is (18-166. ábra). Megfelelo szerkezettel
érheto el a Coanda-hatás alkalmazásával. Kialakítását a 18-164. ábra mutatja. Nem izotermikus befújás. Ha a befújt levego és a helyiséglevego eltéro homérsékletu, a légsugár függoleges irányban süllyed vagy emelkedik, aszerint, hogy a helyiséglevegonél hidegebb vagy melegebb. Koestel szerint:
~= degy
± 0,002
(18-43) ahol Y a légsugár tengelyének függoleges síkban mért süllyedése vagy emelkedése, m; degy a befújónyílás egyenértéku átméroje, m; LIt homérsékletkülönbség a belépo légsugár és helyiséglevego között, oC; v a légsugár sebessége a nyílásban, m/s; x távolság a befújónyílástól, m. A vízszintes irányban mért vetotávolság nem változik lényegesen. Szerkezetek. Falban elhelyezett befújószerkezetekrol a 18-19. táblázat ad áttekintést. /l/(~egy v (~) degy
3,
18-165. ábra. Mennyezeti bcfújószerkezetekbol kilépo légáram sebességváltozása
fff!!!
,jOr-"'TI~cr"""'~
'lf'lf{Jí} a)
ej
ej
18-166.ábra. Klímalámpák aj, ej elszivás álmennyezet
feletti téren át; bJ, dJ,JJ elszivás légcsatornáneJ nincs elszivás; aj, bJ nincs befújás; feletti téren ál; ej, eJ,!J befújás terelólemezes réseken keresztül
dJ befújás álmennyezet
606
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
18-19. táblázat. Falban elhelyezett befújószerkezetek
lilii
Drótháló, expandált lemez, perforált lemez szabályozószerkezet nélkül réstolattyúval vagy zsaluval
Rács, vízszintes helyzetu, fix vagy állitható terelolemezekkel, a légsugár függoleges irányban terelheto
-lI
II I
--i
I~I~-i-., ...,
Rács, függoleges helyzetu, fix vagy állítható terelolemezekkel, a légsugár vizszintes I irányban terelheto
Rács, vizszintes és függoleges helyzetu, állitható terelolemezekkel, a légsugár függoleges és vízszintes irányban terelheto, a lamellák egyenként vagy együtt elforgathatók
---1 ::::-
Rács, vizszintes helyzetu, egysoros terelolemezekkel és szabályozózsaluval
::::=
-=
~
Rács kétsorósterelölemezeK1reI a) szabályozózsaluval b) zászlócsappantyúval
~l=: 1111111111
Rés, függoleges (vagy vizszintes) terelolemezekkel,mögötte
a)
szabályozószerkezettel
~~ .
I Fúvóka a) kör alakú nyilással b) négyszög keresztmetszetú nyilással
~
I
-e:=-+-~-E3aj I hj
607
LÉGCSATORNÁK 18-20. táblázat. Mennyezetben elhelyezett befújószerkezetek
--
'1
I
'll \\ I';iflJ) S íkanemosztát kombinálva anélkül több • lemezes b) ój kétirányú befújással (falba is épitheto) e) O)
,. 'tH
I'/tH\\
UtH'''.'' ~
~~~
(perforált fémlemez vagy gipsz1ap)
a világítótest teljesítményének 80... 85%-a is elvonható az elmeno légárammal. A 18-167. ábra tájékoztató értékeket ad egy 200 W teljesítményu világítótestbol a helyiségbe jutó teljesítményhányadról, különbözo szerkezetek és az elmeno levego térfogatárama függvényében. 18.7.5.3. Pedorált álmeonyezetek Kis belmagasságú helyiségek nagymértéku tégcseréje huzatmentesen perforált vagy résekkel ellátott álmennyezet alkalmazásával oldható meg.
\' r---~ --1"'--
~~~ ~~ ~i=~+( O)~ ~
1~
~.~
o ~itW O
20
]~
lJ)
80 100
V/mJ/1t 18-167. ábra. 200 W teljesítményu, különbözo szerkezeti kialakítású világító testbol a helyiségbe jutó teljesítményhányad változása a lámpán át elszívott levego térfogatárama függvényében (tájékoztató jellegu adatok Söllner szerint)
608
SZELLOZTETO
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
A légáramot bevezeto furatok átméroje, ill. a rések szélessége 4... 6 mm, a befújás keresztmetszete a tömör felületnek 0,5... 3%-a. Részlegesen perforált áJmennyezet. Az egyes izotermikus primer légsugarak az álmennyezettol bizonyos távolságban szekunder légnyalábbá egyesülnek (18-168. ábra). Johanni~ szerint az áramlási képet 18-21. táblázat egyenl~tei jellemzik, tájékoztatóa jelleggel. A szekundeLJégnyaláb Vkoz közepes sebessége, a nyiIásból kilépo légsugarak lJ sebessége és az i felületviszony összefüggését a 18-169. ábra tünteti fel. A lJkoz megengedett értékének felvételével Xs távolságban, a befújás lJ sebessége meghatározható. (A tengely menti lJ" sebesség az Xs távolságban a Vkoz sebességnek mintegy háromszorosa.) Adott paraméterekkel jellemzett álmennyezet sebességmezojét a 18-170. ábra szemlélteti. Nemizotermikus befújás. Melegebb levego befújásakor (légfutés) a vetotávo1ság csökken, a helyiség alsó felének rétegeit kevésbé öblíti át a szellozolevego. 30 °C-nál nem magasabb befújtlevego-ho-
SZERKEZETI
ELEMEI
mérséklet esetén a sebességmezo hasonló az izotermikus befújáshoz. Hideg levego befújásakor (léghutés) erosebb légmozgás adódik, no a vetotávolság. Ha a berendezés télen-nyáron üzemel (légfutés-léghutés), ajánlatos a szellozolevego térfogatáramát télen növelni, nyáron csökkenteni, vagy az i felületviszonyt változtatni (pl. egyes felületegységek be- vagy kikapcsolásával). A levego elszívása (foként légfutés esetén) lent ajánlatos. Teljesen perforált álmennyezet. A perforáció mód· jától függetlenül, nem alakul ki a részlegesen perforált álmennyezetnél említett egyértelmu szekunder légnyaláb, hanem az egész térben labilis örvények képzodnek, szabálytalan visszaáramlásokkal. Fejmagasságban a lJköz közepes áramlási sebesség irányértékei : lJköz= 0,08lJ, O,06lJ, ill. 0,05lJ, sorrend-
V,
mis
8
, - --1 . -Furat, - -Rh
7
5
. VMz:0/i2vJiT Vköz :O,85vVI
5 .4-
J
2
1 O O
1
J
2
5
4 %
l~ fe/file/viszon!!,
ó
18-169. ábra. Részlegesen perforált befújó álmennyezet izotermikus Iégnyalábjainak sebességviszonyai V"Öz
szekunder légnyaláb közepes sebessége; v nyilásból kiléPo izolerm légsugarak sebessége; i =szabad keresztmetszet/összfelület
.. t=35mm 18-168. ábra. Részlegesen perforált befújó álmennyezet i =1,7% x" I Xs d furatátmérö; s résszélesség; t osztás; b légnyaláb szélessége; 1IX.1 primer
,
Xt
- /7
/
d=5mm Vkor V"" b=500mm '\ V /
//
I
1
{Vx
2~ 5
légsugarak; 2 átmeneti zóna; 3 szekunder légnyaláb
d
10
2 18-21. táblázat. Részlegesen perforált befújó-álmeonyezet áramlási jellemzoi (Johannis szerint)
5 102 2
Furatok
5
'-----R-ések----0,010,02 0,05 0,1 0,2
Xl=6d xz=2,St xa=6t x.=2b
xl=6s xz=l,St xa=3,St X.=2b
xG=6t+2b
xG=3,St+2b
A jelöléseket 1. a 18-168. ábrán.
o,s 1,0 Vx
V 18-170. ábra. Részlegesen perforált befújó á1mennyezet izotermikus légnyalábjának sebességviszonyai meghatárowtt pal"dméterek esetén d furatátmérö ; t osztás; b a légnyaláb szélessége; i felületvlszony; v" tengely menti sebesség; Vköz közepes sebesség; ;; a kilépÖ légsugár sebessége
609
LÉGCSA TORNÁK
ben 3,0 m, 3,5 m, ill. 4,0 m helyiség-belmagasság mellett (v a nyílásból kilépo légáram sebessége). A sebességváltozást a 18-171. ábra szemlélteti, 3,0 m belmagasságú helyiségben. kor, alsó elszívá esetén, hasonló az áramlás képe, befújás. Melegtapasztalható levego befújásadeNemizoterm~'k eros hom' éklet-rétegzodés (18172. ábra). Abefújás túlhomérséklete lehetoleg Llt< 10 oC legyen. Hideg levego befújásakor a labilis örvények még erosebbek, ezért a v befújási sebességet az izotermikus befújáshoz képest csökkenteni kell. Minél nagyobb a homérséklet-különbség, annál kisebb befújási sebesség engedheto meg. A homérséklet-rétegzodést a 18-172. ábra szemlélteti. Perforált álmennyezet nagyságának meghatározására alkalmas a 18-173. ábra. Szerkezetek. Perforált álmennyezet egyes acéllemezek, alumínium lemezek, gipszlapok, rostlemezek stb. tartósínekre függesztett kazettáiból, paneljeibol alakítható ki. A légáramot az álmenynyezet f"ólékisebb helyiségben elegendo egy helyen bevezetni, nagyobb helyiségben elosztó légcsatornával ajánlatos szétosztani. A f"ódém alsó felületét hoszigeteléssei kell ellátni légfutés és léghutés esetén, ha a felette levo helyiségben eltéro homérséklet
van. Fontos a befújt levego hatásos szurése, a késobbi porlerakódás megelozése végett. Vékony álmennyezet (pl. fémlemez) esetében a légáram nem meroleges kilépése következhet be. Ilyen esetben célszeru az álmennyezet fölötti teret boven méretezni. A levegobefújásra nem használt perforált felület akusztikai célból hangelnyelo anyaggal fedheto le. A labilis áramlási kép miatt a teljesen perforált álmennyezet alkalmazását kerülni kell. Helyette részlegesen perforált álmennyezet (váltakozva tömör és perforált felületek) építése célszeru, mintegy 1 : 1 arányban. A levegot mindig lent ajánlatos elszívni. 18.7.5.4. Padlóban, bútorzatban elhelyezett befújószerkezetek • A szellozolevego alsó bevezetésére padlóban, ill. bútorzatban elhelyezett befújószerkezeteket alkalmazhatunk. Mivel közvetlenül a tartózkodási zónába vezetjük be a légáramot, kiválasztásuk és elhelyezésük nagy gondosságot, tapasztalatot igényel, és csak mérési adatok birtokában ajánlatos a beépítésük. Színházakban, gyuléstermekben a légáramot a lépcsofok homloklapján, perforált leme-
3 2500~'
4.
l:: '2000 ~
~~/j/JII LLL TarfóilrodtÍsi Zóf/o lJ,2 a/r 0;6
..
2
1000t-!:j 500 ~
1 o
vlr/jz
v 18-171. ábra. 3 m belmagasságú helyiségbe teljesen perforált álmennyezeten át befújt izotermikus légáram sebességváltozásánakjellege OkOz
"
'1:>
1500~
közepes sebesség; " a nyilásokból kilépo légáram sebessése
~
o
50
100
150
200
250
300
't:::
1:;:-
v,mJ/h.m2 18-173. ábra. Perforált álmennyezet nagyságának meghatározása I felületviszooy; II légsebesség a befújónyilásban; ~ térfogatáram-siír6ség; n furatszám 1 m' felületen
3 f: 2 . ft>
~
&1 ~ O
10
15
20
25
Levego-hOmérséklef,
30 oC
18-172. ábra. Homérséklet-eloszlás jellege nem izotermikus légáram befújásakor, teljesen perforált álmennyezetú, 3,0 m belmagasságú hélyiségbe 41 Az épületgépészet kézikönyve
18-174. ábra. Levegobefújás az ülés perforált lábazatán keresztül
610
SZELLOZTETO-
ÉS KLÍMABERENDEZÉSEK
zen át, az ülés alatti befúj~zerkezeten, vagy az ülés lábazatában perfor!íción keresztül újabban (18-174. ábra) célszerukiképzett bevezetni. E1ö'adótermekben a pad 1ábazatába indukciós befújószerkezetet épitenek be, amely a szellozo- és helyiséglevego keverékét az frófelü1et mentén, az ülo személy feje felé irányítva fújja be (18-175. ábra). A nagy belso hoterhelésu számitógép-helyiségekben padlóba épitett, perdületet adó indukciós befújószerkezetek elonyösek (18-176. ábra).
SZERKEZETI
ELEMEI
ködését, mint a befújószerkezeteké. Általában különbözo rácsokat, esetleg perforált vagy réses elsziv6csatornákat használunk elszivószerkezetként. Kiterjedt elszivó csatornahálózat esetében az elszivószerkezetet szabályozószerkezettellátjuk el.
18.7.7. Nyomásveszteség számítása A 1égcsatorna-hálózatban áramló levego nyomásvesztesége a (2-44) összefüggés szerint a súrlódási és alaki nyomásveszteségek összege:
18.7.6. ElszívÓ8Zerkezetek EIszivószerkezeteket az elmeno levego elvezetésére alkalmazunk. Kialakitásuk és elhelyezésük sokkal kevésbé befolyásolja a berendezés jó mu-
Pa
(18-44)
(kp/m2).
A jelöléseket, magyarázatokat, számértékeket 1. a 2.7. pontban. A teljesen sima, egyenes, kör keresztmetszetu légcsatorna 1 m hosszú szakasza által okozott S fajlagos súrlódási nyomásveszteség a 18-177. ábra nomogramjából közvetlenül leolvasható (ugyanitt leolvasható a választott légsebességhez tartozó degy egyenértéku átméro is). Az érdes falú csatorna által okozott S' fajlagos súrlódási nyomásveszteség a 18-178. ábrából veheto c korrekciós tényezovel számitható : ••
1
S' = cS
18-175. ábra. Eloadótennekben alkalmazott befújószerkezet (Laakso szerint) 1 primer levego; 2 szekunder
Pa (kp/m2).
(18-45)
indukciós
leveao; 3 szellozolevego
5
2110
d
~pq/m
1 (41 2 42
5/ 0,5fO 21l
20,0
fOO
10,0
kp/m2
s,m-
5,0
0,02 0,01
q05~",,1 .. 50 100 18-176. ábra. Padlóba épltett, perdületet adó indukciós befújószerkezet (KRANTZ gyártmány) a szonnyfOllÓ kosár; b perdületet
adó elem; c szellozolevego levego
; d helyiség-
",,~-~~~I .. ·1 500 1000 500010000 50000 ,!
«:
V, mJ/h
18-177. ábra. Teljesen sima, egyenes, kör kereszlmetszetú légcsatorna fajlagos (l m hosszúságra vonatkozó) súrlódási ellenállása
611
LÉGCSATORNÁK
.~~ .• ~3-. ~i0I
18-22. táblázat. LégcSatorna-idomok és alaki eUenállás-tényezéiik
-'' -' ,'li 1 -ul-+W
---T
' RIW 0(1) $=58(1 1;>5 ..... ~.O'7 v .•.I $=0,65 45' . >0,75 I 1,,28 AJ[ a0,75 IÜ2S 1,1 1',$0,5 0/,. II ...... ~2S1 0,211,g 0,5 I1.:5" 1,25 O 1i +1 0.80(0 3,0 7.5 1,0 1 tr 1Z0 135 70180 0,4 60 0.5 0,1 1,5 1.2 ~8 1,J 2,0 0,15 O O 1,0 90 -------1.0 0,51 1,8 ~6 2,5 0,5 0,3 I =30 I11,5 425 Z,O I0,5 45 0,17 11 I~,0,1" 60 I ~08 0,1 III12. 90 I0,9 0,1 5. 0,55 0,45 0,4 0.65 0,8 10 0,57 0,75 Od; 1,75 1,17 O,JID,7I1,OL~ I0,12 1,0 45 O," II0,10 o,ZS 0,2 ~>2 !=0'6 0,24 7. f,S 0,1 I0,251 1,3 I' 0,17 0,J3 0.25 0.t,.Q I::..;j:::j_P 0,1,(} I0,20 0,13 0,7 15. I10,26 0,13 5= S90 0.25 C~;S as3 111" 1J,5 I0,75 2,9 1',7 1,1, IZO 11,6 I IrIO IIot'IMl2 0,20 I0(' bit 0,3 IIS1.38 Al •MS Jr=O,1 'Il15 11,.. RID Lha 1U 1,5 I 1>8,0 22,2 13. 71 ~f,J ~;:;B I:5S·0,73ABC. 1 I2,2 fM 1 I 2.t r..q 5=SSD DS 1!=0'5 IAJ[>Al 0,5 I0=1,5;0(0 I158"'0,7$+0,7(;4.) 30 "5 I0,9 I "5160 10,8 L60 90 a0(0= S I=0,5 2,0 I110 III1,Z$ I 10. ha blh " ha~~10 i, +5" ~>1 ...... I/tIR I 1,0 -1,5 1',58.II1,9 I30 2,0 V= 2,5 12,1 3,0 6,0 (f12 11. C=0,2N,05i(~r 9, f 110 1 0,5 -I 95'0(' 1,11 1,2 a __ JA =0.$+0,7 SS','lS, :4 W,M-0,5 I :54=0,5 I I I I 30 45 50 90 2V=CU 8=0/St-'«, ha ~:fii900 o n = fereltYlapáfok szJma I,Y f.8 1> o( i/lS=a!izl1 ~ aZ ~ SC=(~)2+o.2(fYZ -~ ~U <\>.
--
&t j1
I
+
41'
I
-190 ~ I
~ ~if~vzA/f' ~{~~t ~
11.
-..
wl
as
1 1 1,s I 2 (alz
17. I 5,0 1R 1>5,0 19.
b,#.
\~
+1r~.
#
612
A23 -J-!L.l-. b:O,7d a!,0,3t1 =1,25
I
SZELLOZTETO-
18-22. táblázat. Ugcsatoma-idomok
Ic
1,25"
itr~ -
+
lJ.
---
.5=2,1
q
~
~
ELEMEI
és aláki ellenállás-tényezoik
ri # -~$7rEBy fFa;, ~-$~oJ]. -ttm~ Q,05 L.ó.
.
SZERKEZETI
1,50 j'0,0'1 MS I 0,09 I 0,04 131 o.Of -------------2.0 1,75 hasznos fe!ii/ete 2,0 ,5:1,0 2,5 20.0,4 ti2730. 28 25 15 24. 20 0,11 O,fO 0,15 45 0,09 aDS 25 20 0,19 0,10 o,ar. 0,12 2.25 10 15 0,27 0,21 0,03 10 Q,17 15 O,OÓ 1J,2'l 0.09 0,1" O,OÓ 0,02 0,0" 0,03 0.15 0,13 Q,26 0,1" 0,08 0.11 1J,05 0,f5 0,15 0,11 R=1.2t1 0,3'30 a09 0,0'O,Q. 80 'A)% fl,05 IJ,IJ7 0,03 0,23 0,10 M3 0,13 (/,09 0,20 O,Oó 0,05 0,11 0,05 o,IJ7 0,02 0,1. 0,08 0,2{f-i;) 0,14 0,02 10 0,08 0,03 IJ,lJ2 0,05 0,20 0,05 0,06 0,08 0,07 0.23 0,17 0,1.7 0,02 I0,09 Q,31 0,33 0,35 10 5O,f3 0,'15 I ID'-51,0O,ld u. 32. 2,5 419 0,30 0,19 0,.10 0,IJ7 0,09 0.05 0,05 0,32 0,01 0,17 0..26 f(·tU . 0,4-11 1,25 0,12 a/A 01,5=1 I%=1 I Ao,ó I 0/' I 1,S O,g I II------------"'301,0 I410 60 I1,0 90 0,09 35.I IA/,,\'" IRács ° S={1-ÍJZ I 0,1 I J,0.2= 0,7(1! Q,3 I 0,,, I 2,25 0,52,25 "/A 0,4 0,5 36. .S"O,$ ti a.s 34. 1,75 2,0 ~0,1 \",0 1,5 s I=0,1 I 0,91 I o,S4 U,25 />dI 0,'-91 I I 0,.2 33. I 0,3"r=I O,2d 0,251 0,151 0,00 $:-0,5 O,1S 1,75 2,5
~
h=1,250
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
f-'2.1
4/a
@~ ..41}~ 0,9
keresl'fme!$zef 80 % hasznos
E3}=h
613
LÉGCSATORNÁK 10
Irplm2
S'm0,5 1,0 2
O,Of 0,02 0,05 0,1 0,2
5
10
5,0
5 L7iL3
.)8 5
*
405 1,.,0
1< '"
2
10 rn(Tl
~5
1
~
~O
3
2,5
0,8
""'f
1,5
0,6
1
qlt-
•
2,0
~
L-
0,05
0/1
2
0,2
3 4. 6 810
~
1,5
'
0,15
1,0
0,05 d,1 0,2
0,'5
1
2
18-180. ábra. Elágazó idomok C alaki ellenállás~tényezoje a foág VI sebességére vonatkoztatva (Laux szerint)
10 20 S/
50 100 Palm
18-178. ábra. c korrekciós tényezo érdes falú csatorna fajlagos súrlódási ellenállásának számításához ka csatornafal abszolút érdessége; S a teljesen sima csatorna fajlagos súrlódási ellenállása a 18-177. ábra alapján
• ~oOO
o
1800 1600
d'9V
D
2000 1800 1600
~2~ 76i:!:>
7,,
1200
1200 1100 1000
72,.,
1000 900 800
gOD
800
~700
~OO
600/
600 550 500
7~ .900 80",
/
07<70 6'<70
s& 450
.50 .00
400
J50
350
JOO 300
250
250 240 220
k,mm
Légcsatorna
PVC cso Korcolt lemezcsatorna Flexibilis cso Azbesztcement cso Sima betoncsatorna Simított rabiccsatorna Érdes betoncsatorna Érdes falazott csatorna
1ol'''''''
1.00
1.00
18-23. táblázat. &des falú légcsatoma abszolút énIessége
.1so",
0,01 0,15 0,2 ... 3,0 0,15 O,SO
1,5 1,0 3,0
2,0 3,0 5,0
~SO 4?0 JSo 0700
18.7.8. Hoveszteség, hoszigetelés
2So
200
180 160 140 120 100
18-179. ábra.
Négyszög keresztmetszetü egyenértéku átméroje
légcsatorna
degy
a és b oldalhosszak
Az abszolút érdesség számértékeit a 18-23. táblázat tartalmazza. A degy egyenértéku átméro a (2-52) összefüggésseI számítható, ill. négyszög keresztmetszet esetén a 18-179. ábrából leolvasható. A C alaki ellenállás-tényezo értékeit a '18-22. táblázat, valamint a 18-180. ábra tartalmazza. (L. még a 2.7.3. pontot.) Az alaki nyomásveszteség leolvasható a 18-181. ábra nomogramjából.
Légcsatornák hovesztesége (honyeresége) az (1-164), ill. (1-170) összefüggés szerint számítható, a légáram és a környezet (1-175) szerinti közepes homérséklet-különbségével. A légáram Llt lev homérséklet-változása (lehulése, felmelegedése) nem ismert, ezért a hoáramot becsült Lltlev értékkel számítjuk, majd a becslés helyességét a Llt'ev=-$L Vc"
oC
(18-46)
összefüggéssei ellenorizzük [itt Q hoáram (hoveszteség, honyereség), W (kcaljh); V a levego térfogatárama, m3/s (m3jh); cp a levego fajhoje állandó nyomáson, J/m3K (kcal/m30C)]. Ha az ellenorzés a becsülttol eltéro értéket ad, a számítást megismételjük. A számítást egyszerusíti a 18-182. ábra használata. Hoszigeteléssei kell ellátni a csatornát, ha kör-
614
SZELLOZTETO-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
SZERKEZETI
ELEMEI
.'5Pdinl/rpjm2 200 150
100 75
50/;0
30
20
15
tO
Pdin, PO;kp/m2
5
10~100
750~75
J~ ~ 70 7 60 6
50 5 ,q
'-
"·°°110 30 3 20 -l2
7500
I,OOQ 3000 2000 t500 ~1000 750 SPdin/
500 '-00 300
2tKJ 15lf
t5 20 30 v/mis
100
PU
18-181. ábra. Légcsatorna alaki ellenállása
nyezeténél hidegebb vagy melegebb közeget szállit, és a páralecsapódás elkerülése, energiatakarékosság vagy a hálózat kiterjedése, hossza ezt indokolja.
18.7.9. Légcsatorna-háIózat méretezése A méretezésre akkor kerül sor, amikor a légcsatorna nyomvonala, a szállitandó térfogatáramok ismertek. A méretezés célja az egyes szakaszok keresztmetszetének és ellenállásának meghatározása, az elobb emlitett adottságok mellett.
hevíto, huto stb.) ellenállását, és így megkapjuk a ventilJátor szükséges LJpö össznyomás-növekedését (1. a 18-12. ábrát). Az elágazásokat az elágazás pontjában meglevo nyomás felemésztésére méretezzük hasonló módon. Ha az akusztikailag megengedett legnagyobb sebességgel nem emésztheto fel az elágazás részére rendelkezésre álló nyomás, akkor fojtócsappantyút kell alkalmazni. A szokásos légsebességeket a 18-24. táblázat tartalmazza: 18-24. táblázat. Kis légsebességti berendezések légcsatomáiban szokásos áramlási sebességek
Csatornaszakasz
18.7.9.1. Kis légsebességü berendezések
A keresztmetszeteket elozetesen a légsebességek felvételével határozzuk meg. A sebesség megválasztását az akusztikai követelmények, a légcsatorna-hálózat beruházási költsége és helyfoglalása, valamint az éves ventillátormunkából származó üzemköltség együttes optimuma befolyásolja. Az elozetes keresztmetszetek birtokában kiszámítjuk a legnagyobb ellenállású (általában a leghosszabb ) csatorna ellenállását (beleértve a befújószerkezetbol kilépo légáram dinamikus nyomását is), amihez hozzáad juk a levego-elokészito központ (szuro, Jég-
Külso levegovétel Focsatorna Elágazó csatorna Elmenolevego-rács
I
borendezésben Légsebesség, misipari komfort I borendezésben
3 .. .4
4".6
4".8
8".12 5,..8 3.,,4
3... 5
2".3
18.7.9.2. Nagy légsebességu berendezések
A méretezés elve megegyezik a 18.7.9.1. pontban leírtakkal, azonban a nagy sebességek okozta nagyobb nyomásveszteség és zaj pontosabb számítást és körültekintést tesz szükségessé. Az alkalmazott áramlási sebességeket a 18-25. táblázat tartalmazza.
LÉGCSATORNÁK
0,01
1
Od
•......•.•..•..
I
•.•...•....•...
10
615
I
I
1000
100
~ mJ/s
10
1111,1 ,
1
10000
.~
';J/h
100000
T~ ~lN
0,1J5
n,0,05
~01'--
,v,07 1-- u,n1 0,09
4. 50
-=
80,00, I
10
5
1 '0,5 ~1 0,05 0,01 0,005 Légdram hOmérséklet-vóltozósa I oC/m
18-182. ábra. Nomogram Va levego térfogatárama;
légcsatorna
Focsatorna Elágazó csatorna Befújószerkezet csatlakozóvezetéke
(honyereségének)
meghatá-
közepes homérséklet-különbség a légáram 60 a csatorna környezete között; ). a csatornafal hovezetési tényezoje
Lftkllz
18-25. táblázat. Nagy légsebességu berendezések légcsatomáibaD szokásos áramlási sebességek Csatornaszakasz
hoveszteségének rozására
0,001
Áramlási sebesség, mis
15 25 15 20
<10
A focsatornát úgy kell méretemi, hogy abban a statikus nyomás gyakorlatilag állandó legyen. Ez a nyomásvisszanyerés módszerével érheto el. Egy elágazás utáni szakaszt úgy méretezünk, hogy a sebességcsökkenésbol adódó statikus nyomásnövekedés éppen egyenlo legyen a szakasz ellenállásával. Így minden elágazási pontban azonos nyomás áll rendelkezésre, ami azonos elágazóméretek és ellenállás esetén azonos térfogatáramokat eredményez.
616
SZELLÖZTETÖ-
ÉS KLíMABERENDEZÉSEK
IJP2-1,
pa 80 70
kp/m2
fiO
5
50
5
8 7
;"0
1;.
JO
3
20 10
2 1
O
o 2 1;. 6 8
10 12 11;.16 18 20 22 21;.25 28 30 Vf/
mis
18-183. ábra. Statikus nyomásnövekedés légsebesség-csökkenés következtében, az elágazóidom foágában (egyenesen átmeno ágban)
A focsatornában az elágazás utáni statikus nyomásnövekedés a 18-183. ábrából veheto. Az elágazás ellenállását a 18-184. ábra szemlélteti. Látható, hogy az átmenet nélküli idom ellenállása független a foágban levo sebességtol, így valamennyi elágazás ellenállása azonos, és ezzel állandó nyomásra méretezett focsatorna esetében az összes elágazócsonk utáni nyomás is ugyanaz lesz, ami egyenletes levegoelosztást tesz lehetové azonos, ismétlodo elágazások között. Kiterjedt rendszer méretezése már számítógép alkalmazását indokolja.
A levegobefújó és -elszívó szerkezetek kiválasztása és elhelyezése, a várható természetes levegomozgások alakulásának felmérése döntoen meghatározza az egész berendezés megfelelo üzemét. A befújt levego térfogatáramának változásával megváltozik a légáramlás képe is. Mindezek a jelenségek számítással elore nem követhetok, ezért ma már igényesebb esetekben a megtervezett levegovezetés helyességét 1: 1 léptéku modellkísérletekkel, megfelelo vizsgálólaboratóriumban elore ellenorzik. A levegovezetés megtervezésekor a következo általános szabályokat kell figyelembe venni. - Általában jó légmozgást hoz létre a parapet magasságában függolegesen felfelé befújt légáram. - Felso, fali befújószerkezeteket a levego tér-
ELEMEI
fogatárama, a vetotávolság, a légsugár oldalirányú kiterjedése, süllyedése vagy emelkedése tekintetében igen pontosan kell méretezni. Ügyelni kell arra, hogy a légsugár kiterjedését pillérek, gerendák stb. ne akadályozzák meg, ill. a légsugarat ne térítsék el a tartózkodási zóna felé. - Alsó, padlóban vagy padlóközelben elhelyezett befújószerkezetek könnyen huzatot okoznak. Állandó emberi tartózkodás helyéhez közel 0,5 m/snál kisebb belépési sebességet kell választani. Általában kerüljük a padlóban elhelyezett befújószerkezeteket, mert a szennyet felfelé fújják. - A befújószerkezet feltétlenül szabályozható legyen, kivéve, ha a jó levegoelosztás nem igény. - Az elszívószerkezet elhelyezése kevésbé befolyásolja a levegovezetést, mint a befújószerkezeté, helyét mégsem szabad meggondolás nélkül megválasztani (pl. légfutés esetében). - Sugárszellozés esetén a helyiség méreteit és a futés módját nem szabad figyelmen kívül hagyni. - Az elmeno levegot elvezeto elszívószerkezeteket a ho-, nedvesség-, egyéb szennyezodés-, buzforrás közvetlen közelében kell elhelyezni, figyelembe véve a természetes áramlás irányát is. - Nagy légcsere megvalósítására részlegesen perforált álmennyezet alkalmas. o',
IJPJ_P
Po
kp/m2
300 30 280
18.7.10. Levegovezetés helyiségekben
SZERKEZETI
28
250
26 21,0 2~ 220 22 200 20 180 18 150 16 11,0 1~ 1Z0 100
12 10
80
8
50
li
~O 20
~ 2
O
O 2
1;.
Ii
8 10 12 11,.1B 18 20 22 2~ 2G 2830
v" m/s 18-184. ábra. Átmenet nélküli és rövid kónuszos átmenettel kiképzett elágazóidom ellenállása az elágazó ág felé
IRODALOM
617
18.8. IRODALOM
a:
[1] Eck, Ventilatoren. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1962. [2] Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. I-II. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [3] ÉM Típustervezo Intézet: Típusszerkezettervek. Légtechnikai berendezések. MOT III. C 9-6. Budapest, ÉM Építésügyi Dokumentációs iroda, 1963. [4] Fekete-Menyhárt: A légtechnika elméleti alapjai. 2. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [5] Fekete 1.: Szellozteto berendezések. 2. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [6] F(JTOBER Épületgépészeti Termékeket Gyártó Vállalat: Tervezési segédlet - gyártmányismerteto. 1. köt. Légtechnika. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1974. [7] Gruber J. és szerzotársai: Ventillátorok. 3. jav. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1974. [8} Handbook of air conditioning system design. Carrier Air Conditioning Company. New York-San FranciscoToronto-London-Sydney, McGraw-Hill, 1965. [9] Kopp, H.: Luftfilter. VDI-Bildungswerk, Lehrgangsheft,
Praxis der Lüftungstechnik. Düsseldorf, Verein Deutscher Ingenieure, 1971. [10] Heating Ventilating Air Conditioning Guide. New York, American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. 1960. [11] Könnyuipari Gyárfelszerelo Vállalat: Gyártmánykatalógus. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1975. [12] Menyhárt J.,' Klímaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [13} Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. [14} Rietschel-Raiss,' Heiz- und Klimatechnik. Bd. 1. 15. neubearb. Auf). Bcrlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1968. [tS} Rietschel-Raiss: Heiz- und Klimatechnik. Bd. II. 15. neubearb. Auf). Berlin-Heidelberg-New York, Springer Verlag, 1970. [16} SILUZET-Grossrasterleuchtenund Klirnaleuchtensystem. Siemens AG. Katalógus. Erlangen, 1975. [17} Völgyes I.,' Épületgépészeti számítások példatára. I-II. köt. 2. átd. bov. kiad. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972.
..
19. Szellozolevego meghatározása légtechnikai berendezésekben
•
Szerzo: DR. MENYHÁRT JÓZSEF Lektor: Homonnay Györgyné dr.
19.1. Légtechnikai rendszerek általános elrendezése Az élolények életfunkciójuk és élettevékenységük függvényében hot, nedvességet adnak le környezetüknek, s ennek során felhasználják a levego oxi~ génjét és szén-dioxidot termelnek. Zárt terek légtechnikai berendezéseinek az a feladata, hogya keletkezett szennyezoanyagot, a hot és a nedvességet folyamatosan elszálIítsák és a térbe friss (elokészített) levegot juttassanak. Szellozteto-, ill. kondicionálórendszer általános sémája a 19-1. ábrán látható. A szellozolevego (1 csatorna) friss külso levego (2 ág) és keringtetett (recirkuláltatott) levego (3 csatorna) kéverékeként állítható elo. A 4 légcsatorna kevert levegot szállít. A helyiségbol az elhasznált levegot az 5, míg a felesleges, szennyezett levegot a 6 távozó levego2
6
3
5
csatornán vezetik ki a szabadba. Ezeket az elnevezések", a gyakorlat honosította meg, s jóllehet csak a szelloztetorendszerekre utalnak, mégis ezeket az elnevezéseket használjuk az összes légtechnikai rendszerekre. 19.1.1. Méretezési külso homérséklet A hazai idojárási viszonyokat figyelembe véve a gyakorlat a következo méretezési alapokat alakította ki, amelyeket a hazai hatósági eloírások [23] is tartalmaznak. A méretezési külso homérséklet hazánkban télen tkül= -15 oC, a relatív nedvesség fPkül= 80% (1.a 3. fejezetet). Az 500 m tengerszint feletti magasságoC és fPklU=80%. ban tkül=-20 A méretezési külso légállapot nyáron tkül= 32 oC és
fPkül=40%.
Föld alatti helyiségekben a külso oldali tkü1 és fPkül külön vizsgálat tárgya. Tájékoztató értékként felveheto tkül= + 10 oC és fPkül=80 .•• 100%.
'-
19.1.2. Szelloztetett kondicionáIt terek belso homérséklete
a
b 19-1. ábra. Szellóztetórendszer
elvi kialakítása
1 szellozo (elokészített); 2 friss, 3 recirkuláItatott, 4 kevert, 5 elhasznált, 6 távozó levegot szállltó csatorna; aj levego-elokészíto; hj ventillátor; Vhely a zárt tér térfogata;
Voz"lI a szellozolevego térfogatáram
Szelloztetett vagy klimatizált terek belso légállapotát fohatósági eloírások rögzítik [23], [24], [26]. A zárt terek téli tool belso homérsékletének, valamint a kívánatos fPOOI relatív nedvesség megválasztásához az 5-1. táblázat ad útmutatást. A nyári belso légállapotok kívánatos értékei az 5-20. táblázatban találhatók.
19.2. A szellozolevego térfogatárama szelloztetoberendezésekben A szelloztetoberendezés feladata a zárt térben keletkezo szennyezoanyagok folyamatos eltávolítása. Ezt a feladatot úgy oldjuk meg, hogy nagymérvu légcserét (hígítást) hozunk létre. Így a zárt
térben a szennyezoanyag k koncentrációja nem érheti el azt a határt, amely az élo szervezetre káros, azaz k
A SZELLOZOLEVEGO
TÉRFOGATÁRAMA
619
SZELLOZTETOBERENDEZÉSEKBEN
CO2-termelése átlagosan 0,02 m3fh. A (19-3) összefüggésbol nyerheto az ember levegoigénye.
19.2.1. Folyamatos szelloztetés Állandó vagy folyamatos a szelloztetés, ha a szellozorendszer (szelloztetoberendezés) állandóan üzemel. A szennyezoanyag mérlege a 19-2. ábra alapján írható fel: Vszellkkül't+K't- Vsze llkt:= O,
(19-1)
ahol Vszell a szellozolevego térfogatárama, m3fh; K a keletkezo szennye?:oanyag-áram, gjh vagy lfh; 't ido, h; kkü! a külso levego szennyezoanyag-koncentrációja, gjm3 vagy 11m3;k a belso térbol távozó levego szennyezoanyag-koncentrációja,· gjm3 vagy 11m3. A (19-1) összefüggés elso tagja a külso térbol a levegovel beszáUított szennyezoanyag tömegét (térfogatát), a második tag a zárt térben keletkezo szennyezoanyag tömegét (térfogatát), míg a harmadik tag az eltávozó szennyezodés tömegét (térfogatát) adja meg. Folyamatos szellozés esetén a belso tér szennyezoanyag-koncentrációja nem változik. A távozó levego koncentrációja: K k=kkül+-' -. (19-2) Vszell Kés kkül értékét méréssel határozzuk meg.
A (19-2) kifejezésbol meghatározott k koncentráció értéke nem érheti el a 16-3. táblázatban közölt értékeket, azaz k;:§;kmeg· A szükséges szellozolevego térfogatárama :
.
K
VE~
3
,_rneg- k kül -20
m /ho
(19-4)
Komfortberendezések méretezéséhez ez az érték használható fel. Dohányzás engedélyezésével a levegoigény 30 m3jhfo értékre növekszik. Föld alatti létesítményekben, jármuvekben megengedheto az elobbi norma csökkentése. Az alsó határ 10m3jh. Ha a zárt térben keletkezo szennyezodés ho vagy nedvesség, akkor a szellozolevegoáram a (19-16), ill. (19-17) összefüggés szerint számítandó. 19.2.1.1. Légcsere-tényezo Folyamatos szelloztetés levegoigényének meghatározásához - ha a sz~nnyezoanyag-forrás nem ismert vagy nem mérheto - a gyakorlatban kialakított légcsere-tényezot használjuk fel. A légcsere-tényezo: (19-5) Az n szám megmutatja, hogy szelloztetéssei hányszor cserélodik ki óránként a helyiség levegoje. A használatos légcsere-tényezoket az irodalom [20] nyomán a 19-1. táblázat adja meg. A táblázat adataival a szellozolevego térfogatárama: (19-6)
Vszeu= k - ~ kül~k megKk' kül
(19-3)
A külso levegoben CO2 értéke átlagosan kkül= =0,04 tf.%, míg k= kmeg=0,14%. Felnott ember
_
Vszel!
2~--k
Példa. A 15X20 m alapterületu és 5 m belmagasságú helyiségben a technológiai folyamat során 100 g sósav kerül a levegobe. 15 fo tevékenykedik a csarnokban. A szellozés folyamatos, a szellozolevego térfogatárama a (19-3) alapján, ha kkül=O és kmeg=lO,O mgjm3 (16-3. táblázat):
. _ K _ 100 . 103_ 3 .~ 10 000 m /ho Vszell- ,_meg- k kül A szellozéshez friss külso levegot használunk. Légcsere-tényezo a (19-5) szerint:
Vszel/
11
_ Vszell_ n-. Vhe1y -
k/(ül
19-2. ábra. Helyiségszelloztetés sémája 1 befúv6-. 2 e!szívónyllás
10 000 ~6 7 1500 ~ , .
A 15 fo frisslevego-igénye VE= 15X30 m3jh= =450 m3jh, tehát Vszell»VE'
620
SZELLOZOLEVEGO
MEGHATÁROZÁSA
19-1. táblázat. Légcsere-tényezo értékei
Helyiség megnevezése Iskola: tanterem nagyeloadó tornaterem uszoda, kis méretu uszoda, nagy méretu öltözo Étterem Ruhatár Büfé Színház Mozi, dohányzási tilalom van Mozí, dohányzási tilalom nincs Ülésterem Gyülekezotermek Eloadóterem Könyvtár Áruház Üzletek Laboratórium Mosoda Muhely Festöde Garage Konyha: kiskonyha, 2,5 ... 3,5 m belmagasság közepes konyha, 3,0 .. .4,0 m belmagasgasság nagykonyha, 3,0 .. .4,0 m belmagasság hideg konyha W. c.: nyilvános gyári, irodai lakás Fürdo Zuhanyozó
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEKBEN
[a jelölések magyarázatát 1. a (19-1) összefüggésLégcsere- nél]. tényezö, Az összefüggés elso tagja a külso térbol a szeln lozolevegovel behozott, a másik tag a bent d't ido alatt keletkezo, míg a harmadik tag az elhasz4 5 nált levegovel távozó szennyezoanyag-áram. Az 8 10 összefüggés jobb oldala a helyiség levegojében be3 6 következo szennyezoanyag~sökkenést (-növeke2 3 dést) adja meg. 3.. .4 A szelloztetési periódus két szakaszból áll. Az 8 .. .iO elso szakaszban üzemet a ventilIátor, amely el5 10 szállítja a helyiségbol a szennyezoanyagokat (mint4 6 egy "hígul" a zárt térben a levego). A második sza6 8 kaszban a ventilIátor áll, szennyezoanyag-szállítás 4 6 csak az esetleges természetes szellozéssel lehetséges 4 6 (így a helyiség levegoje szennyezoanyagban dú5 6 5 8 4 4 6 8 10 3 5 4 25
8 8 10 . 10 5 6 8 15 15 6 15 5 15
30 30 6 10 8 4 5 20
20 20 8 15 10 6 8 30
suI).
A szelloztetési (hígítási) félperiódusban a koncentráció változása (csökkenése) a következo (19-3. ábra): ' kül+-'--e + mege , -nTuI) k -mul K )(1 Vszell (19-8) ahol a (19-7) kifejezésben megismert jelöléseken k
=
(k
k' "1 'tt - Vszell ... 'd" h' ' k lVU I hely 'tüi uzeml o, , mIg meg:a (16-3) táblázat szerint választandó. Az üzemszüneti (dúsulási) periódusban, mivel általában a természetes szellozés nem akadályozható meg, Vtsz m3/h levegocsere jön létre, igy a koncentráció :
n- ~-,
k = (k kül+V-Ktsz )(1 -e
-nTu •• )
Az ismert jelöléseken kívül most üzemszünet ideje, h.
19.2.2. Szakaszos szellözés
Vsze// szok
Ha a szelloztetoberendezés csak idoszakosan üzemelhet (pl. technológiai okokból), a keletkezo szennyezoanyag elvitelére a (19-3) alapján meghatározott szellozolevego~térfogatáram nem elegendo. A rendszer csak megnövelt levegoárammal (Vszellszak>VszellfOly)tudja a kívánt hígítást, szelloztetést megvalósítani. A folyamatos szellozés anyagmérlege, ha a káros anyagot csak a szellozolevego veszi fel és keletkezése idoben állandó, a következo: V szellkküldr+K d't - V szellkd't= V helydk
.
...
Per!ódus 1
--J
TI/sr ....
1_
,
hely :> Vsze//
I
TÚl
'tüsz az
tolv
i
19-3. ábra. Szennyezoanyag koncentrációjának szellozési periódus alatt 1 higítás; 2 dúsulás; 1'UI üzemido; 1'Ü••
(19-7)
n=~tsz
I?
kk=kkiJ/+-·'Iszell 1,TUIkii/
+ k üszenTÜI . (19-9)
h T;;,'u T,
változása a
üzemszünet; ko a 1'=0 idopontban mérheto koncentrició
A SZELLOZOLEVEGO
A szellozolevego térfogatárama, kénti levegoigény : V
szell
= ko- It kkül +2
TÉRFOGATÁRAMA
azaz az órán-
Vhely • ko-küsz 7:'üi LL'
(19-10)
ahol ko a vizsgálat kezdetén (azaz 7:'=0 idopontban) mérheto koncentráció (ko= kmeJ, g/m3 vagy Ifm3; kkül a friss levego szennyezoanyag-koncentrációja; küsz a koncentráció értéke a szelloztetés leállitásakor (19-3. ábra). Példa. Mennyi a levegoigény, azaz a szellozo-
621
SZELLOZTETOBERENDEZÉSEKBEN
levego térfogatárama, ha az elozo példában szereplo berendezés technológiai okokból szakaszosan üzemet. Az üzemido 7:'üj=0,4 h, az üzemszünet ideje 7:'üsz=0,6 h. A (19-10) összefüggésbol, ha ko=kmeg= 10 mg/m3, kkül=O és kÜ8Z=7 mg/m3 (1. a 19-3. ábrát): .
V8zeII=
100 . 103 1/\
1500 10- 7
2
+2· 0,4 . -W~15,250
mIh,
azaz
19.3. A szellozolevego térfogatárama légfútó-berendezésekben A légfuto-berendezés a belso tér légcseréjén túl a zárt tér futését is ellátja. A futési funkció megvalósításához szükséges szellozolevego a következo:
.
V8zell-
a
LItecp
3
al = eV frísscitOOl- tkül); a légfutotest összes teljesítménye ismét
aö=a+al'
3
m /s (m Ih),
(19-11)
ahol a az (5-8) kifejezéssel meghatározott hoveszteség, W (kcal/h); cp a levego közepes fajhoje a 15-3. táblázatból, kJ/kgK (kcalfkg°C); e a levego közepes surusége, kg/m3; Llt a választott homérséklet-különbség, Llt= tszell- te; tszell a szellozo-, míg te a futotest elotti levego homérséklete, oC; ebben az esetben te= tbel. A tszell értéke ipari rendszerekben 50 ..• 60 oC, míg komfortberendezésekben 30.. .45 oC között veheto fel. Ha a bevezetett szellozolevego embert érhet, akkor a tszell-tbel=:=6 ••• 12 oC lehet. Ha a V szen = V fri88' azaz friss levegovel dolgozik a légfuto-berendezés, akkor a közlendo hoáram: aö= a+ al = VszellL1teCp=V fríssL1tecp, (19-11a)
és ekkor
Mivel V friss
mszellcp
Ebben az esetben is a V friss meghatározása az
L1t= Lltl + L1t2= (lbel-
tkül)+ (t8zell- tbel)=
= tszell- tkül'
A (19-11a) kifejezésbol Vszell meghatározható a tszell szellozo levego-homérséklet rögzítése után, ill. V szell = V friss értéke a bent tartózkodó emberek (élolények) 02-igénye alapján számítható. Keringtetett levegovel dolgozó rendszerben V fríss felmelegitendo tbel OC-ra, ezután következhet a keverés: Vszell=V friss + (Vszell-V friss)' A szellozolevego térfogat árama ekkor a (19-11) alapján meghatározandó. A frisslevego-hányad elofutési igénye:
elsodleges, majd az n= ~ friss keverési arány felvéVszelI
tele után a szellozolevego térfogatáramát kaphat juk meg:
V friss Vszell=-n-
A légfutotest általleadandó aö=
a+al =
.
(19-11c)
hoáram:
a+V frissCp(tbel- tkev)efríss,
mivel (tbel- tkev)< (toolis gazdaságos a keverés.
tkül)'
így ebben az esetben
622
SZELLOZOLEVEGO
MEGHATÁROZÁSA
A (19-11) kifejezésben a Q hoveszteségbo1 a V.zelI meghatározásakor értelemszeruen levonandó a helyiségben keletkezo (vagy oda bejutó) honyereség (1. az 5.2.1. pontot). Ha a belso levego i~b a távozó levego it, a szelentalpiája kJ/kg (kcal/kg) ismert, lozolevego iszen a szellozolevego tömegárama a következoképpen is feIírható:
Q
.
mszell= .. - VszellQ kg/s (kgjh), lszell-It (19-12)
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEKBEN
35000
,169 . 1,013 . 103 ~1,48
3 m ls.
és cp értékét tkoz _ = tszelI+ 2 tbel - 30 oC homérséklethez választottuk a 15-3. táblázatból.
A
n t::
A teljes szellozolevego térfogatárama : Vszell=Vö=36oo . 1,48 ~53OO m3jh. A szellozolevego tömegárama :
mszen=QVszen=1,163· 53OO~61% kg/h. ahol mszen a szellozolevego tömege, kg, ill. Q A levego befúvási helyén a homérséklet tszell= kg/m3 a levego surusége. =40 oC, így ott az mszentömeghez tartozó térfogat Amennyiben a zárt térben egészségre káros szeny- nagyobb: nyezoanyag keletkezik, akkor a szellozolevego térfogatáramának a (19-11) szerint meghatározott érV· = nIszelI = 6,196 "'5490 3/h szellbe Q40 1,128 '" m. tékét a (19-3) alapján ellenorizzük. A következo viszonynak kell fennálIni : Hasonló eredményre jutunk akkor is, ha a (15-31) kifejezéssel számolunk: K Q
-_s
_
kme~-kkfol- LltQcp .
A légfuto-berendezés kevert levegovel is üzemelhet. A friss külso levego alsó határát a zárt térben tartózkodó élolények oxigénigénye szabja meg (1. a 19.2.1. pontot). Kevert levegovel dolgozó rendszerek levegoigénye a (19-11) és (19-12) összefüggés szerint adható meg. Helyi légfuto-berendezés (termoventillátor) alkalmazása esetén a levegoigény meghatározása nem különbözik az elobbiekben leírt eljárástóI. A kívánatos levegoáram létrehozásához több készülék is szükséges lehet. Példa. Meghatározandó a 10.mX20 m alapterületu és 4,5 m belmagasságú csarnok légfutéséhez szükséges szellozolevego mennyisége, ha tbel= 20 oC, és ezen a homérsékleten hagyja el a levego a belso teret. A csarnokban állandóan 20 fo tartózkodik. A csarnok hovesztesége Q=35 000 W (",30100 kcaljh). A szellozolevego homérsékletét tszell= = 40 OC-raválasztottuk, így a szellozolevego térfogatárama a (19-11)-bol, ha Llt= tszell-tool= 20 oC:
V.
VszolI "
00= Vszell(l + /l Llt)= 5300 ( 1+ 273 10) = = 5300 . 1,036 ~5490 m3jh.
Az elszívónyílásban a homérséklet az ott mérheto térfogat: .
Vszell
- mszell_ 61% "'51 2 ki4 Qzu - 1,205 ~
m
oC, így
3jh ,
ill. a (15-31) szerint: . _ Vszell _ Vszellki-1+/lLlt-
5300 ~ 115 3jh 10 ~5 m. 1+273
A jó közérzet szempontjából 20X30=600 m3/h friss levego szükséges. A szellozolevego tehát 4700 m3/h keringtetett és 600 m3jh friss levegobol áll. A külso friss levegot - az egyszeruség kedvéért szintén - tbel=20 OC-ra felmelegítve keverjük a belso térbol elszívott levegovel. A (19-5) összefüggés szerinti légcsere-tényezo, ha VhelY= 10 ·20·4,5=900 m3:
---- Q
szelI-
tool=20
"'5 ,9 . n-_ Vszell_- 5300 ~
LltQcp -
Vhely
900
19.4. A szellozolevego térfogatárama léghuto-berendezésekben Ha a zárt térben keletkezo vagy oda bejutó hoáramot levegovel kell elszálIítani, akkor a szellozolevego térfogatárama a (19-11) kifejezéssel határozható meg:
.
-
Q
Vszell--T cpQLJt
m 3/,s (m 3fh ),
ahol Q a keletkezo vagy bejutó hoáram (honyere-
A SZELLOZÖLEVEGÖ
TÉRFOGATÁRAMA
ség), W (kcaljh); ep a levego közepes fajhoje-, kJjkgK (kcal/kg ,oC) ; e,a levego közepes surusége, kgjm3; L1t= tt - tszell (tszell az elokészített levego homérséklete, oC; tt a zárt térbol kidobott (felmelegedett) levego homérséklete, oc. Szokásos az elobbi kifejezést a következo alakban is felírni :
(19-11d).
623
LÉGHUTO-BERENDEZÉSEKBEN
ahol
q= VlJ hely
a
fajlagos
hoterhe1és,
Wjm3
(kcal/hm3).
A honyereség (hoterhelés) az 5.2. és 5.3. pont szerint határozható meg. A zárt belso tér tbel homérséklete az 5-20. táblázat alapján veheto fel. Komfort berendezésekben tt= tbel+2 ... 8 oC, ill. tszell=tbel-2 ... 6 oc. Emberi tartózkodásra létesített hutött terekben tbel-tszell;§ 6 ... 8 oC lehet. Ipari létesítményekben - jó levegoelosztás esetén nincs határ. A szellozolevego elokezelését, kezelési módját a 20. és 21. fejezet tárgyalja.
19.5. A szellozolevego tédogatárama ködtelenítoberendezésekben A ködtelenítoberendezések üzemeltetéséhez szükséges szellozolevego térfogatáramának meghatározásához elsodlegesen a zárt térben keletkezo (bejutó) ~edvességet (nedvességmérleget) kell meghatároZnI.
Az elszállítandó nedvesség származhat emberektol, más élolényektol, szabad vízfelszín párolgásából, nedves anyagok száradásából stb. Emberek nedvességleadása az emberek száma (n) és az egy fo nedvességtermelése (my0 (1. a 4-3. táblázatot) ismeretében számítható: nrtJyE' Szabad vízfelszín párolgása, my az (5-16) kifejezéssel számolható. Ugyancsak ezzel az összefüggéssei határozható meg a nedves anyagok stb. párolgása is. Nedvességmérleg : myö=n1hYB+my+ ... ennek birtokában
kgjh,
(19-13)
a szellozolevego tömegárama : kgjh, (19-14)
ahol Xt a távozó, míg xszell a szellozolevego nedvességtarta1ma, gjkg (kgjkg). Kiindulási adatként a belso eloírt 1égállapot xbel nedvességtartalmát kell ismerni. A szellozolevego ennél szárazabb, míg a távozó ennél nedvesebb: Xs~ell
-x +x-xt - bel
I
szeI
.
-x
x-x
II
t sze Az szell- bel- 2 Xt-Xszell= L1x az 1 kg szellozolevegovel elviheto nedvesség. Nyilván minél nagyobb a L1x, annál kisebb a mozgatott levego tömege. Közelíto értékként felveheto télen L1x=5 ... IO, nyáron L1x=5 ... 15 gjkg. A távozó levego relatív nedvessége ne haladja meg a 'P=75 ... 80% felso határt. Ködtelenítoberendezés levegoigényét célszeru a 1?-6. pontban bemutatott módszerrel meghatároz2
'
X
nI.
Példa. 300 m3 térfogatú helyiségben 24 kgjh nedvesség szabadul fel. A dolgozók száma 15 fo. A belso homérséklet thel=25 oC (télen), míg Xhel=10 gjkg. A szellozolevego tömege, ha xszell=5, Xt= 15 gjkg: m .. m .. 24 . 1()3 mszell= LJX AYO= Xt-Xszell YO '" -2400 kgjh.
Figyelembe véve a et b·1 =e2S értéket (15-3. táblázat), a szellozolevego térfogatárama : Vszell= e2Smszell=1,185 ·2400:::::2840 m3jh.
A légcsere-tényezo 2840 : 300 :::::9,5.Az emberek számára biztosítandó friss levego: 15· 30= 450 m3jh«Vszell'
19.6. A szellozolevego tédogatárama klimatizálóberendezésekben 19.6.1. A belso levego állapota A szellozolevego térfogatáramának meghatározásához klimatizálóberendezéseknél elsodlegesen a belso tér légállapotát (tbel' 'Pbel) kell rögzíteni. E.nnek értékei más eloírás hiányában - az 5-1.és 5-20. táblázatból vehetok.
19.6.2. Klimatizált tér ho- és nedvességterhelése A belso légállapot (thel, 'Pbel)rögzítése után elkészítheto a helyiség homérlege az 5.2. és 5.3. pont szerint. A homérleg általában az (5-11)... (5-15) és
624
SZELLOZOLEVEGO
MEGHATÁROZÁSA
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEKBEN
(5-17) stb. kifejezésekkel meghatározott hoterhelé-
(19-18)
sek összegezéséveI nyerheto. Qö=QE+
Qvil+ QgéP+QteCh+ Qns+ Qpár+ .... (19-15)
A klimatizált tér nedvességmérlege, fhvöa (19-13) összefüggés alapján számitható. A belso légállapot (tbel' 9?bel)'továbbá az fhvö és Qö birtokában a szellozofevego térfogatárama és annak állapota már meghatározható.
19.6.3. A szellozölevegö állapotának megválasztása A szellozolevego állapotát Ih szeII rögzítése után úgy kell megválasztanunk, hogy az a klimatizált térben fejlodo hot és nedvességet képes legyen egyidejuleg felvenni és elszálIítani. Ez akkor következik be, ha a szellozolevego entalpia- és nedvességtartalom-változása a zárt térben keletkezo (ill. oda bejutó) ho- és anyagárammal azonos. Ha ez az egyenloség fennáll - és csakis akkor -, a klimatizált tér homérséklete és relatív nedvessége középértékben állandó marad. A helyiségre eloírt tbel, 9?bellégállapot csak a zárt tér néhány pontján mérheto (19-4. ábra), mert a klimatizált térbe belépo szellozolevego pontról pontra változtatja állapotát a folyamatos ho- és nedvességfelvétel következtében. A (19-15) alapján írható: fhszell(it-iszell)=fhszell Lli=Qö,
(19-16)
ahol n* az irányjelzo. Ezzel ismét a (16-36) szerint definiált irányjelzot álIítottuk elo. A (19-18) kifejezésbe Qö kJ/h (kcalfh), míg fhvö kgjh értékben helyettesítendo. A szellozolevego térfogatáramának (tömegáramának) meghatározásához a tbel, 9?bel-leljellemzett belso légállapotot i-x diagramba kell bejelölni (19-5. ábra B pont). Ezt követoen a (19-18) szerinti n* irányjelzovel párhuzamost kell szerkeszteni a B ponton keresztül. Az így kapott egyenes vonalon - és csakis ezen az egyenesen - megtalálhatók mindazon légállapotok, amelyek szellozolevegoként (t,zelb 9?szell) választhatók. Ha a zárt térbol hot és nedvességet kell elvinni, akkor a szel1ozolevego állapota csak az n* vonal AB szakaszán lehet (iszellibel és Xszell>XbeJ. _ Ha a szellozolevego állapota az AB szakaszon helyezkedik el, akkor a távozó levego a BC szakaszon lehet, hoenergia (nedvesség) bevitele esetén szellozolevego a BC, míg a távozó levego az AB szakaszon van. A klimatiiált térben a hoterhelés, ill. a nedvesség-
1~
terhelés pozitív vagy negatívelojelu lehet. irányjelzo is különféle értéket vehet fel. A 19-5. ábra jelöléseivel a következo esetek rögzíthetok. A B pont a belso tér légállapotát jelzi.
ill. a (19-13) felhasználásával: fhszell(Xt-X,zell)=fhszell Llx=fhvö,
(19-17)
ahol Lli=it-iszell a zárt térben létrejövo entalpiaváltozás, míg Llx=xt-Xszell a nedvességtartalomváltozás. A (19-16) és (19-17) összefüggésbol tszell
J
Cfszell
t~el, Clbel.
+ --
+
--
+ --
ft
J
__
. ~_
+ -.
-l
'ft
194. ábra. A szellozolevegö légáliapotának
C-;-\.1I!.1X=O '''-. 19-5. ábra.
alakulása
Lehetséges
-Lli/Llx -.-----
állapotváltozások diagramban
ábrázolása
;-x
A SZELLÖZÖLEVEGÖ
TÉRFOGATÁRAMA
a) A klimatizált térben ho- és nedvességfejlodés (beáramlás) van, azaz hoenergiát és nedvesseget kell folyamatosan elvinni. A szellozolevego állapota csak az AB egyenesen, míg a távozó levego állapota csak a BC egyenesen lehet. b) A klimatizált térben egyaránt ho- és nedvességelvonás van. A szellozolevego állapota csak a CB egyenesen, míg a távozó levego állapota 1/.(1. egyenesen lehet. e) A klimatizált térben hofejlodés és nedvességelvonás van. A szellozolevego állapota csak a DB egyenesen, míg a távozó levego állapota csak a BE egyenesen lehet. d) A klimatizált térben hoelvonás és nedvességfejlodés van. A szellozolevego állapota csak az EB egyenesen, a távozó levego állapota csak a BD egyenesen lehet.
19.6.4. A szellozolevegö tömegárama A 19.6.3. pont szerint megválasztott iszell (tszell' !Pszellstb.) egyértelmuen megadja az it (tt, !Pt stb.) helyét is az i-x diagramban (19-6. ábra), mert a helyiség eloírt iOOI(tbel' !POOI stb.) légállapota középértéknek tekintendo. A 19-6. ábráról az 1 kg tömegu levegoárammal egyidejuleg elviheto LU entalpia- és a L1x abszolút nedvességtartalom-különbség leolvasható, s így a (19-16) és (19-17) összefüggésbol1hszel1 meghatározható.
625
KLIMATIZÁLÓBERENDEZÉSEKBEN
A szellozolevego tömegárama : _ Qö_
1hszel1-~-" Lll
Qö
't-'szell
kgjh,
(19-19)
ill. 1hvö kg/h. (19-20) 1hszeII= ~vö= LlX xt-xszell Ha az irányjelzo szerint választottuk meg az iszel1 és it értékét (19-6. ábra Sz és T pont), akkor - és csakis ekkor - a (19-19) és (19-20) kifejezés azonos 1hszel1értéket ad. Minél nagyobb a L1i (ill. Ax), annál kisebb a szükséges szellozolevego tömege és fordítva. Kis 1hszel1érték választása nagy homérséklet- és relatív nedvesség turést jelent. A homérsékletturés ajánlott határai tool= ±3 .. .4 oC, a relatív nedvesség ajánlott turése
19.6.5. A szellózolevegö térfogatárama A szellozolevego térfogatárama a (19-19), ill. (19-20) szerinti 1hszel1érték felhasználásával számítható:
V
sze11=
1hszel1 -n--'
(19-21)
"'tb_1
ahol etbAta tbel belso homérséklethez tartozó suruség. A klímaberendezés bármely pontján az ott mérheto térfogatáram a (19-21) alapján meghatározható, ha a homérséklet ismert. A szellozolevego térfogatáramát a (19-3), valamint a (19-4) szerint is ellenorizni kell. Példa. A klimatizált térben Qö= 100 000 W ( '" 86000 kcaljh) hoáram szabadul fel, ill. jut be a helyiségbe. Egyidejuleg keletkezik 1hvö=90 kgjh nedvesség is. Az állapotváltozás irányjelzoje [1. a (19-18) öszszefüggést], ha Qö= 100 000 W=360 000 kJjh,
n*=
Qö
1hvö
= 360 . 103-4.103. 90
A belso homérséklet tool=26 oC, a relatív nedvesség !pbel~60% (19-7. ábra B pont). Ezen a ponton át megrajzoltuk az irányjelzot (eredményvonal). A szellozolevego homérsékletét tszell=21 oC-ra választottuk (Sz pont), a többi jellemzo leolvasható az i-x diagramból (tszel1=21 oC,
42
Azépü!etiépészet kézikönyve
-25
-20
-15
-5
O
5
10
15
tn =21°C 20
kg
kJ
il
19-7. ábra. Állapotváltozás
menete klimatizáIt térben
i ~
I:l:l
~
t:ll
I:l:l
§
~ :I: Z
~ ~
1
~
~ ~
g
8
~
i
III
~
A SZELLÖZÖLEVEGÖ
TÉRFOGATÁRAMA
627
KLIMATlZÁLÓBERENDEZÉSEKBEN
g
, " ~ " '-1--"'1 , ~><
'". ",1\ -./'\. ~-)V'\ 1-k/~-;<~ /, '\ "'-
..•.
/ - ,-,'" I~ ~ '/-'I~ '''' '(- ~7~ ""-" " ~..... f>< " ~ ~ >\ >/'I\: ~~I~ l0 ~r" Lit [><~ >(~,,' 2 4 ".'I_~' ~ \/ v: [«~~V "1'- ~
"~~
i
'"f\.. ~~
"B ""- ~~~ ~ ~~"'-l '" f"'-~5~ ~ '\1'..>~t\..~ ~ f I ,t""-'-~_ -J"", J'1-3lo. /~ -1- " 12!!.~~/~"' __ 40 1:g6 ~__~ / "_ Yt ~~ '"
~1-
-
L..,.o
G
~ ~
--
'" "-
~/< "
~. '"
~~~
Sz '-
~ 'Ó' "~
V~
p;O,98 bar
:J5
t JO
L1i L1x
25
20
15
10
3000
5 2500
o
-5 -10
-15
19-8. ábra. Állapotváltozás 42'
menete
;-x diagramban
nedvességelvonás esetén
628
SZELLÖZÖLEVEGÖ
MEGHATÁROZÁSA
A távozó levego állapotát a T pont jellemzi (tt= 310C, lpt= 58%, Xt= 16,3 g/kg, it= 72 kl/kg). A (19-20) kifejezésbol a szellozolevego tömegárama: .n 1()3 ~12,85 . 103 kg fh . ,L - 90 '"7 rhszell= rhyÖ Ellenorizve az entalpiaváltozás alapján: _Qö_360.103~ rhszell- Lli '"'0
~
. 3 12,85 10 kgfh·
A szellozolevego térfogatárama (19-21) felhasználásával: ha etbel= e26= 1,181 kg/m3:
Vszell= rhszell= 12,85· 1 1811()3~1O ~ , 88.103 etbel
,
m.3fh
Hasonló eredményre jutunk, ha technikai mértékrendszerben számolunk. Ekkor az irányjelzo:
n*=
Qö = 86 000 ~956. rhyÖ 90 A 19-7. ábrán ezeket az irányjelzoket is megtaláljuk, s látható, hogy az utóbbi irányjelzo megegyezik az SI szerinti n= 4000 irányjelzovel. Példa. Belso térben keletkezik Qö= 80 000 W hoterhelés, ugyanakkor a technológiai folyamat nedvességeivonó. Ott a levegobol 50 kg/h nedvességet von el, így rhyö= -50 kgfh. Az irányjelzo a (19-18) alapján:
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEKBEN
3600 . 80 000 ~ _ 5760. 50 . 1()3 Az állapotváltozás vonalát berajzoltuk az i-x diagramba (19-8. ábra), és 1001=28 oC, valamint lpOOI= 50% alapulvételévei a szellozolevego és távozó levego állapota kijelölheto. A szellozolevego állapota 1szell=22 oC, iszell= = 54,5 kl/kg, xszell= 12,9 g/kg. A távozó levego állapota 11=34 oC, it=63,5 kl/kg, Xt= 11,4 g/kg. A szellozolevego tömegárama : - rhyÖ_ 50· 1()3 ~33 3 . 103 k Ih rhszell- Llx - 12,9-11,4 ~ , g . Ellenorizve a hoáram alapján: Qö 3600 . 80 000 rhszell= Lli =1()3 .63,5_54,L"~32,2
·1()3 kg/h.
A két szám közötti eltérés a szerkesztési (19-8. ábra), ill. a leolvasási pontatlanságból ered. A feladat megoldásához a nagyobbik, azaz a 33,3 .103 kg/h tömegáramot választjuk. A szellozolevego térfogatárama tbel=28 cC homérsékletet alapul véve: .
_ rhszell_ 33,3· 1()3 ~'2 3. ln1 3fh 1, 173 ~ 8, \r m . etbel A szellozolevego térfogatárama ennél kisebb, míg a távozó levegoé - tekintve, hogya levego a zárt térben hot vesz fel - ennél nagyobb. Vszell-
19.7. Levegovezetés szelloztetett és kondicionált terekben 19.7.1. Levegovezetés szelloztetett térben A szellozo- és távozó levego állapotának, a szellozolevego tömeg- (térfogat-) áramának helyes megállapításán túl a levegot megfeleloen kell elosztani és vezetni a helyiségen belül, hogy ~ kituzött célt elérjük. A levego beo, ill. elvezetésének eszközei a befúvó- és elszívószerkezetek (1. a 18.7.5. pontot). A levegocsere módja a zárt térben lehet kiszorításos szelloztetés vagy sugárszelloztetés. Az elobbinél a bevitt és kelloen elosztott levego a már elhasznált, szennyezoanyagban feldúsult levegot maga elott tolja (kiszorítja), a második esetben a nagy mozgási energiával bevitt légsugár a zárt tér levegojét hígítja, keveri. A szelloztetett, ill. kondicionált térben akkor megfelelo a levego elosztása, ha a levego
- a tartózkodási zónát egyenletesen átöblíti; - a levego mozgása huzatérzetet nem okoz. A zárt térben a külso és belso hatások (szél, homérséklet-különbség stb.) következtében kisebb vagy nagyobb mérvu levegomozgás jön létre. A mesterséges szelloztetés miatt ez a mozgás még tovább erosödik. Ha a mozgás a zárt térben nem megfelelo, akkor elofordulhat, hogy a terem egyes részeiben áll a levego, ott a szennyezoanyag koncentrációja a kmegérték fölé emelkedik, míg más helyeken az ott átáramló levegohányad a tervezettnél kevesebb szennyezoanyagot visz el, s így a levegocsere a kituzött célt nem éri el. A helyiségen belüli levegovezetés elvét a 19-9. ábra szemlélteti, amely egyben akiszorításos szellozésre is példa. Mind a három megoldás teljes átszellozést ad holtterek nélkül. Az aj és bJ megoldás nagy alap-
LEVEGOZTETÉS
SZELLOZTETETT
ÉS KONDICIONÁLT
629
TEREKBEN
~i---t---I---I---.~
•.J
i ajI_I_1
t-j-t-t-t
a)
bJ
19-10. ábra. Perforált befúvó- (elszív6-) nyílások és befúv6- (elszív6-) fejek kombinációi a) bcfúvás perforált mennyezeten, fdvás mennyezetre
_t
elszivás padlószint környezetében; b) beépitett ancmosztálon, elszlvás perforált padlóban
_
J
---
- ------- I _~-_I
I I I
1--
"-
I
·1
----,
ej 19-9. ábra. Levego vezetése perforált lások esetén
befúv6- és elszívónyí-
a) levea6 vezetése feliilrollcfelé; b) levea6 vezetése alulról felfelé: e) levego vezetése vízszlntcscn
területii és viszonylag kis belmagasságú helyiségek szelloztetésére éppen úgy ajánlható, mint számitógép-termek, laboratóriumok, irányító- (vezérlo-) termek stb. szelloZ1:etésére.Ha a teremben keletkezo szennyezoanyag siiriisége nagyobb a levegoénél, az a), mig fordított esetben a b) megoldás választandó. Nagyobb belmagasságú terek szelloZ1:etésére a 19-9. e) ábrán látható megoldás ajánlható. A levego mozgása és az átszellozés kielégitoen alakul akkor is, ha csak egyik felület perforálása oldható meg (19-10. ábra). Ha nincs nagy felület a levego be- és elvezetésére, akkor a 19-11. ábrán látható befúvó- és e1szivónyílás-elhelyezési módok közül választhatunk. A 19-11. a) és b) ábrák szokványos, egyszerii sugárszelloztetési megoldást szemléltetnek. Mindkét megoldás hátránya a nagy holtterek (A és B) kialakulása, ahollevegocsere nincs. Az a) és b) megoldást a keletkezo szennyezoanyag fizikai tulajdonságaitól függoen választhat juk. A 19-11. e) ...g) megoldásokkal a zárt tér már jobban átszelloztetheto, de ezeknél is található holttér (A, B). Ezek mérete azonban már lényegesen kisebb, mint az aj és b) kiaIakítás esetén. A tartóz-
19-11. ábra. Levegoztetés
koncentrált esetén
befúvás és elszívás
a) felso bcfdvás. alsó elszivás; b) alsó bcfdvás. fc1s6 e1szívás: e) bcfdvás és
.Il
alatt; elsziváse) egy bcfúvás oldalfalon; és elszívás d) bcfdvás a mennyezet és elszlvás közepén; egy ~ldalfaJon bcfúvás a mcnnyczct mennyezet közepén, e1azlvás fa1sarkokban a mennyezeten; g) bcfdvás a 1DllI1II)'CZCtC. e1szívás a falsarkokban a padló felett; h) bcfúvás a padlóslk felett injckloros késziilékkel. c1azivás U8)'lUlott
630
SZELLÖZÖLEVEGÖ
MEGHATÁROZÁSA
kodási zónát viszonylag jól átöbliti az e),f) és g) kialaIdtás. Az ipari és mezogazdasági épületekben a technológia Iüggvényekéntaz a), h), e), e), g) megoldás egyaránt szóba jöhet. Komfortberendezésekben inkább az e),f), g) elrendezés ajánlható. Kis belmagasságú helyiségekben (irodákban, kórtermekben stb.) a leveg
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEKBEN
E~=S a)
ffi({(\ Lt_t_L,_t_I_LU
lij-
ff\y(~'~ t
j
j
1
ej 19-13. ábra. Levegövezetés nagy termekben
I )-_,
)/)
19.7.2. Levegovezetés légfíitoberendezések esetén
/ -- '--' 1
n
II
Ugffito-berendezésekkel ellátott terekben a levego mozgatása perforált felületek esetében a 19-9. ábra a) és e), valamint a 19-10. ábra a) megoldása szerint tervezheto. Törekedni kell arra, hogy a leveg
,
il
~J~\
19.7.3. Levegovezetés kondicionáIt térben
-===-----.; •
ej
19-12. ábra. Elc5ad6termek (szinháztermek,
film.winhá7l1k
stb.) szellöztetése aj ~
leveg6eIosztás, teljes AtszeIl6zés; hj ~ az dl6Seka6I (pul1azeII6zés),az e16ad6tér külön sze116:detve; ej IeYe8l!ibewzeUs a mamyezetbcn az erkély alatt, elazfYás a padl6b8n
á
Kondicionált terekben a leveg
LEVEGOZTETÉS
SZELWZTETElT
költségesebb elosztóhálózatot, valamint befúvó- és elszívófejeket tenne szükségessé. Kondicionált helyiségekben a levego vezetésére a 19-9. és 19-10. ábra ad útmutatást. Ha perforált
ÉS KONDICIONÁLT
TEREKBEN
631
felületek nem alakíthatók ki, akkor a 19-11. ábra megoldásai kerülnek elotérbe. Nagy termek kondicionálásakor a levegovezetésre ugyancsak a 19-12. és 19-13. ábra a példa.
19.8. IRODALOM
[1] Bogoszlovszkij. V. N.: Sztroityelnaja teplofizika. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1970. [2] Bosnjakovié. Fr.: Technische Thermodinamik. Dresden-Leipzig, Verlag v. Theodor Steinkopf, 1%5. [3] Degtjarev. N. V.: Kondicionyirovanyie vozduha. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatye1sztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1953. [4] Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikö,?yv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1%3. [5] Fekete f.: Szellozteto berendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I%7. x Diagramme feuchter Luft. Berlin, [6] Grubemann. M.: Springer Verlag, 1952. [7] Jászay T.: Muszaki hotan. Budapest, Tankönyvkiadó, 1%8. [8] Kamenyev. P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1968. [9] Ladizsenszkij. R. M.: Kondicionyirovanyie vozduha. Moszkva, Piscseprovizdat, 1952. [10] Menyhárt-Fekete: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. 1-11. Budapest, [Il] Menyhárt J.: Klimaberendezések. Tankönyvkiadó, 1%7. [12] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [13] Menyhárt J.: Klímaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [14] Menyhárt J.: Légtechnika-méretezési alapadatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1968.
f-
[15] Mihejev. M. A.: A hoátadás gyakorlati s:zámItásának alapjai. Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [16] Nesterjenko, A. V.: Osmovi termodinamicseszkih raszcsotov ventiljacii i kondicionyirovanyia vozduha. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1971. [17] Plank. R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Berlin, Springer Verlag, 1967. [18] Raiss. W.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1970. [19] Rietschel-Raiss: Futés-szellozés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [20] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974/ 75. [21] Sprenger. E.: Heizung- und Klimatechnik München, R. Oldenbourg, 1958.
in USA.
[22] Treyba/. R. E.: Diffúziós vegyipari muveletek. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1%1. [23] Muszaki eloírás (ME 112-172). Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, ÉVM Tájékoztatási Központ, 1972. [24] Muszaki eloírás (ME 30-65). Épületek és épületszerkezetek hotechnikai méretezése .. Budapest, Épftésügyi Tájékoztatási Központ, 1965. [25] Muszaki eloírás (ME 8-67). Futoberendezések méretezése. Budapest, ÉVM. Tájékoztatási Központ, 1967. [26] Muszaki eloírás (ME 8-53). Futo-, szellozteto- és klimaberendezések tervezésére és méretezésére (Hoszükséglet). Budapest, ÉVM Dokumentációs Iroda, 1964.
20. Szellozteto- és légfuto-berendezések Szerzo: DR. MENYHÁRT JÓZSEF Lektor: Mészáros Ferenc
A szelloztetoberendezések körébe azok a légtechnikai rendszerek sorolhatók, amelyeknek csak a levegocsere a feladatuk, s más funkciót nem töltenek be. A légfuto-berendezések csopor\jába viszont
azokat a légtechnikai rendszereket soroljuk, amelyeknek a feladatuk kettos: a levego cseréje és a helyiség hoveszteségének pótlása.
20.1. Szelloztetorendszerek kialakítása A szelloztetoberendezéseket az üzemeltetéshez felhasznált energiaforrás alapján két csoportra oszthatjuk: mesterséges és természetes szelloztetorendszerekre. Az elobbiek üzemeltetéséhez mesterséges energiaforrásokat, mig az utóbbiakéhoz a természetben meglevo, s közvetlenül vagy közvetve felhasználható energiaforrásokat (pl. szélhatás stb.) használunk fel. E fejezet csak a mesterséges vagy más néven mechanikus szelloztetorendszerekkel foglalkozik. A természetes szellozést a 25. fejezet tárgyalja.
20.1.1. A szelloztetoberendezések felosztása A szelloztetoberendezések elvikialakitását a 19-1. ábrán szemIéltetjük. Ha a rendszer friss külso térbol behozott levegot szállit és oszt el a fogyasztók között, valamint az elhasznált levegot elvezeti a szabadba, friss vagy külso levegovel üzemelo berendezésnek nevezzük. Nem minden esetben szükséges a szellozolevegot teljes egészében a külso térbol szállitani. Energiatakarékos berendezések alakíthatók ki azáltal, hogy az elszivott levegot szurés után legalább részben visszavezetjük a szükséges friss levego egyideju beadagolásával. Ezeket a rendszereket keringtetéses vagy recirkulációs szelloztetoberendezéseknek nevezzük. A gyakorlatban megvalósitott berendezések zöme a keringtetéses rendszerek csoportjába tartozik. Csak különleges esetekben alkalmazunk teljesen
friss levegovel dolgozó berendezést (pl. ha egész ségügyi okokból nem engedheto meg a levego szurés utáni visszakeringtetése, visszaszállitása). A szelloztetoberendezések csoportosithatók a szelloztetett térben kialakuló nyomásviszonyok alapján is. Egymáshoz csatlakozó helyiségek esetében, amelyeknek levegoigénye, az ott keletkezo szennyezoanyagok milyensége, koncentrációja különbözo, ügyelni kell arra, hogy csak olyan levegocsere alakulhasson ki a helyiségek között, amely nem növeli a szennyezodést. A levego csak a kisebb szennyezoanyag-koncentrációjú térbol áramoihat a nagyobb koncentrációjú térbe. Forditott áramlás nem engedheto meg. Ha a szelloztetendo térben a környezethez képest kismértéku túlnyomást [pl. LlPhely=20 .. .30 Pa (",2 ... 3 v.o. mm)] kell létrehozni a belso tér védelmére; túlnyomásos szelloztetorendszert (20-1. ábra) alakitunk ki. Ebben az esetben a szelloztetett térbe a környezet levegoje nem juthat be, levegoáramlás csak a helyiségbol a környezetbe irányulhat. Alkalmazási területe: éttermek, szórakozóhelyiségek, laboratóriumok, tanácskozó- és eloadótermek, lakó- és szállodai szobák, színház- és mozitermek stb. Ha a szelloztetett térben keletkezo szennyezoanyagtói meg kell védeni a környezetet, akkor a belso térben kismértéku nyomáscsökkenést, depressziót [LlPhely=20 ... 30 Pa (",2 ... 3 v.o. mm)] kell létrehozni, és azt folyamatosan fenntartani. Ezt a szellozési módot depressziós szellozésnek nevezzük (20-2. ábra). Alkalmazási területe: fürdok, uszodák, ipari csarnokok, muhelyek, mellékhelyiségek,
SZELLÖZTETÖRENDSZEREK
633
KIALAKíTÁSA
c iJp
H V
E
c
D
F D
b)
aj
szellozés elve (V szeU>- VI) nyomáselosz1ás a hálózat mentén a környezeti nyomáshoz viszonyítva
20-1. ábra. Túlnyomásos aj szellöztet6rendszer elve;
bJ
---
H helyiség; V ventíllátor: CD, EA, BF léllCsatoll1llSZllkaszok:1 a légcsatorna hossza
C
D
V
~zell
t
I
F
B
IiJp
A
b)
+--d c0! aj
szellozés elve (vszeU< VI) nyomásdiagram; a többi jelölés a 20-1. ábra szerint
20-1. ábra. Depressziós aj szell6ztet6rendszer elve; C
ozés elve
1
II ~'....../ D /JPhely=O H E Ap
~
81F
bJ
-
-rH IG
b)
8
I
aj szell6ztet6rendszer elve; bJ nyomásdiagram:
GH
nagy konyhák és mosodák, szinházak és gyülekezési termek eléStereistb. Megoldható a szelléSztetésúgy is, hogy a szelléSztetett térben mérhetéS nyomás megegyezik a környezet nyomásával, azaz LJPbelY=O. Ezt a megoldást kiegyenlített szelléSztetésnek nevezzük (20-3. ábm).
csatornaszakasz; a többi jelölés a 20-1. ábra szerint
A 20-1.,20-2. és 20-3. ábrán a szelléSztetéSrendszer elvi kialakitásán kivül a helyiségben, ill. a szelléSztetéShálózat szivó- és nyomóoldalán kialakuló nyomásviszonyokat is feltüntettük. Szokásos a szellO'ZtetéSrendszereketa befúvó- és elsz{vóhálózat alapján is osztályozni. Ha csak a levegéSbeszállitását oldjuk meg, s a távozó levegéS
634
SZELLOZTETO-
ÉS LÉGFUTO-BERENDEZÉSEK
a nyílászárókon, ezek résein, esetleg túlnyomásra nyíló zsalukon lép ki, akkor befúvószefioztetésrol beszélhetünk (1.a 20-1. ábrát, a BF csatornaszakasz elmarad). Megoldható a szelloztetés úgy is, hogy az elhasznált levegot szálIítjuk el a ventillátor segítségével, míg a friss levego a környezetbol az e célra kiképzett nyílásokon jut be (1. a 20-2. ábrát, a CA vezeték elmarad). Az ilyen megoldást elszívószelloztetésnek nevezzük. Szokásos az elszívó-befúvó rendszer megnevezés használata is, ekkor' a rendszer kialakítása a 20-3. ábra szerinti. A megoldandó szellozési feladat alapján két fo családra oszthatók a szelloztetorendszerek. A komfortberendezések az emberi tartózkodás céljára létesített zárt terek szelloztetését végzik, míg az üzemi épületeket, gyártócsarnokokat stb. kiszolgáló rendszereket ipari szelloztetoberendezéseknek nevezzük. E témakörrel a 24. fejezet foglalkozik. A mezogazdasági épületek is az ipari épületekkel azonos kategóriába sorolhatók, azzal a megjegyzéssel, hogy az igényeket itt a termesztett növények, ill. a tenyésztett állatok szabják meg. ' Kialakítás szempontjából a szelloztetorendszereket két nagy csoportra oszthatjuk fel, központi és egyedi szelloztetóberendezésekre. Központi szelloztetorendszerrol beszélünk, amikor egy vagy több helyiség szellozolevegojét egy központban állitjuk elo, és elosztóhálózat útján
tápláljuk be a kiszolgált térbe. Az elhasznált levego elvitelére választható hasonló kialakítású elszívóhálózat vagy egyedi ventillátor. A gyakorlati feladatokat általában a központi rendszerekkel lehet jól megoldani. Egyedi szelloztetoberendezésrol akkor beszélünk, ha a kiszolgált térben van a gépi berendezés (rendszerint csak ventillátor, esetleg szuro és légfutotest), s elmarad az elosztó- és gyujtohálózat. A szellozogép szállitja a levegot, de szervezett levegoelosztás nincs, az elhasznált fölösleges levego túlnyomásra nyíló zsalun, valamint a nyílászárók résein át távozik. Ez a megoldás nem ad kielégíto eredményt, ezért rendszerint kisebb igényu helyiségek szelloztetésére használjuk. A szelloztetoberendezések üzemvitelük alapján is két csoportra oszthatók. Ha a szellozogép folyamatosan dolgozik, ill. szállitja a levegot a belso térbe, folyamatos üzemu szelloztetoberendezésrol, ha a levegoszálIítás idoben nem állandó, és a szellozogép csak rövid ideig dolgozik, azaz a viszonylag rövid ideju üzemet ugyancsak viszonylag rövid üzemszünet követi, szakaszos üzemu szelloztetoberendezésrol beszélünk. Szakaszos üzemu biztonsági (vész-) szelloztetoberendezés akkor szükséges, ha a helyiségben nagy mennyiségu mérgezo vagy robbanásveszélyes anyag felszabadulása várható.
20.2. Központi szelloztetorendszerek A központi szelloztetoberendezések elvi kialakítását a 20-4. ábra szemlélteti. A szellozorendszer fo alkotóelemei a következok: szellozoközpont
8 z...
t
-11.1.
20-4. ábra. Szellöztetórendszerek
(1. szakasz), elosztó- és gyujtóDálózat (II. elemek),
valamint a befúvó- és elszívószerkezetek (Ill. elemek). A szellozoközpont feladata a levego elokészítése. A szellozolevegovel kapcsolatos igényeket az 5. és 19. fejezetben rögzítettük, s az elokészítés során a levegonek olyan megmunkáláson kell átmennie, amellyel megvalósítjuk a szellozo levego kivánt és eloírt állapotát (pl. szennyezoanyag-koncentrációt, homérsékletet stb.). 20.2.1. Szellozoközpont
felépítése
1. Szellozoközpont : Sz szúro; L légflitotest ~ V ventillátor. II. Elosztó- és gylijtóhálózat: 1-2 friss, 2-3 kevert, 4-5 szellozo..; 6~ távorolevegot szállltó csöszakasz; 7-2 reclrkulációs vezeték. Ill. Befúvó- és elszIvószerkezetek: B befúvófej; E eIszIvófej
A szellozoközpont fo alkotóelemei: ventillátor, szuro és esetleg légfutotest. Szelloztetóberendezésekben bármely kialakítású ventillátor szóba jöhet. A ventillátorok kiválasztásával, kialakításával, beépítésével, üzemeltetésévei kapcsolatos kérdések a 18.1. pontban találhatók.
KÖZPONTI
SZELLÖZTETORENDSZEREK
A levegoszurok széles skálája (1. a 18.5. pontot) alkalmazható szelloztetoberendezésekben. Leggyakrabban száraz vagy olajos fém légszuroket, újabban muanyag szálas szuroket építenek be. Nagy levegotisztasági igényesetén több fokozatú szurok alkalmazása is szóba jöhet. A szuroblokk kialakításakor ügyelni kell a regenerálhatóság és karbantartás igényeire. Szuró'k tervezési és méretezési kérdéseit a 18.5. pont tartalmazza. A szelloztetorendszerben esetleg elhelyezett légfutotest feladata a levego olyan mérvfi elomelegítése, ami a szellozolevego betáplálhatóságát lehetové teszi. A léghevítok üzemelhetnek gozzel, vízzel vagy elektromos áram felhasználásával, de elofordulhatnak - egyszerubb kialakítás esetén füstgázzal futött kaloriferek is. Légfutotestek kialakításával, méretezésévei a 18.2. pont foglalkozik.
20.2.2. Elosztó- és gyujtohálózat A friss, ill. elokészített levegot, valamint az elhasznált levegot szállító elosztó-, ill. gyujtohálózat anyagát, gyártását, szerelését a 18.7. pont tartalmazza. A légcsatoma-hálózat kialakításakor törekedni kell arra, hogy - a légcsatorna belso felülete sima, áramlási ellenállása a leheto legkisebb és a belso oldali porlerakódás elkerülheto legyen; - a légcsatorna könnyu, de megfelelo szilárdságú legyen, a felfüggesztések és alátámasztások megfelelo számban és helyen legyenek; - korrózió-, nedvesség-, ho- és tiIzálló legyen; - elore gyártható és könnyen szerelheto legyen; - akusztikai szempontból kedvezo legyen; - karbantartása, tisztítása könnyen megoldható legyen. Hogy a felsorolt követelmények közül az egyes berendezések légcsatomáinak kialakításakor melyik lesz a mértékadó, azt a megoldandó feladat szabja meg. Az elosztó- és gyujtohálózat kialakításakor mindenkor törekedni kell a lehetséges legegyszerubb és legrövidebb nyomvonal kitiizésére a szállitási veszteségek csökkentése végett. Nagy kiterjedésii légcsatornákba annyi zárószerkezetet kell beépíteni, hogy az a hálózat egyes részeinek szakaszolását lehetové tegye. Tüzveszélyes létesítményekben az alapvezetékbe, valamint a fofelszállókba tuzvédelmi csappantyút kell beépíteni (1. a 18-146. ábrát).
635
A légcsatorna-hálózat a szelloztetoberendezéssel szemben támasztott igény szerint lehet kis és nagy sebességu elosztóhálózat. Kialakítása eltéro a két esetben (1. a 18.7.9. pontot).
20.2.3. Befúvó- és elszivószerkezetek A helyiségbe beadagolt szellozolevego elosztására és irányítására tervezett befúvófejeket a 18.7.5. pont szerint kell kialakítani, gyártani és beépíteni. A befúvó- és elszívószerkezetek megválasztásakor törekedni kell arra, hogy a befúvófejjel a szabályozhatóságot és a jó levegoelosztást és -terelést üzem közben mindig biztositani lehessen. Komfort-szelloztetó'berendezésekben kivánatos sok befúvóhely kiképzése, s ezzel egyidejuleg kis befúvási sebesség (0,5 ... 1,5 mis) választása. Szélso esetben mint befúvófejek a perforált felületek is szóba jöhetnek. Ipari szelloztetoberendezésekben, ha a gyártási technológia megengedi, törekedhetünk az egyszerubb és olcsóbb elosztóhálózat kiképzésére. Ebben az esetben is nagy körültekintéssel kell abefúvófejeket megválasztani, különösen nagyobb befúvási sebességekhez. A huzat jelenség és az esetleges technológiai problémák elkerülése végett olyan befúvófejeket kell választani, amelyek a belso térben a szellozolevego minden irányú terelését lehetové teszik, és meggátolják összetartó légsugár kialakulását. Elszivófejek kialakitásakor és elhelyezésekor a fo szempont a teljes szelloztetett tér átöblitése.
20.2.4. Friss levego vétele A szelloztetoberendezéshez felhasznált külso levego vételekor törekedni kell arra, hogy az tiszta, szennyezoanyagoktói mentes legyen. Ezért a levegovétel helyének megvá1asztása gondos mérlegelést kíván. A levegovétel helye füst-, korom- és pormentes legyen, széljárásnak, napsugárzásnak lehetoleg ne legyen kitéve. Több szintes épületekben a homlokzaton vagy a tetöszerkezeten át kaphatunk friss levegot, az erre a célra kiképzett nyílásokat a 18-150. és 18-151. ábra szerinti fix·zsalu, ill. drótháló vagy expandált lemez zárja le. Ha mód van zöldövezetbol (kertbol, parkból) a levego vételére, akkor éljünk ezzel a lehetoséggel, bár ilyenkor a légcsatoma-hálózat rendszerint költségesebb, viszont a folyamatos levegotisztitás költ-
636
SZELLÖZfETÖ-
ÉS LÉGFUTÖ-BERENDEZÉSEK
sége csökkentheto. A fix zsaluk beépítésekor ügyelni kell a hálózatnak az esotol való védelmére is. Ne vegyünk szellozolevegot világítóudvarból vagy szuk, szennyezett udvarból. Ha más lehetoség hiányában ezt a megoldást kell választanunk, ekkor is csak az épület kb. fél magasságában helyezheto el a levegobeszívó nyílás. Ilyenkor fokozott szurést kell tervezni, s ha fertozés lehetoségének gyanúja merül fel, akkor bakténumszurés is szükséges. Ugyancsak elkerülendo az utcák szennyezett levegojének a behozatala, elsosorban a gépkocsik okozta szennyezodés és a járdák pora miatt. Ha más lehetoség nincs, akkor a levego vételét itt is az épület fél magasságában, de legalább egy szintmagassággal a járda felett kell kiképezni. Fokozott szurés igénye ekkor is fennáll. Nagy, több utcára nézo épületek esetén az árnyékos, északi, kevésbé poros utcákra nézo homlokzaton kell venni a levegot. A levegovétel helyének megválasztásakor figyelemmel kell lenni az elhasznált levego elvezetésére, kibocsátására is. Nem kívánatos a szelloztetoberendezés elhasznált, távozó levegojének ismételt visszahozása, visszakeverése. A frisslevego-vételi helyeket az idojárási viszontagságoktói, valamint rágcsálóktól és más kártevoktol, madaraktói stb. védeni kell. Ezért kialakításuk során a tisztíthatóságot és karbantartást szem elott kell tartani.
20.2.5. A távozó (elhasznált) levego elvezetése Az elhasznált levego elvezetése több szintes épület esetén szintén homlokzaton (lehetoleg a beszívással ellentétes oldalon) vagy teton át oldható meg. Helyét úgy kell megválasztani, hogy más helyiségeket, épületeket ne szennyezzen. A külso levego, a környezet védelme megkívánja, hogya nagyon poros vagy egyéb módon nagyon szennyezett levegot ne vezessük· a szabadba. Elvezetés elott a távozó levego tisztításáról, szurésérol gondoskodni kell. A tisztítás mértékét a most készülo hatósági eloírások rögzítik. E probléma foleg az ipari szelloztetóöerendezésekkel kapcsolatban jelentkezik. Nedves levego elvezetésekor gyakori télen a goz lecsapódása, akivezetonyílás eljegesedése. Ez a jelenség az épületek határolószerkezeteiben is kárt okoz. Ezért ebben az esetben is kívánatos a távozó levego elokezelése, a nedvesség kicsapatása. Egészségre veszélyes szennyezoanyagot tartal-
mazó távozó levegot csak megfelelo hígítás után és megfelelo magasságban szabad kibocsátani. A levego kivezetésére kialakított nyílásokat IS védeni kell az idojárás és a kártevok ellen.
20.2.6. Szelloztetöberendezések
tervezése
A szelloztetorendszerek tervezésének megkezdése elott a következo kiindulási adatok ismerete szükséges: - a szelloztetendo épület, ill. helyiség építészeti terve, tájolása, belso kiképzése, a határoló- és nyílászáró szerkezetek kiképzése; - az épület, ill. helyiség rendeltetése, a technológiával kapcsolatos adatok, az emberek száma, a világítás és futés módja; - a szelloztetés igénye, a technológiai vagy egyéb okokból eredo megkötések a szelloztetoberendezések üzemévei kapcsolatban, akusztikai megkötések; - több azonos rendeltetésu helyiség együttes szelloztetésévei kapcsolat os igények; - a szennyezoanyag fajtája, minosége, keletkezésének körülményei; - a szelloztetoberendezések üzemeltetéséhez szükséges energia- (elektromos, ho- stb.) források. A kiindulási adatokat a szelloztetoberendezést készítteto (rendelo) adja meg, de a berendezés tervezoje tartozik azokat ellenorizni. A kiindulási adatok értékelése és ellenorzése után a szelloztetorendszer kiválasztható. A központi szelloztetorendszer üzeme általában folyamatos. Szakaszos szelloztetést csak külön (pl. technológiai) igényre tervezünk. Ezek után a helyiség rendeltetésének figyelembevételével rögzítendo a belso térben tartandó nyomás, a szelloztetett helyiség vagy helyiségek védelmével kapcsolatos igény, azaz ezzel rögzítést nyer az is, hogy túlnyomásos, depressziós vagy kiegyenlített szelloztetést kell-e alkalmazni. A szelloztetoberendezés elvi kialakításának rögzítése után meghatározandó a levegoigény , azaz a szellozolevego Vszell térfogat-, ill. rllszell tömegárama. Folyamatos szelloztetésre a 19.2.1. pont, míg szakaszos szelloztetésre a 19.2.2. pont közöl módszert. Ha ezeket valamely okból nem használhatjuk, akkor segítségül veheto a 19.2.1.1. pontban található légcsere-tényezo. A szelloztetorendszer középpontjának elhelyezését gazdaságossági és üzemeltetési szempontok szabják meg. Az elobbi azt kívánja, hogy minél közelebb legyen a kiszolgált térhez, a frisslevego-vételi helyhez, így az elosztóhálózat rövidítheto, s ez-
KÖZPONTI
SZELLÖZTETÖRENDSZEREK
637
zeI csökken a szállitás közbeni veszteség. Üzemel- ellenorzése. Erre módot adnak a 18.7.5. pontban tetés szempontjából viszont olyan tágas szellozo- található összefüggések. A központi szelloztetóbeközpont (gépház) kiképzése kívánatos, ahol a be- rendezéseket mindenkor automatikus vezérléssei épített gépek, alkotóelemek kezelése, karbantartálátjuk el. sa, cseréje lehetséges. A szelloztetoberendezések kiviteli terveinek elA szellozoközpont (gépház) alapterületét a felállí- készítésére, kiállítására a jelenlegi érvényben levo tott gépek, berendezések szabják meg. Tájékoztatáfohatósági eloírás [23] ad útmutatást. A kiviteli terv suI használható a 20-5. ábra, amely közelíto alap- tartozékai a következok: muszaki leírás, számítárajzi igényeket szemléltet. Zsúfolt gépházat nem sok, költségvetés és a kivitelhez szükséges rajzok, szabad tervezni, mert az balesetveszélyes, tuzve- alaprajzok, metszetek (méretarány 1: 25, 1: 50, szélyes és nem tartható tisztán. A gépház telepíté- esetleg 1: 100), valamint a szükség szerinti részsekor tekintettel kell lenni a gépek keltette rezgé- letrajzok (méretarány 1: 2, 1: 5, 1: 10). A szellozsekre is. tetoberendezések tervein (az ábrázolási szabályok A légcsatorna-hálózat tervezése a nyomvonal betartásával) minden alkotóelemet eredeti formákituzésévei kezdheto. Az elosztó- és gyujtohálózat jában ábrázolunk. Sematikus ábrázoláskor viszont költséges, ezért az egyszeru és rövid légcsatorna a 20-1. táblázatban található jelképi jelölést célszekívánatos. A megtervezett légcsatorna-hálózatot ru alkalmazni. méretezni kell, ami a következokbol áll : - a hálózat hidraulikai ellenállásának meghatározása (18.7.7. pont); 20-1. táblázat. Légtechnikai rendszerek - a hálózat akusztikai méretezése (17. fejezet); elemeinek jelképi jelölése U utófúfo presszor r-hüféssel - a hálózat, ill. a hálózat elemeinek szilárdsági HufoberenHütoberen'. dezés légvizNedvesito-----Indukciós ZI.1ro ~ HútökomMegnevezés Szobaklimll, Nedves Jelkepi kamra Mjel dezés Negf7evnés Jr:lképi 'el I Levegoeloszfo ikészülék ._---r- I -.., ~,---. huféssel l~ ,. I~ l1ennyezefi ~-, i csr:rélö r------jC} C------I SSzekrényklíma H hútö , méretezése. ~H~c~7~fJ?ó Szivafly,J Klímaközpont i i TtJzvédelmi -uH~CD Csappanfyu Zsalu Fa" léghevíto Keverakomra ----Húto'torony ~ fr:j Rodiólvenfillótor Klimabax csappanfyú r----I léghevítö !-400/~ ~ f-. ---1 Axiólvenfilidfar Esovedo zsalu ~ Tisztítónyilós Légcsoforna E1szívós Befúvós A befúvó- és elszívófejek, valamint a befúvási HangcsillapítJ 0l-dIP-- r--TI sebesség megválasztása és beépítése után kívánatos a befúvófejek környezetében a levego mozgásának '--
I [><:J
-
60
20
./
/'
./
/' /' /'
./ ./ /'
>~
Vvent
1
2
3
20-5. ábra. Szel1özóközpontok --
4
5
6.104;n~h
közelíto 'helyiségigénye
blokkos beépítés; - - - igénytelenebb beépités
u
I
I
-~
./ ./ /'
8$ ~~B~G ---E;i-1_\ !/r-i rn -~ flLL [ci-Oö--® -OJ] -IT] .ELL ~1l~ 1/
"
-, 1
638
SZELLOZTETO-
ÉS LÉGFuTO-BERENDEZÉSEK
20.3. Helyi szelloztetoberendezések Kisebb vagy alárendelt célokra épített helyiségek szelloztetésére helyi szelloztetokészülékeket is alkalmazhatunk. A szelloztetett térben rendszerint határolószerkezetekre (20-6. ábra). fódémre elhelyezve található a szellozogép. Elosztócsatorna nincs, sot a levego sZUfésére, melegítésére sincs általában lehetoség. Aszerint, hogyaszellozogép a belso térbe szállít levegot vagy onnan viszi el, megkülönböztetünk nyomó- és szívószellozést. Ha helyi készülékek friss levegot táplálnak be, szurésrol és elomelegítésrol mindig gondoskodni kell. Szívószellozés esetén, ha a szennyezett levego a szabadba kivezetheto, rendszerint csak magát a ventillátort építik be, s a nyílást túlnyomásra nyiIó zsalu zárja le. Helyi szellozokészülékként termoventillátor is felhasználható (1. a 20-14. ábrát). Helyi szellozokészülékekkel egyenletes levegoelosztást nem lehet elérni. A helyi szelloztetés leggyakoribb formája a helyi elszívás. Alkalmazása akkor szükséges, ha a szenynyezoanyag-forrás koncentrált volta miatt általános szellozés nem volna hatásos, ill. gazdaságos. Helyi szelloztetés természetes felhajtóerovel is muködhet, de ez csak akkor tervezheto, ha évszaktól, külso idojárástól függetlenül biztosítható a felhajtóero. A helyi szelloztetoberendezést a szennyezoforforrás és a technológiai igények figyelembevételével kell kialakítani (bovebben 1.24. fejezetben). Szükség esetén a helyi és általános szelloztetés együttesen is alkalmazható.
20-6. ábra.
Helyi szelloztetoberendezés beépítése (Fútober AFIN-AEIR típus, B változat) Dio D átmérok
20.4. Küiönféle rendeltetésu helyiségek szelloztetése A következokben azokat a szelloztetési problémákat tárgyal juk, amelyek lakó- és közösségi, valamint egyéb épületekben leggyakrabban elofordulnak.
20.4.1. Lakóépületek
szeDöztetése
Lakások különféle rendeltetésu helyiségeinek szelloztetésére a VDI 2088 alapján és a 19-1. táblázat figyelembevételével a következok ajánlhatók: -lakószobák részére n= 1,5... 2/h légcsere-tényezo [1. a (19-5) kifejezést] veheto számításba. Nyitható ablakok esetén mesterséges szelIozés nem szükséges; - konyhák szelloztetésére n=5 ... 1O/h érték vehet5 fel, külso fallal nem rendelkezo konyha részé-
re elszÍvószellozést kell tervezni. Három szintnél magasabb épületek esetén mesterséges elszÍvást célszeru választani; - fürdoszobák jó szelloztetése n=5 .. .l0/h légcsere-tényez5vel biztosítható; - mellékhelyiségek szelloztetésére n= 2 ... 12/h légcsere-tényez5 választható. Eberendezések üzemét szakaszosra kell tervezni. Lakások sze1I5ztetésekor törekedni kell egyszeru és könnyen karbantartható berendezések alkalmazására. Szobák, küls5 fallal rendelkezo konyhák szell5ztetése ablakokkal vagy falba beépített ventillátorral oldható meg. Belsoteres konyhákhoz, fürdoszobákhoz stb. külön elszivókürto szükséges. Sokszintes lakóépületek esetében a légcsatomát nagy gondossággal kell kialakítani. Magas lakóházban a szelloztetoberendezés költségeinek csök-
KULÖNFÉLE
RENDELTETÉSU
HELYISÉGEK
SZELLOZTETÉSE
639
20.4.2. Közösségi épületek szelloztetése
1 2
r--
20-7. ábra. Közös szellózocsatórna több szint számára (Fútóber FC mellékcsatornás szellóztetórendszere) 1 sze1l6zokl1rt6;
2 mellékc:aatoma
kentése végett több helyiség közös szellozocsatornát (kürtot) is kaphat (20-7. ábra). Kis alapterületu konyhákban célszeru szagelszívó-ködteleníto készüléket alkalmazni (1. a 22. fejezetet).
Irodaépületek helyiségeinek szelloztetése - kondicionálás hiányában - a következok szerint lehetséges: - irodákban a szükséges friss levego 40... 60 m3/hfo; - üléstermekben 50... 80 m3/hfo, de legalább n=8 ... IO/h légcsere-tényezo veendo fel; - mellékhelyiségek, fürdok, mint a lakóépületekben. Üléstermek részére mindig mechanikus szellozés tervezendo, kismértéku túlnyomással. Szállodákban minden szállodai szoba - kondicionálás hiányában - szellozéssel tervezendo. Kívánatos a szállodai szobák nyári intenziv szelloztetése, ezért a szelloztetóberendezés 8... lo-szeres légcserére választandó. Éttermek, dohányzók stb. túlnyomásos szelloztetése 8... 15-szörös légcserévei, mellékhelyiségek pedig nagymérvu, n= 10 20/h légcserévei és nagymérvu depresszióval [30 50 Pa (~3 ... 5 v.o. mm)) tervezendok. Kórházakban - kondicionálás hiányában igen intenziv szelloztetést kell megval6sítani. Kórtermekben a levegocsere mértéke 5... 1O-szeresóránként, társalgókban 3... 6-, mig folyosókon 2.. .4-szeres légcsere veheto fel. Irodák, várók, felvételi helyiségek stb. méretezésekor az irodaépületekre közöltek az irányadók. Mutok, in~enziv osztályok stb. kondicionálóberendezéssellátandók el (1. a 21.8. pontot). Kórházakban a friss levegot a szokványos szurésen túl csirátlanítani is kivánatos (1. a 24.5.6.4. és 18.5.3.7. pontot). Kórházi szelloztetoberendezések tervezésekor fokozott figyelmet kell fordítani az akusztikai igényekre. Oktatási épületekben is alapvetoen eros és intenziv szelloztetést kell mindenütt megvalósítani. A tantermek zömében természetes szelloztetés van, ablakok szakaszos nyitásával. A tapasztalatok szerint a CO2-termelés következtében igen gyors a levego romlása, s ezzel együtt jár a fáradtság és a figyelemcsökkenés. Tantermekben folyamatos levegocsere volna szükséges, szakaszos szelloztetés nem engedheto meg. A tanulók frisslevego-igénye a szokásosnál nagyobb, ezért kívánatos 30 m3/hfo normával számolni. A tantermekben szükséges légcsere-tényezo n=4 ...8/h. A rendszerint több órás foglalkozásra létesitett nagyeloadótermekben központi szellozteto- vagy kondicionálóberendezést kell építeni. A frisslevegoigény itt is 30 m3/hfo, mig a tényleges légcsere 6oo.to-szeres. E megoldásban a szurt teremlevego recirkuláltatható. Tornatermekben is intenziv szel-
640
SZELLOZTETO-
ÉS LÉGFUTO-BERENDEZÉSEK
lozés kívánatos, jó levegoelosztással. A légcsere-té20.4.3. Különleges igényu helyiségek szelloztetése nyezo tornatermekben n = 5... 1Ojh. Sportcsarnokban, nagy tornacsarnokban a frisslevego-igény 20-40 m3jhfo, de a légcsere száma.2 ... 3jh. Néhány esetben (pl. elektronikai, optikai elemek Színházak, hangverseny termek és mozik - kondicionálás hiányában - igen intenzÍv szelloztetést gyártása, gyógyszergyártás esetén stb.) a szellozoigényelnek. A kívánatos l~we-gocsereóránként kis levego portartalmával kapcsolatosan különösen méretu nézotér esetén 6 ... 1o-szeres, közepes méret szigorúak a megkötések. A gyártók por- vagy mik(5 ... 6 m3 teremtérfogat/nézo) esetén n=4 ... 8jh, míg ro organizmus mentes levegot igényelnek, ami a szunagy nézotér esetén n=4 ... 6/h. A frisslevego-fej- rés különleges megoldását, s ezzel a szellozoközpont új igények szerinti kialakítását teszi szükségessé. adag 20 ... 40 m3jhfo között változhat. A nézotéren emIített helyiségeket nagy tisztaságú tereknek mindig kismértéku túlnyomás tartandó. A levego- Az nevezzük. elosztásra különösen nagy gondot kell fordítani A zárt térben keletkezo por eredete szerint lehet színházakban és mozikban, mert a jó vagy rossz színházi, ill. mozieloadás következtében az embe- külso térbol bejutó, emberektol származó és techrek a levego mozgására, milyenségére kétszeresen nológia során keletkezo por. Normálkialakítású szelloztetoberendezésekben a levegoben maradó érzékenyek. Színházak, mozik elocsarnokához porrészecskék a levego mozgása következtében a amely egyben dohányzó is - szakaszosan muködo, tér minden pontjába eljutnak. Ha azonban nagy 10... 20-szoros légcserére tervezett szelloztetoberendezés .szükséges. Eloterekben ugyanúgy, mint a teljesítményu szurovel finom levegoeloszlást valómellékhelyiségekben a környezet és nézotér védel- sítunk meg (20-8. ábra), akkor lehetoség van arra, hogya teljes teret egyenletesen, turbulencia mentemére depressziót kell tartani. sen átöbIítsük. Udüloépületek hasonló elbírálás alá esnek, mint Nagy, sokszor óránkénti 50... 2oo-szoros levegoa szállodák. A jelenlegi szokásoktól eltéroen, hangcsere alakul ki a szelloztetett helyiségben, ennek elsúlyozni kell az idény- (csak nyári) üdülok szellozlenére a kialakuló levegosebesség 0,1.. .0,4 mis kötetésének fontosságát. Kívánatos a szobák szelzött van, s a bent dolgozók részére még a jó közérloztetésének megoldása, s ez rendszerint ablakra, falra helyezett elszívóventillátorral lehetséges. Kö- zetet biztosítja. zösségi termekben, ebédlokben, társalgókban stb. 1 1-2 • 5... 1O-szereslégcsere szükséges. ral J + ~ + • I Uszodák tökéletes szelloztetése - ködtelenítob} t berendezés hiányában - nem megoldható feladat· ~ a) 2 Nyáron a keletkezo nedvesség nagy nézoszám ese- ~ L. I" , , Ifigyelembe , I , , • , • , véve•I • I • I • I • I \ tén - 20... 30 m3jhfo fejadagot elszálIítható, télen azonban nem (1. a 22.5.3. pon-
-
---
l~'
-
---
I
-- ---
1
tot). Öltözokben, eloterekben stb. óránként 5... . ..1o-szeres légcserét kell megvalósítani. Ezekben a helyiségekben is depressziós szelloztetés szükséges. Áruházak eladótereinek jó levegoellátása szelloztetéssel nem oldható meg. Nagy a ho- és ned· vességképzodés, s így szükséges a levego elokezelése és elokészítése, ami szelloztetoberendezésekben nem valósítható meg. Áruházakban a szelloztetés csak· szükségmegoldás. Általában 1O.. .15-szörös óránkénti levegocserét választunk, tekintve, hogy a vevok száma még csak meg sem becsülheto. Kis (ÁBC) áruházak, idényáruházak szelloztetése esetén szintén 1O... l5-szörös légcserével kell számolni, bár ez is csak szükségmegoldás. Adatfeldolgozó gépek, számítógépek tereiben a megfelelo légállapot csak kondicionálással tartható fenn. Szelloztetés csak a kapcsolódó iroda-, raktár- stb. helyiségekben kerülhet elotérbe.
26-8. ábra. Levego mozgatása nagy tisztaságú terekben ([21]nyomán) aj Ctlag6leges levegc5vezetés; hj vlzszintes levei6vezetés; zet-); 2 e16szúrc5; .3 sz6rc5 (Cal-)
1 szúrc5 (mennye-
KÜLÖNFÉLE
RENDELTETÉSU
HELYISÉGEK
641
SZELLOZTETÉSE
20-2. táblázat. Nagy tisztaságú terek osztályozása Max. porszemcseszám a levegoben, dbfl
Osztályozás
x=O,S .••S
1. fokozat 2. fokozat 3. fokozat
t
10'111
3,5 350,0 3500,0
I
x>S
10'111
o 2,3 25,0
pontban leírtakkal, s így az alkotóelemek is azonosak a már bemutatott szelloztetoberendezések alkotóelemeivel (20.2. pont). A nagy tisztaságú helyiségek kiképzése, megépítése nagyon költséges, ezért ahol elegendo egy nagy tisztaságú fülke kialakítása, ott csupán ennek alkalmazására kerül sor. Szelloztetés szempontjából hasonlít az elozo feladathoz (20-9. ábra).
2 ---
3 20-9. ábra. Nagy tisztaságú fülke kialakítása ([21] nyomán) 1 nagy teljesítményu szuro: 2 eloszuro: 3 ventillátor; 4 világítás
A levegovezetés célszerCimódozatait a 20-8. ábra szemlélteti. A megengedheto porszemcseszámot a 20-2. táblázatban találjuk. A levego-elokészítés ebben az esetben lényegében megegyezik a 20.2.1.
20.4.4. Ipari épületek szelloztetése Ipari épületek szelloztetését részletesen a 24. fejezet tárgyalja.
aj
b)
ej 20-10. ábra. Légfútötest beépítése aj teljes kereSztmetszetet takaró légfutotest: b) légfutótest megkerülovezetékkel; e) légflítotest levegooldali szabályozással:
3 diffúzor: 4 konfúzor: 5 légcsatorna
43 Az épületaéPészet kézikönyve
1 légfútótest: 2 zsalu;
642
SZELLOZTETO-
ÉS lÉGFUTO-BERENDEZÉSEK
20.5. Légfuto-rendszerek kialakítása A légffito-berendezések feladata kettos, mégpedig a kívánt mértéku levegocsere, valamint a helyiség futése. Evégett a külso térbol hozott friss levegot vagy a kiszolgált helyiségbol és külso térbol származó levego keverékét, esetleg csak a belso térbol származó levegot a légfuto-központban szurik és melegitik, majd a helyiségbe táplálják. Légfuto-berendezés tizemelhet friss, kevert és kering; tetett (recirkuláltatott) levegovel. A légfuto-berendezéseket feloszthatjuk központi és egyedi rendszerekre. A légfuto-berendezés tizemelhet természetes felhajtóerovel vagy külso energiaforrást felhasználó ventillátorral. Az elobbi csoporthoz tartozó berendezéseket gravitációs légfuto-berendezéseknek nevezzük.
20.5.1. Központi légfutó-rendszerek A központi légfuto-berendezés kialakításában hasonló a szelloztetoberendezések felépítéséhez. A légfuto-központban ventillátor, szuro és légfutotest (kalorifer) található. A központban elokészített levegot itt is az elosztó- és gyujtohálózat viszi a kiszolgálandó helyiségekhez, majd a befúvó- és elszívószerkezetek adagolják be, ill. szívják el a helyiségekbol. A központi légfuto-rendszerek alkotóelemei azonosak a szelloztetoberendezések alkotóelemeivel. Új elem csupán a légfutotest. A levegoelosztás és -terelés a kiszolgált helyiségben gondos analízist kíván. A megkívánt szelloztetés mellett az egyenletes homérséklet-elosztás is fontos követelmény, amit csak megfelelo befúvófejekkel, anemosztátokkal lehet elérni. A központi légfuto-berendezés kialakításakor törekedjünk a leheto legrövidebb csatornahálózatra a veszteségek csökkentése végett. Meleg levegot szállító hálózatot szigeteini kell. Futött térben haladó légcsatorna lehulését a helyiség hoszükségletének meghatározásakor figyelembe vesszük.
20.5.2. Légfutotestek kialakítása és beépítése A levego melegltésére szerkesztett futoelemet légffitotestnek (kalorifernek) nevezzük. Ez a futotest a keresztáramú hocserélok családjába tartozik.
A kaloriferekben felhasználható futoközeg lehet meleg viz, forró viz, kis- és nagynyomású g6z, olaj és elektromos áram. A hazai gyakorlatban foleg vizet és gozt használunk. Egyedi berendezésekben villamos futoelem is megtalálható. Olaj mint hohordozó foleg ipari - esetleg technológiai célokra is használt - légfuto-berendezésekben fordul elo. A viz- és gozfutésu kaloriferek szerkezeti kialakítását és gyártását a 18.2. pont ismerteti. A légfutotesteket acéllemez burkolattal és rendszerint szögacél kerettel gyártják. Ez utóbbi teszi lehetové a rendszer többi eleméhez kapcsolást. Légfutotestek beépítésére a 20-10. ábrán látunk példát. Lehetséges a futoelemmel a légcsatoma teljes keresztmetszetét letakarni [20-10. aj ábra], vagy annak csupán egy részét [20-10. bJ ábra]. A beépítendo futotest homlokmérete általában nagyobb a csatorna keresztmetszeténél, ezért a csatornát ki kell bovíteni, ill. újra szukíteni. Beépítéskor ügyelni kell a légtelenítés és ürítés megoldására. A beépítésseI kapcsolatban a szabályozhatóság biztosítására is felhívjuk a figyelmet. Vízzel futött kaloriferek teljesítményszabályozása a homérséklet változtatásával oldható meg. A gozfutésu kalonf erek szabályozása gozoldalon nehézkes, ezért inkább a levegooldali szabályozást ajánljuk [20-10. ej ábra]. Szabályozás céljából megosztjuk a futoelemet, s egy helyett két kalorifert építünk be. Ezek összteljesítménye lesz azonos a teljes igénnyel. A megosztás 50-50%, 67-33% stb. arányban lehetséges.
20.5.3. Légfutotestek méretezése A Iégfutotestekben a futo és futött közeg egymásra meroleges irányban áramlik, s így ez a készülék is a keresztáramú hocserélok családjába sorolható. Méretezéskor az ismert összefüggést vehetjük segítségül: Q=kALftközker
(20-1)
ahol a k hoátbocsátási tényezo, a készülék mért vagy számított jellemzo je, W/m2K (kcal/m2h°C); A a futofelület, m2; L'ftközker közepes homérsékletkülönbség, oc. A légfutotestek I1léretezését a 18.2. pont, míg a hocserélok elvi kérdéseit az 1.4.4. pont tárgyalja.
LÉGFUTO-RENDSZEREK"
Ezek ismeretében kell megválasztani a légfutoberendezés jellegét. A szellozolevego térfogatárama légfuto-berendezésekben a (19-11), (19-11a), (19-12) alapján határozható meg. Csak friss levegovel dolgozó légfuto-berendezés [20-11. a) ábra] esetében Vszell=Vfriss és mszell=
20.5.4. Központi légfuto-rendszerek tervezése A légfuto-rendszerek tervezésének megkezdése elott a 20.2.6. pontban felsoroltakon túlmenoen a következo kÜnduIási adatok ismerete szükséges: - tbel belso homérséklet, az 5-1. táblázat alapján választható; - tkiil külso méretezési alaphomérséklet (1. az 5.1.1.2. pontot). " Ezen adatok birtokában a helyiség Q transzmiszsziós hoigénye (hovesztesége) az (5-8) kifejezés alapján számítható:
= eV szeII=
~ (1+Pö)A/k:(tbel-tkiil)i.
1=1
ahol i a felületek száma. A futendo térben tartózkodó személyek (élolények) frisslevego-igénye 20 m3/hfo (ill. 30 m3/hfóJ fejadag és a létszám (n) alapján meghatár()zható: Vfriss=VE=n(20
.•• 30)
m3/h.
eV friss'
A levego felmelegítésére fordítandó hoáram két részbol áll, ezek: " - (tbel- tkiil)= L1tl homérséklet emeléséhez szükséges QI hoáram; - (tszell- tbea= L1t2 homérsékletemeléséhez szükséges Q2 hoáram, mivel Q2=Q [1.az (5-8) összefüggést], így a tszell oC, a szellozolevego homérséklete keresendo.
I=n Q=
643
KIALAKíTÁSA
A teljes LJt= LJtt + Llt2 homérséklet-változás esetén a levego alkalmas betáplálásra, és el tudja látni a zárt tér futését. Az elofuto által leadott hoáram, azaz a kalorifer szükséges teljesítménye:
(20-2)
(20-3)
Qkal=QI+Q2;
I
--t---H i aj
-
I
-tI bj
20-11. ábra. Légfúto-berendezés központjának elvi kialakítása aj friss levegoveldolgozóközpont; bJ kevertlevegoveldolgozóközpont 43·
644
SZELLOZTETO-ÉSLÉGFUT~BERENDEZÉSEK Ql =mszell(ibel= mszellcitbel-
Q2= mszell(iszell.. = Cplhszell(tszell-
ikü0= tkOI); ibeJ= tbel) =
A kevert levego homérséklete: (20-4) t
Q.
(20-5)
Az (5-8) és (20-5) kifejezésbol a szellozolevego szükséges homérséklete: tszell=--Q-+tbel mszellcp
oC.
(20-6)
Kevert (recirkuláltatott) levegovel üzemelo légfutorendszer esetén [20-1i. bJ ábra] Q és V friss ismeretében a V friss és Vszell közötti keverési arányt kell meghatározni. A gazdaságos energiafelhasználásra értéket a való törekvés miatta Vszell-Vfriss=Vker leheto legnagyobbra kell venni. Mivel
azaz (lszellV szell= (ltbelV friss + (ltbelV ker' (20-8) A felfutéshez szükséges Ql hoáram itt is két részbol áll, az elofutoben a friss levego felfutéséhez szükséges hoáram:
Ql' =mfrissCp(tbel-
tkOI)'
(20-9)
mivel Ihfriss< mszell> ezért Q;< Ql [1. a (20-4) kifejezést], azaz ebben az esetben az mfriss mszell
=n
keverési arány mutatja azonos mszell mellett az energiamegtakaritást. A keverés ebben az esetben is tbel homérsékleten megy végbe. A második futoelem már a teljes 11tszell tömegáramot melegíti fel tszell homérsékletre, így a Q2 a (20-5) szerint határozható meg. Ha a felmelegítés folyamatát egy futotesttel oldjuk meg [20-11. aj ábra], akkor a keverotérben t.kül hO!TIérsék~etu Vfriss és tbel homérsékletu Vszell-Vfriss=Vker légáramok találkoznak, azaz
keY
= mfrisscptkOI+
(mszell-mCriss)cptbel ol.. "'szellC"
'
(20-12)
ezzel a légfiitotest által leadott hoáram a (20-3) szerint:
S
Qkal=Ql+Q2' ahol ebben az esetben 'Q~
= mszellcitbel-
tkev)
(20-13)
formában írható fet Mivel (tbel- tkev)< (tbel- tkü~' ezért Q~
(20-10) A keverési arány ebben az esetben is V friss ismeretében már megválasztható. A keverék entalpiája az alkotók entalpiájának összegeként írható fel:
20.5.5. Légfuto-rendszerek A légfuto-berendezés a gyakorlatban nagyon sokszor eloforduló légtechnikai megoldás. Alkalmazható csarnokok, muhelyek, nagy termek [20-12. aj ábra], de sokhelyiséges épületek futésére is [20-12. (b ábra].
LÉOFuTÖ-RENDSZEREK
E helyiségcsoportnál rendszerint -az elosztóhálózat elhelyezése okoz problémát. A légcsatorna mérete a választott vagy megengedheto sebesség függvénye (1. a 18.7.9. pontot). A nagy méret miatti tetemes helyszükséglet növeli a beruházási költségeket. Rendszerint a 20-12. ábra szerinti megoldásokat alkalmazzuk a 19.7.2. pont figyelembevételével. A légfutés több országban kedvelt futési megoldás, erre mutat példát a 20-13. ábra. Sokszintes épületekben is kialakítható az ábra szerinti megoldás, azaz a pincében rendszerint fém elosztóháló-
a)
64S
KIALAKíTÁSA
T 211
2
III 2
aj
bj 20-13. ábra. Légfutés egyszintu alápincézett lakóházban ,\
I I
J
1"3
2 r,----
i--db) 20-12. ábra. Légfúto-berendezés
kialakítása
aj csarnoképület elrendezése; bJ több szintes épület légftíto-berendezése;
lléaffito-központ;
2 e!osztóhálózat; 3 befúvófej; <4levegökibocsátás
a) földszint; b) pince; 1 távozó levego; 2 levegöt átbocsátó rács; 3 kémény; <4olajtároló ; 5 e!osztócsatorna; 6Ieveg6befúvás; 7Iégftíto-készOlék; 8 frisslevego-vétel
zat van, és ehhez csatlakozik a vastag falakban kialakított épített (pl. tégla-) csatorna, amely az elosztóhálózat szerepét tölti be. Ezt a megoldást a hazai gyakorlatban livcsák-féle légfutésnek nevezzük. A terjedelmes légcsatorna-hálózatot kívánja kiküszöbölni a domoterm és egyéb, de hasonló elven kiképzett légfutés. A lakás egy pontján (pl. eloszobában), rendszerint a mennyezet alatt, kis légfutokészüléket (ventillátort + légfutotestet) helyeznek el. E készülék a lakás levegojét mozgatja és melegíti. Légcsatorna-hálózat nincs, ezért a levego vezetésére a lakás egyes hel)"iségeit levegoátbocsátó nyílásokkal kötik össze. így a levego a teljes lakást vagy annak egy részét átjárja, majd visszajut a légfuto-készülékhez. Domoterm légfutés üzemelhet helyi hoforrással (elektromos futés) vagy csatlakozhat központi elosztóhálózatra (víz, goz, forró víz) is. Olcsó megoldás, de hátránya, hogya lakás egyes helyiségeinek levegoje keveredik.
SZELLOZTETO-ÉSLÉGFUTÖ-BERENDEZÉSEK
20.6. Helyi légfuto-berendezések A helyi vagy egyedi légfuto-berendezés rendszerint a kiszolgált térben van. Általában ventillátor és légfutotest egybeépítésével állítjuk elo, szurot nem minden esetben alkalmazunk. Megszervezett levegoelosztás nincs, elmarad az elosztó- és gyujtohálózat. Az elhasznált levego a
nyiIászárók résein, ill. túlnyomásra nyíló zsalun át távozik. Hazai gyakorlatban az egyedi futoberendezések legnagyobb csoportját a termoventilIátorok alkotják. A termoventilIátorok készülékké összeépített légfutotestbol, ventillátorból, esetleg szurobol és A
H
8 c
aj o
o
o
o
8 c
A
b) 20-14. ábra. Termoventillátorok
kialakítása
aj TRC Fútober dpus radiális ventillátorral (20-3. táblázat); hj TRA Fútober típus axíális ventillátorral (20-4. táblázat)
647
HELYI LÉGFUTO-BERENDEZÉSEK 20-3. táblázat. TRC termoventillátorok méret- és teljesítményadatai
--
[Fútober
leges HoleadásFoméretek, mm dB H tlatNévElektromotor B 4900 70 Iményc, Súly, 36000 15700 1040 27000 67 12500 68 3000 88 24100 42200 1440 78500 66 97 29900 67900 41600 34100 48400 57500 67 47300 20600 55000 78700 74 76 430 530 90 1440 840 700 137 ft V,m'lh 2600 1440 30900 18200 1600 330 23500 14500 49000 28000 4700 66800 550 720 2200 6300 41000 91500 960 24000 35100 1230 640 960 1230 580 0,55 1,5 0,37 1,5 840 0,55. száma, 0,75 430 szállltás, 640 szint, W I kcallh I 530 Goz,I 1440 840att 1133 I Meleg viz, 90/10 0,2
Ic
I teljesl
I fordu-
ZajW
gyártmány,!.
a 20-14. aj ábrát] levego-
I kcallh
oC
20-4. táblázat. TRA termoventillátor méret- és teljesítményadatai [Fútober
gyártmány,!.
a 20-14. bJ ábrát]
Holeadás
Foméretek, mm C B W850 H Elektromotor W Goz, kcal/h Súly, tlatszállltás, viz, 90/10 oC 0,2 att kcallh 740 860 124 123 720 960 73800 27400980 63500 71000 60000 50400 76 10700 460 400 40 660 75 38500 33100 500 960 7200 43000 82500 69800 31 37000 980 1440 18500 12400 15900 590 580 450 690 3600 27450 23600 780 Meleg 9600 4800 1800 0,55 0,25 0,37 0,Q7 58600 0,18 690 ménye, V 'Ih Névlegesszáma,
I
teljes! I
I
)
fordu-
I
levego-
keveroszekrénybol állnak. Egyes tipusok csak keringtetett levegovel üzemelnek, mások friss levego bevezetésére is alkalmasak. A hohordozó közeg lehet meleg vagy forró víz, olaj, kis- vagy nagynyomású goz, sot elektromos futotest alkalmazása is szóba jöhet. A beépített szellozogép lehet axiális vagy radiális ventilIátor. Hazai termoventilIátorok legismertebb típusait a 20-14. ábrán mutatjuk be. A termoventilIátorok lehetnek falra szerelt, mennyezetre függesztett, padlóra állított kiviteluek. Általában 500... 100 000 m3fh légszá1lítással és 2900... 175000 W (2500... 150 000 kcalfh) hoteljesítménnyel készítik. A levegot a futotest felmelegíti és a ventillátor keringteti a helyiségben, a helyiséglevego és a friss levego aránya a legtöbb típuson csappantyú segítségével beállítható. Nagy elonye e futési módnak, hogy a levego áramlási sebessége miatt kis futotestek szükségesek, így a berendezés viszonylag olcsó, 'és gyors a felfutési lehetoség. További elony, hogya különbözo helyiségek futése egymástól függetlenítheto. Hátránya levego (és ho) nem egyenletes eloszlása, valamint hogy zajos. A termoventillátoros szellozés és futés fo alkalmazási területe: ipari és mezogazdasági épületek, muhelyek, idoszakosan használt csarnokok stb.,
azonban magas csarnokokban az egyenlotlen homérséklet-eloszlás miatt nem mindig gazdaságos. A termoventilIátorokhoz néha rövidebb elosztócsatorna-hálózatot is csatlakoztatnak. TermoventilIátor beépítési példáit a 20-15. ábra szemlélteti. Néhány hazai termoventilIátor méretés teljesítményadatai a 20-3. (TRC) és 20-4. (TRA) táblázatban találhatók. A tüzeloszerkezet és a termoventilIátor összeépítésével mozgatható és célszeroen felhasználható 2
.]
rI
'1 I
I
I
II I
I I I I
1
~_J
aj
1 termoventillátor;
bJ
..•.
bJ
20-15. ábra. Termoventillátorok aj gozvezetékhez;
-
1-,-
II
meleg- v. forróvlz-vezetékhez 2 goz- és kondenzvezeték; vezeték-pár
beépítése csatlakozó berendezés; 3 'melegvfz- (forróvlz-)
648
SZELLOZTETO-
ÉS LÉGFUTO-BERENDEZÉSEK
20-5. táblázat. Olaj- és gáztüzelésfi légbevítok tájékoztató méret- és teljesitményadatai (Flítober gyártmány)
-
1000 Pa B W holeadás D C E G kcaJfh .v,m'fh szállitás, 1190 1000 320 700 46500 750 12 950 117 3000 16 157 5000 1385 81000 180 1264 955 1425 70,000 40,000 Névleges dP., 2100 I I I kpfm' I
Mérct,mm
levego-
gáztüzelésu olajtüzelésu léghevíto léghevíto I Névle~es I
I s~~'1
-
G
1\
8
C
.-h
~I
.
ID 1,
egyedi 1égfuto-készü1ék állítható elo. Hazai gyakorlatban is elterjedten alkalmazzák. E készülékeket széles teljesítményhatárok között gyártják. A levegoszállítás 1000... 50000 m3fh, a futoteljesítmény 5800... 175000 W (5000... 150000 kcalfh) határok között változhat. Tüzelésre felhasználható olaj vagy gáz, de esetenként szilárd tüzeloanyag is szóba jöhet. A szilárd tüzeloanyagra konstruált készülékeket a hazai gyakorlatban tuzlégkalorifernek nevezzük. A 20-16. ábrán olaj- és gáztüzeléssel üzemelo egyedi futokészülék látható. Teljesítményadatai a 20-5. táblázatban találhatók.
aj
6
B
c T
r
20-16. ábra. Léghevítok körvonalrajza
bJ
a) olajtiizeléslí holégfúvó (Flítober gyártmány); b) gáztiizeléslí holégfúv6 (Flítober gyártmány)
GRAVITÁCIÓS
649
LÉGFUTÉS
20.7. Gravitációs légfútés A legosibb légtechnikai rendszer. Már az ókorban a koreaiak, rómaiak stb. az épületeket kivülrol 1j levegovel futötték. A füstgáz és levego keverékét a padlóban és az oldalfalakban a természetes felhajtóero segitségével mozgatták. Ez a légfutési mód régi épületekben még megtalálható. Ma már gravitációs légfutést ritkán épitenek, inkább csak tájjellegu épületekben vagy településektol, országos energiahálózattóI távol eso helyeken. Rendszerint szilárd tüzeloanyaghoz épitett hotermelo (kazán) • a futoberendezés központja, amelyen levego áramlik áto Az átáramló levego felmelegedve elosztó(falazott) csatornába jut, amely egyben futocsatorna is. A lehult levego a szabadba távozik. Visszakeringtetést a gravitáció nem tesz lehetové. Az utóbbi idoben egyes országokban tért hóditott egy-, kétszintes 20-17. ábra. Lakóház fútésére alkalmas olaj- vagy gáztüzecsaládi házak futoberendezéseként. Az ott használésu légfúto-készülék latos futokészülék elvét a 20-17. ábra szemlélteti. llevegobevezetés; 2 meleglevego-elvezetés; 3 füstgázelvezetés
20.8. Szellozteto- és légfuto-berendezések átvétele, üzembe helyezése és karbantartása Légtechnikai berendezések tervezésével, gyártásával és üzemeltetéséveI foglalkozó szakemberek számára röviden összefoglaljuk e rendszerek átvételével és üzembe helyezéséveI kapcsolatos tudnivalókat.
20.8.1. Berendezések átadása és átvétele A megrendelo a berendezést ellenorzés után veszi áto Ennek folyamán megvizsgálja a szerelés minoségét, az egyes szerkezeti elemek beépitését, muködését. Mérésekkel ellenorzi - a szállitott levego tömegáramát ; - a helyiség-homérsékletet (a helyiség nagyságátólfüggoen 4... 8 helyen, a padlószint felett 1...1,5 m magasságban) ; - egyéb szennyezodés esetén a helyiséglevego szennyezettségének koncentrációját (pl. portartalmát); - a Kata-értéket (huzat jelenség ellenorzéséveI) ; - a zajszintet. Amennyiben a mért és tervezett muszaki jellemzok között lényeges, meg nem engedheto eltérés mutatkozik, a berendezést be kell szabályozni.
20.8.2. A berendezés próbaüzeme A tervek szerint elkészitett szellozteto- vagy légfuto-berendezéssel a szerelo vállalat próbaüzemelést végez. Ennek folyamán ellenorzi a szerelési munka minoségét, a berendezés megfelelo üzemét. Ellenorzi a ventillátor megfelelo forgásirányát, a csapágyak kenését és melegedését, az ékszijak feszességét, a ventillátor-járókerék kiegyensúlyozatlanságból vagy helytelen szerelésbol adódó rezgését, a hajtómotor melegedését, inditását, leállitását. Megvizsgálja a szurok beépitését, a hocserélok légtelenedését, melegedését, ill. lehultsét, a keringtetoszivattyúk, a szabályozószerkezetek, az automatika muködését, helyes beállitását. A próbaüzemeltetés célja elsosorban a felszerelt berendezés egyes szerkezeti elemeinek mechanikus vizsgálata, muködésének ellenorzése, a teljesitmény ellenorzése nélkül. 20.8.3. Beszabályozás Amennyiben a részleteiben megvizsgált berendezés muködését megfelelonek találják, a rendszer beszabályozásával beállitják (a tervezo és a kivitelezo közösen) a tervekben eloírt muszaki jellemzoket. Ez a munka elsosorban az eloirt légmennyiségek
650
SZELLÖZTETO-
ÉS LÉGFUTO-BERENDEZÉSEK
beállítását jelenti. A beépített szabályozószerkezetek állításával, a befúvószerkezetek megfelelo beszabályozásával és a ventillátor fordulatszámának esetleges módosításával (az ékszíjtárcsa cseréjével) állítják be az eloírt és tervezett légmennyiségeket. Az átadás, átvétel munkáját könnyítik meg, ha a beszabályozás folyamán elvégzik mindazokat az ellenorzo méréseket, amelyeket a beruházó átvételkor végez. 20.8.4. Szellozteto- és légfutoberendezések üzeme és karbantartása A jó üzemeltetés legalapvetobb feltétele szakképzett, a berendezést és annak muködését minden részletében jól ismero kezeloszemélyzet, amelynek feladata a berendezés üzemeltetése, ellenorzése és karbantartása. Nem automatikus berendezés üzemeltetése a napi beindításon és leálIításon túlmenoen idonkénti kézi beavatkozást, leállítást tesz szükségessé. A biztos és jó áttekinthetoséget segíti elo, ha a kezelonek rendelkezésére áll a berendezés egészét feltünteto séma, továbbá annak elrendezési rajzai.
A kezelo az üzemidot, homérsékleteket, egyéb megfigyeléseit és tapasztalatait kezelonaplóban jegyzi fel. Az üzem ellenorzése a következokre terjedjen ki: - a szellozo- és helyiséglevego homérséklete (esetleg páratartalma ) ; - a szuro ellenállása; - a ventillátor össz-nyomásnövekedése; - a ventillátorcsapágy melegedése. az ékszíjak feszessége, a gép járása ; - a hajtómotor melegedése, a motorvédo kapcsoló próbája; - a szivattyú járása, nyomása; - az automatika próbája, utánálIítása. A karbantartás keretében a következo munkákat kell elvégezni: - siklócsapágyak olajozása hetente egyszer; - gördülocsapágyak zsírozása félévenként egyszer; - megnyúlt ékszíjak kicserélése; - szurok regenerálása, ill. cseréje; - légcsatornák tisztítása; - mázolás, hoszigetelés kijavítása; - javításra, cserére szoruló szerkezetek rendbehozása.
20.9. IRODALOM [1] Bogosz/ovszkíj, V. N.: Sztroityelnaja teplofizika. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1970. [21 Bosnjakovié, Fr. : Technische Thermodinamik. Dresden-Leipzig, Verlag Theodor Steinkopf, 1965. [31 Degtjarev. N. V.: Kondicionyirovanyie vozduha. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1953. [41 Destek és szerzotsai : Magas lakóházak épülctgépészete. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [SI Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [6] Fekete 1.: Szellozteto berendez.ések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1967. [7] Ferencowiez, J.: Wentylaczia i klimatyz.acia. Warsz.awa, Arkady, 1964. [8] Grubemann, M.: 1- x Diagramm feuchter Luft. Berlin, Springer Verlag, 1952. [9] Gruber J.: Ventillátorok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I968. [10] Jászay T.: Muszaki Mtan. Budapest, Tankönyvkiadó, 1968. [Il] Kamenyev, P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Arehitektura, 1968. [l2] Lakos A.: Szellozö berendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [13] Loewer. H.: Klimatechnik. Berlin, Springer Verlag, 1968.
[14] Menyhárt-Fekete: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [lS] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [16] MenyItárt J.: Klímaberendezések. Budapest, MÚs7.aki Könyvkiadó, 1967. [17] Menyhárt J.: Légtechnika-méretezési alapadatok. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1968. [18] Nesterjenko. A. V.: Osmovi termodinamicseszki raszcsotov ventiljacii i kondicionyirovanyia vozduha. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1971. [19] Raiss, W.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1970. [20] Rietsche/-Raiss: Futés-szellozés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [21] Recknage/-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974/ 75. [22] Sprenger, E.: Heizung- und Klimatechnik in USA. München, R. Oldenbourg, 1958. [23] Muszaki eloirás (ME 112-72). Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, ÉVM Tájékoztatási Központ, 1972. [24] Légtechnikai 1970.
alapadatok
(TTI- TS----G64). Budapest,
[25] VDI 2088 Lüftung v. Wohnungen,
Düsseldorf,
1975.
21. Klímaberendezések Szerzo: DR. MENYHÁRT JÓZSEF Lektor: Bodnár Ferenc
A klimatizáló vagy más néven kondicionálóberendezésnek nevezzük azt a levegotechnikai berendezést, amely a zárt térben folyamatosan és egyidejuleg fenntartja az eloirt levego-homérsékletet, levegonedvességet - azaz a kivánt légállapotot - és légnyomást, ill. ezeket az elore beállitott program szerint változtatja, továbbá folyamatosan gondoskodik a beszállitott levego tisztitásáról, elosztásáról, valamint a helyiségben elhasznált levego elvezetésérol.
A szakirodalom eddig nem sorolta a kondicionálóberendezések jellemzésekor a levego nyomásának tartását - ill. program szerinti változtatását a klimaberendezések feladatai közé. Azonban a rohamosan fejlodo jármwpar, ahol az utasfülkék kondicionálásának éppen a légnyomás tartása az egyik fo feladata, megkivánja a kondicionálóberendezésekre vonatkozó elobbi általánositás rögzitését.
21.1. Klímaberendezések alkalmazása A kondicionálóberendezéseket ma egyaránt megtaláljuk lakásokban, középületekben, gyülekezési termekben, ipari és mezogazdasági épületekben. A klimatizálóberendezések alkalmazásának célja kétféle lehet, mégpedig a bent tartózkodó ember számára biztositsa a munkavégzéshez megfelelo jó közérzetet, ill. tartsa fenn az ipari és mezogazdasági épületekben a technológiai folyamatokhoz szükséges légállapotot. A kényelemérzet az ember szubjektiv tulajdonsága, a környezethatásokkal szembeni szubjektiv reakciója. A kényelemérzet igen sok tényezotol függ, s az egyes tényezok pontos szerepe még ma sem teljesen tisztázott. Mindenesetre a levego homérsékletének, nedvességének, tisztaságának hatása a legerosebb befolyásoló tényezo (1. a 4. fejezetet). Kondicionált irodaépületben nyáron végzett vizsgálatok alkalmával jó közérzetrol nyilatkozott a dolgozók 70%-a, a "környezetüket munkavégzéshez optimálisnak itélték. A nem· kondicionált épületben a dolgozók 95%-a a környezetet kifogásolta. A nem megfelelo környezet a munkavégzésben is erosen érezteti hatását. A bekövetkezo termelékenységcsökkenés ~ a külso idojárási viszonyok függvényében - 5... 25%-ot is elérhet. Ipari termelési célokra létesitett kondicionálóberendezések célja lehet:
- a megfelelo munkafeltételek megteremtése ; - technológiai kivánalmak kielégitése. A gyártási, technológiai folyamatok adott optimális levego-homérséklet és relativ nedvesség mellett a legeredményesebbek (pl. nagy pontosságú szerszámgépgyártás, számitógéptermek, textilüzemek stb.). A mezogazdaságban a kondicionálási kérdések szintén az ipari technológiai klimatizálás körébe tartoznak. Az állattartási épületek kondicionálása ai optimális kHmaviszonyok létrehozásával elosegiti a legeredményesebb állatnevelést és a leggazdaságosabb takarmánykihasználást. A nem kényelmi klimatizálóberendezések létesitésekor gazdaságossági vizsgálat a kiindulás alapja, mert ezek létesitésekor a gazdaságossági szempont a dönto. A gazdasági számitás során még figyelembe kell venni a kedvezotlen kHmaviszonyok miatt várhatóan kieso munkanapok számát, a várható termelékenységcsökkenést és a megnövekvo balesetveszélyt. A 21-1. ábra a balesetveszély, a levegohomérséklet és életkor közötti kapcsolatot szemlélteti. A kondicionálóberendezés költségei csökkenthetok, ha azokban az üzemekben, ahol erre lehetoség nyilik (pl. eromuvek vezényloterme, kezeloállások
652
KLíMABERENDEZÉSEK
házak kIímaberendezései azonban - betöltött feladatuk alapján - a komfortberendezések körébe sorolhatók. A kondicionálóberendezés fo alkotóelemei: a klímaközpont, az elosztóhálózat, a be- és kifúvó szerkezet is lehet az osztályozás alapja. Az elosztóhálózatban felvett kis levegosebesség alapján tervezett és létesített nagy helyigényu berendezéseket hagyományos kIímaberendezésnek nevezzük. A jármuiparban, s az utóbbi évtizedekben már épületekben is, az elosztóhálózat méreteinek, helyigényének csökkentése végett nagy (25 ... 60 mis) levegosebesség engedheto meg. Ezt a rendszert nagynyomású vagy más néven nagy sebességu klímaberendezésnek nevezzük.
350
30
40 Életkor,év
21-1. ábra. Balesetek gyakorisága
50
60
az életkor függvényében
a tbel~27 oc; b tbel =21. ..27 oC; c tbel",21 oC
stb.), csupán a munkazónát vagy az egyes dolgozók tartózkodási helyét kondicionáljuk. A levego homérsékletére vagy nedvességtartalmára érzékeny gyártmányokat eloállító üzemeket építészetileg többnyire ablakok nélkül tervezik. Ablak nélküli épület a csökkentett nyári hóbeáramlás (ill. csökkentett téli hoveszteség) következtében gazdaságosabb klímaberendezés kialakítását teszi lehetové. A világítás tetszés szerint megoldható, ami a kondicionálóberendezés üzemét is befolyásolja.
21.1.1. Klímaberendezések osztályozása A klímaberendezéseket feladatuk szerint két csoportba sorolhatjuk, komfort- és ipari kondicionálóberendezések csoportjába. Komfortberendezésnek azt a klímaberendezést nevezzük, amelynek feladata a bent tartózkodó emberek jó közérzetének biztosítása (lakás, színház, gyülekezési terem stb.). Ipari berendezésnek azt a kondicionálóberendezést nevezzük, amelynek feladata a technológiai folyamat által megkívánt belso klíma létrehozása és fenntartása, függetlenül a bent tartózkodók igényétol. Általában az ipari kondicionálóberendezések családjába sorolják a mezogazdasági épületek kondicionálóberendezéseit is, hiszen azok rendszerint az iparosított hústermelésben fontosak, és a tartástechnológia alkotórészei. Egyes állat- és növény-
A levego hutési módja is lehet osztályozási alap. Levego hutésére felhasználható hideg vagy hutött víz, amelyet közvetlenül az áramló levegobe porlasztanak be. így a ho- és anyagcsere a levego és a víz közvetlen érintkezése során megy végbe. Ezt a hutési módot nedves hocserének, ha a hutoközeg és a hutendo levego közvetlenül nem érintkezik, akkor felületi hutésnek nevezzük. A hutési módnak hatása van a klímaközpont szerkezeti kialakítására, helyigényére, de a teljes rendszer kialakítására is. Osztályozhatók a kondicionálóberendezések a következok szerint is: központi klimatizáIóberendezésról beszélünk akkor, ha az összes helyiség klimatizálásához szükséges levegot egy helyen, központilag készítik elo, s a levegot elosztó csatornahálózaton át juttatják a kiszolgált térbe. Központi rendszer teljes épületet vagy több szintet, több helyiséget láthat el. A központi rendszerek körébe soroljuk a zóna-klímaberendezéseket is, amikor egy központ egy vagy két szintet, azaz egy zónát lát el elokészített levegovel. Ha a levego-elokészítés megosztott, s több helyen végzik a levego szurését, keverését, hutését, futését stb., akkor megosztott vagy helyi klimatizálásról beszélhetünk. Ha a helyi klimatizálóberendezés a zárt tér belso kialakításához igazodó burkolattal önállóan jelenik meg, akkor a szobakIíma vagy szekrénykIíma elnevezést is használjuk. A helyi klimatizálókészülék általában egyedi hutoberendezéssel készül. Ha a helyi kondicionálóberendezést központi hutotelep szolgálja ki, akkor a szükséges homennyiség elvonása a rendszer központjában elhelyezett huton vagy az egyes klimatizálandó helyiségekben elhelyezett egyedi hutotesteken keresztül lehetséges. Az elobbi esetben központi hutésrol, míg az utóbbi esetben decentralizált (megosztott) hutésrol beszélünk.
KLíMABERENDEZÉSEK
653
ALKALMAZÁSA
B
A
-- r----
C!
1
UF
VI ""'"'
ii~~
I
~I
G
II
----=1
I.+,;H ~N
--
II
G
DL I __ ~~
~~
/ //
-
I II
III
__
I
II
--1~-----0-30.~
21-2. ábra. Klimaberendezés I klímaközpont;
A
-J I
elvi felépítése
II elosztó- és gyujtohálózat; III befúvó- és elszívófejek; A csatorna; B befúvófej; C frisslevegá-vétel; D leve-
gökivezetés; e elszivófej; eF elöfútö; G keverÖC&appantyú;H hutö; HT hutötelep; Kkazán; N nedvesíto; SZ szörö; UFutófutö; V ventillátor
21.1.2. Klímaberendezések elvi felépítése Klímaberendezések elvi felépítését a 21-2. ábra szemlélteti. A központi berendezések fo alkotóelemei az ábrán jól elhatárolhatók. A klímaközpont (a levegokeverési helytol a ventillátorig) feladata a levego téli-nyári elokészítése, az elosztó- és gyujtohálózat (ventillátortól a helyiségig, ill. a helyiségtol a klímaközpontig) az elokészített levego oda- és visszaszálIításáról gondoskodik, míg a klimatizált belso térben a levego be-, ill. elvezetését a befúvóés elszívószerkezetek oldják meg. A klimatizálóberendezések központjában mindazon elemek megtalálhatók, amelyek a levego elokészítéséhez szükségesek. Elofordul azonban, hogy egyes légtechnikai rendszerekben valamely megmunkáló elem (pl. a hutés vagy nedvesítés) hiányzik. Ekkor a központ már nem alkalmas a klimati-
zálás folyamatának végzésére. A gyakorlatban mégis ezeket a csökkentett igényu berendezéseket is sokszor - helytelenül - a klímaberendezések csoportjába sorolják. Szokásos e csoportot külön névvel, csökkentett igényu klíma berendezés vagy félklimatizá1ó berendezés névvel jelölni. Az elosztóhálózat kiterjedése és kialakítása tetszés szerinti lehet. Zóna-klímaberendezésekben az elosztóhálózat egy-két szintet fog össze. Helyi klimatizálóberendezésekben az elosztóhálózat elmarad, a levego-elokészíto központ bizonyos mértékig egyszerusödik, és - teljesítménytol függo - tartószerkezetet és burkolószekrényt kap. A befúvó- és elszívófejek szintén elmaradnak, a készülék közvetlenül betáplálja a helyiségbe a levegot, ill. onnét közvetlenül elszívja. Helyi klimatizálókészüléknek neveznek sok nem ténylegesen kondicionálóberendezést is, mert a gyártók szívesen nevezik a léghuto vagy légfuto készülékeket is kondicionálóberendezésnek.
21.2. Kondicionált terek méretezése Kondicionált terek méretezése során meghatározandó a tartandó légállapot, a zárt tér ho- és ned-
vességterhelése, és ezek birtokában a szellozolevego térfogat-, ill. tömegárama.
654
KLíMABERENDEZÉSEK
21.2.1. Belso Iégállapot Klimatizált helyiségek belso légállapotát a bent tartózkodó emberek (állatok, növények) igénye szabja meg (1. a 4. fejezetet). A belso"légállapot jellemzoit (pl. tbel, Tbel) a beruházó az épület rendeltetésének ismeretében határozza meg. Ha nem, akkor ezeket a tervezo télre az 5.1.1.1. pontban elmondottak, ill. az 5-1. táblázat alapján választja ki. Nyári tbel és Tbcl értékek az 5-20. táblázatból vehetok [18], [29]. 21.2.2. Ho- és nedvességterhelés
heto a szellozo (tszcll,Tszcll) és távozó (tt, Tt) levego állapota (1. a 19-5. és a 19-7. ábrát). A meghatározás módszerét a 19.6.3. pont tartalmazza. Ennek birtokában a szellozo levego tömegárama a (19-19) alapján: O""
fhsze II
-o _
= Ai-
Qö
~
it-lszell
ill. a (19-20) alapján:
Megjegyezzük, hogy kondicionált terekben a és tszell megválasztásakor ügyelni ken az emberek huzat- (hideg-) érzetére (1. a 4. fejezetet). A külso és belso homérséklet között lehetoleg a következo arány álljon fenn nyáron: tbel
A kondicionált helyiségek belso légállapotának rögzítése után elkészítendo a zárt tér homérlege az 5.2. és 5.3. pont alapján (1. még a 19.6. pontot). A homérlegbol a Qö, kJ/h (kcalfh) hoterhelés nyerheto [(5-10)... (5-17) összefüggés]. A klimatizált tér nedvességterhelése (fhvö, kg/h) a (19-13) alapján számítható (1. még a 19.6.2. pontot). A Qö és fhvö viszonyaként kapható a (19-18) szerinti irányjelzo: LU
-
Llx-
Qö fhvö
-
it-
iszcll xt-xszcll
-n *
ahol Llt;§ 10 oc. A tszcll és tt értékére a 19.6.4. pontban elmondottak az irányadók. Az elobbiek ismeretében a szellozolevego térfogatárama a (19-21) alapján (tbel homérséklet figyelembevételével) a kondicionált zárt tér közép(felezo-) sikjában:
•
V·szell = fhszcll --- ". [l'bel
21.2.3. A szellozolevego térfogat- (tömeg-) árama A (19-18) összefüggés alapján meghatározott irányjelzo segítségével megválasztható és rögzít-
A tbel és Tbel, a tszell és Tszell' valamint a tt és f{!t, továbbá a fh szeII és Vszell mint kiindulási adat (kiindulási igény) áll rendelkezésre a klimaberendezés tervezésekor, létesitésekor.
21.3. K1imatizáló rendszerek kialakítása A klimatizálóberendezések fo alkotóelemei a végzendo feladat alapján a következok: klímaközponto, elosztó- és gyujtohálózat, befúvó- és elszívószerkezetek. A három fo alkotó együttes funkciója hozza létre a klimatizáló rendszer kívánt üzemét.
21.3.1. Klímaközpont A klimaközpont feladata a levego kezelése, azaz szükség szerinti hutése vagy futése, s egyideju szárítása vagy nedvesítése. Mindazon elemek megta-
lálhatók a klimaközpontban, amelyek a levego kezeléséhez szükségesek, így pl. ventillátor, szuro, futo- és hutokészülék, ill. berendezés, baktériumszuro, nedvesíto- vagy szárítóberendezés stb. A hutés módja lehet nedves hocsere vagy felületi hutés. A hutési mód azonban meghatározható a klimaközpont kiképzésére és méretezésére. Éppen ezért a klímaközpontok kialakítását, ill. méretezését a választott hutési mód függvényében külön részletesen tárgyaljuk. A 21.4. pont a nedves hocserét, mig a 21.5. pont a felületi hutést alkalmazó klimaközpontokat mutatja be.
KLIMATIZÁLÓ
RENDSZEREK
21.3.2. Elosztó- és gyujtohálózat Az elosztóhálózat feladata a kIímaközpontban elokészített (megmunkált) levego egyes helyiségekbe szállítása, ill. a helyiségek közötti elosztás. Kívánatos az elosz1óhálózat olyan kialakítása, hogya levegoállapot szállítás közben ne változhassék. A gyujtó'hálózat az elosztó hálózat kiegészítésének tekintheto. Feladata az elhasznált levego viszszavezetése a kIímaközpontba, ill. elvezetése a szabadba. Az elosztó- és gyujtohálózattaI - más néven a légcsatorna-hálózattal - szembeni követelményeket a 18.7.1. pont tartalmazza. Klímaberendezések elosztó- és gyujtohálózatának építéséhez, a rendszer jellegétol függoen, a 18.7.1. pontban felsorolt anyagok használhatók fel. Nagynyomású (v. nagy sebességu) rendszerek (1. a 18.7.9. pontot) elosztó- és gyujtohálózatának helyes kiképzése, a kötések és tömítések pontos csatlakoztatása igen nagy jelentoségu, mert a kötéseknél esetlegesen keletkezo veszteség ~ zaj keletkezésén túlmenoen - százalékosan nagy értéku lehet. . Klímaberendezések elosztó- és gyujtó'hálózatának kiképzésekor elotérbe került a légcsatorna-hálózat komplex méretezése. A komplex méretezés fogalma az együttes hidraulikai, hotechnikai, akusztikai és szilárdsági méretezést jelenti. Nyomásveszteség meghatározását a 18.7.7. pont, akusztikai méretezést a 17. fejezet, hotechnikai ellenorzést az 1. fejezet és 18.7.8. pont tartalmazza. A szilárdsági méretezés a légcsatorna falvastagságának ellenorzésébol, nagy keresztmetszetu elemek merevítésének és az alátámasztások (falfüggesztések) helyének és számának meghatározásából áll. Klímaberendezések légcsatorna-hálózatának
21.4. Klímaközpont Nedves hocserével muködo klíma központok kialakítása igen különbözo lehet. A kialakítás természetszeruleg a megoldandó feladat, a választott hutési mód pedig a rendelkezésre álló futoközeg függvénye. Végezheti a kondicionáló központ a teljes levegoelokészítést vagy a kezelési folyamatok egyes részeit. Ez esetben a levego szállítás közben további utókezelést kap (utófutés, nedvesítés, esetleg utóhutés). A klímaközpont megosztása célszeruségi, ill. gazdasági okokból is lehetséges.
KIALAKÍTÁSA
655
nyomvonalát gazdaságossági megfontolások alapján kell kituzni. Különösen fontos ez a sok helyiséget kiszolgáló nagynyomású rendszerek esetében, ahol legkevésbé kell a kituzés során az épület adottságait figyelembe venni.
21.3.3. Befúvó- és e1szívószerkezetek A klímaközpontban elokészített levego bejuttatása a kondicionált térbe és elosztása a befúvószerkezetek (befúvófejek) feladata. Ezek kialakítása és megfelelo elhelyezése a kondicionálás súlyponti kérdése. A nem megfelelo levegoelosz1ás következménye - helyes levego-elokészítés és elosztás ellenére is - a kondicionálóberendezés elfogadhatatlan üzeme. Klimatizáló rendszerekben bármely befúvófej használható, figyelembe kell venni azonban a levego elosztásával, irányításával és az akusztikai, valamint higiéniai jellemzokkel kapcsolatos fokozottabb igényeket. Befúvószerkezetek kialakítását, méretezését a 18.7.5. pont ismerteti. Kondicionált terekben nagy szerepet kaphatnak a perforált mennyezetek, oldalfalak stb. mint befúvófejek (18.7.5.3. pont). Az elszívószerkezetek az elhasznált levegot vezetik, ill. távolítják el (18.7.6. pont). Klimatizált terekben - különösen teljesen mesterséges világításra tervezett helyiségekben - a világítás is jelentos hutésigény többletet okozhat. Ennek célszeru elvitelét a kombinált befúvó- és e1szívófejek (klímalámpák) teszik lehetové (18.7.5.2. pont). Befúvó- és elszívószerkezetek elhelyezéséhez elozetesen meg kell tervezni a levego vezetését, mozgatását a zárt, kondicionált térben (18.7.10. pont).
nedves hocserévei A klímaközpont lehet vízszintes, ill. függoleges elrendezésu, ami az egyes szerkezeti részek kialakítását befolyásolja. A kIímaközpontban egy vagy több sorba kapcsolt nedves hocserélo (fokozat) lehet. Vízszintes elrendezésu, egyfokozatú nedves hocserélovel muködo klíma központ elvi kialakítását a 21-3. ábrán láthatjuk. A berendezés csak friss levegot dolgoz fel. A 21-3. ábra szerinti berendezés laboratóriumok, mutok stb. klimatizálására alkalmas, amikor is a
656
KLíMABERENDEZÉSEK
21
-L
14 15·
21-3. ábra. Vízszíntes elrendezésu klímaközpont
elvi elrendezése
1 ventiJJátor; 2 motor; 3 és 4 rezgéscsillapító; 5 csatorna; 6 átmenetiidom; 7utófúto; 8 és 9 zsalu; 10 nedves hocserélo; II porlasztó és porlasztókeret ; 12 elo-cseppleválasztó; 13 utó-cseppleválaszt6; 14 keverÖC8ap;15 szivattyú; 16 túlfolyó; 17 vizgyujto ; 18 elofuto ; 19 szuro; 20 rács; 21 frisslevegöbelépés; 22 kezeltlevego-kilépés
b~lso tér elhasznált VISSza.
levegojét nem keverhetjük
A 21-3. ábra szerinti elrendezés lehetové teszi a teljes visszakeringtetést is. Ekkor a kiszolgált tér levegojét mozgatja és kezeli, ilyenkor friss külso levegot nem hozhat be. Ez a megoldás ipari épületekben bizonyos technológiai igények kielégítésére jöhet szóba. A klímaberendezések zöme - gazdaságossági megfontolások következtében - kevert levegovel üzemel. Téli és nyári szélso esetekben az emberek száma szabja meg a friss levego mennyiségét, míg átmeneti idoben a gazdaságossági szempontok a döntok. A keverés a levegokezelési folyamatok elott vagy után mehet végbe, eszerint beszélhetünk elo- és utókeverésrol. Szerkezetileg a kevert levegovel dolgozó kondicionálóberendezés nem sokban különbözik a 20-3. ábrán láthatótól. Elokeveréshez a szívóoldalon, utókeveréshez a nedves hocserélo után keverokamfát kell kialakítani, és ebben találkozik a friss és a visszaszívott levego. Nagy berendezésekben a keringtetett levego viszszaszállítására gyakran külön ventillátort is alkalmaznak. KeverésseI a klímaberendezés energiafelhasználását csökkenthetjük. Elokeveréssel nyáron a huto-, télen a futoteljesítményt tudjuk mérsékelni. Az
utófuto teljesítménye utókeveréssel csökkentheto. Elokeveréssel dolgozó berendezés elvét a 21-4., utókeveréssel dolgozóét a 21-5. ábra szemlélteti. A 21-5. aj ábrán az utókeveréshez szükséges levego vezetését magában a klímakamrában képeztük ki, míg a 21-5. bJ ábra szerinti készülékben az utókeveréshez szükséges levegot önálló csatorna szállítja. Elo- és utókeveréssel dolgozó klímaközpont elvét a 21-5. ej ábra szemlélteti. Vízszintes, sorba kapcsolt nedves hocserélok (21-6. ábra) építésének gondolata egészen újkeletu, a nedves hocserélok gazdaságosabbá tételére való törekvés hozta létre. Ma még gazdaságilag nem tisztázott, hogy a fokozatok számát meddig érdemes növeIni. A nedves hocserélok kialakításának elve sorba kapcsolás esetén sem különbözik az eddigiektol. Lényegében minden fokozat külön-külön önálló hocserélo. A hocsetélok közbenso cseppleválasztókkal határolhatók el egymástól. A sorba kapcsolt nedves hocserélok alkalmazásával az ellenáram elvét közelítjük meg. A függoleges hocseréloket szintén a jobb hatásfokú hocsere megvalósítására való törekvés hozta létre. Ezek kialakításának elvét a 21-7. ábrán láthatjuk. A függolegesen elhelyezett kamrába alul lép be a kezelendo levego, és a hocserélon áthaladva felül távozik. A víz és a levego egymással szemben ellenáramban mozog. Eberendezésben a vízszintes elrendezésu klímaközpont minden elemét megtalál-
KLfMAKÖZPONT
657
NEDVES HOCSERÉVEL
--1
21-4. ábra. Elokeveréssel dolgozó klímaközpont
elve
1 friss levego; 2 keringtetett levegö; .1szellözö!evegö
juk. Az alkotóelemek azonos kialakításúak, csupán elhelyezésben, beépítésben keIla vízszintes kamrák esetében követett gyakorlattóI eltérni.
.. 21.4.1. A klímaközpont alkotóelemei A klímaközpont jellegzetes alkotóelemei a ventillátor, SZUfO,légfutotest, léghutotest, nedves hocserélo, légnedvesíto kamra, zárószerkezetek, szabályoz6elemek és légcsatornák. 21.4.1.1. Ventillátorok Klímaberendezésekben minden ventillátortípus alkalmazásra kerülhet a megoldandó feladatoktóI függoen (1. a 18.1. pontot).
kell azonban olyan megoldásra, amely üzemeltetés szempontjából kedvezóbb. Legyen a választott futotest kis helyigényu, jól megközelítheto és karbantartható. A kaloriferek kiválasztásakor a futoteljesítmény jó szabályozhatóságát is figyelembe kell venni. A levego kezeléséhez szükséges hoenergiát rendszerint nem egy lépésben közlik a levegovel, hanem a megmunkálás során több fokozatban. A légfutotesteknek feladatuk és elhelyezésük szerint különféle az elnevezésük (1. a 21-3. ábrát). Így általánosan használt az elofuto és utófuto kalorirer elnevezés. Az elofutot szükség esetén megosztva is építhetjük. Az utófuto megosztása is szóba jöhet, ha a fogyasztók levegoigénye eltéro. Ilyenkor a szállítóhálózatba is beépítik a 18.2.1. pont szerint kiképzett utófuto kalorifert.
21.4.1.2. Szurök Az alkalmazandó szuroféleségeket a 18.5. pont és a 24.5.6.4. pont ismerteti. Klimatizálóberendezésekben a levego tisztításával kapcsolatos igények fokozottak, s ezért elonyben kell részesíteni azokat a sZUfoket, amelyek a fokozott higiéniai követelményeknek eleget tesznek. Kondicionálóberendezések egyes csoportjainál a fokozott szurési igényen kívül csírátlanítás is szükséges lehet (18.5.3.7. pont).
21.4.1.4. Légbutotestek Kialakításuk és méretezésük a 23.4.2. pont, ill. a 18.3. pont alapján oldható meg. 21.4.1.5. Nedves hocserélo kamra L. a 21.4.2. pontot.
21.4.1.3. Légfutotestek Kaloriferek kialakítását és méretezését a 18.2.1. pont tárgyalja. Klímaközpontokban elvileg bármely légfutotest-kialakítás szóba jöhet, törekedni 44 Az épületgépészet kézfkönyve
21.4.1.6. Légnedvesíto kamra L. a 21.4.2. pontot.
658
KLíMABERENDEZÉSEK
zr
~Ji í:I
~ -~ 'tl...
-1
aj
'1 ---
II { _ III
/6.
h
i-lj I
lill'\. /1
o /1
n
I
'ep...
1
2)
ej 21-5. ábra. Utókeveréssel dolgozó klimaközpont
kialakítása
aj keverovczeték a klfmakamrában; hj keverés külön vezetékkel; ej elo és utókeverés külön vczetékke] 1 friss levego; 2 keringtetett Icvegojárat; :1 levego az utókeverésbez; 4 szellozolevegó
KLíMAKÖZPONT
--
NEDVES HOCSERÉVEL
659
--
----.-
l1ev
Cs
21-6. ábra. Nedves hocserélok sorba kapcsolása 1-11 fokozatok; Cs hútotelep vagy kútcsatlakozás
21.4.1.7. Zárószerkezetek A klímaközpont zárószerkezetei általában zsaluk (18.7.3. pont). Fontos, hogy jó kialakítású és kedvezo jelleggörbéju zsalukat válasszunk a szabályozás megkönnyítése végett. Csappantyúk (18.7.3. pont) alkalmazását nagyobb keresztmetszetek esetén kerüljük, a tuzvédelmi csappantyú (18.7.3. pont) kivételével. 21.4.1.8. Szabályozóelemek Kialakításukat és méretezésüket a 6.8. pont, míg a szabályozási körök kialakítását és beépítését a 26.4. pont tárgyalja. 21.4.1.9. Légcsatomák L. a 21.3.2. pontban. 21.4.2. Nedves hocserélo A nedves hocserélo vagy más néven mosókamra, klímakamra, a klímaberendezés azon része, amelyben a levego és a víz egymással közvetlenül érintkezik. Ez ido alatt megy végbe egyidejuleg a levego hutése vagy futése és szárítása vagy nedvesítése. A berendezés teljesítményének függvénye a nedves hocserélo szerkezeti kialakítása. Kisebb teljesítményu készülékek acéllemezbol, profilacél merevítésekkel és tartozékokkal készülnek, míg a nagy •••
teljesítményu nedves hocserélok helyszínen készített, rendszerint vízzáró betonból csömöszölt falakkal kerülnek felállításra. Acélszerkezetu nedves hocserélok fala - a készülék méretétol függoen 1,0... 5,0 mm vastag horganyzott vagy fekete lemez lehet. Ha nagy mennyiségu levego kezelése szükséges, akkor a nedves hocserélot falazott határolószerkezetekkel építik. Közelítoleg Th lev::::::lOS kgfh teljesítmény az a határ, amelynél már elonyösebb a helyszínen betonból készített nedves hocserélo. A nedves hocserélo méreteit tömegáram és a megengedheto levegosebesség alapján határozzuk meg. A hocserélo kamra keresztmetszete vagy négyzet, vagy téglalap alakú. Az utóbbi esetben az oldalak aránya ajb::::::l,Ojl,2... 1,4. A hocserélo 1 hossza (21-3. ábra) a tartózkodási ido alapján határozható meg. A hocsere a víz és a levego között akkor legeredményesebb, ha az érintkezési ido 0,5 .. .1,0 s. A hocserélo belso terében levo alkatrészeket ellenorizni, tisztítani és javítani kell. Erre a célra a kHma1camrán kezelo- és ellenorzo nyílások vannak. Épített nedves hocserélo kamrákra olyan kezeloajtót kell tervezni, amely karbantartás-szerelés esetén nemcsak a kezeloszemélyzet ki-be járását, hanem szükség esetén a hocserélóben lebontott szerkezeti elemek szállítását is szétbontás nélkül lehetové teszi. Nagy méretu nedves hocserélokben a berendezés karbantartásához, javításához kezelojárda is szükséges. A nedves hocserélo tartozékait, ill. kiegészíto berendezéseit a következo pontokban ismertetjük .
660
KLíMABERENDEZÉSEK
/
2
1
--12
6 21-7. ábra. Függoleges nedves hocserélo elve 1 nedves hocserélo; 2 porlasztó porlasztókerettel; 3 cseppleválasztó; 4 ventillátor és motor; 5 szivattyú; 6 hiitovlz-csatlakozás; 7 túlfolyó; 8 levegoterelo lemezek; 9 szlíro; 10 kalorifer; lJ zsalu; 12levegobelépés; 13 levegokilépés
21.4.2.1.
Vízgyujto tank
A hocserélokamra alsó nyitott oldalához csatlakozik (21-3. ábra, 17). Készülhet - a hocserélo kamrához hasonlóan - 1... 5 mm vastag fekete acé1lemezbol vagy nagy teljesítményu kamrák esetében vízzáró betonból. A vízgyujto feladata a hocserélo kamrába beporlasztott és lehulló víz összegyujtése és tárolása. Hosszát és szélességét a hocserélo kamra szabja meg. A vízgyujto tank magassága abból a feltételbol határozható meg, hogy az óránként keringtetett vízmennyiség 10... 20%-át kívá-
natos tárolni. A levego által felvett víz pótlásáról és a tank ürítéséro1 gondoskodni kell. A vízgyujto tank szerelvényei, ill. tartozékai: úszógolyós szelep a vízszint szabályozására, futo (huto) csokígyó a tároIt víz homérsékletének beállítására, túlfolyó a legfelso vízszint meghatározására, leeresztoszelep a tank ürítésére és szivattyú csatlakoztatására (szurobetéttel). A vízkeringteto szivattyú teljesítményét az órai vízigény és az alkalmazott porlasztótípus szabja meg, Llp=3 ...4 bar (30 ... 40 v.o.m). A vízgyujto tank tartozékai a 21-8. ábrán láthatók.
KLfMAKÖZPONT
661
NEDVES HÓCSERÉVEL
0=2b
3 b
1 7
5
--
1
'"
d)
ej 21-8. ábra. Vízgyujto tank tartozékai
a) vízcsatlakozás kíképzése; b) túlfolyó kíalakítása;
e) leeresztocsap beépítése;
d) vízszintmutató
beépítése; e) fiítotest elhelyezése;
1 vízgyujto tank fala; 2 sziíro; 3 szelep; 4 merevíto; 5 csap; 6 vízszintmutató; 7 túlfolyó; 8 vízelvezeto cso; 9 vlz- és zagyleereszto cso
21.4.2.2. Porlasztók, porlasztókeretek A nedves hocseréloben aránylag kis helyen, kis térfogatban kell a víz és levego közötti nagy érintkezo felületet létrehozni. Ez a víz nagyon kis méretu cseppekre bontásával érheto el. A klímatechnikában sokféle porlasztó használatos. A porlasztókat általában két csoportra oszthatjuk: perdületkamrás vagy centrifugális porlasztókra és d.mm ütközéses porlasztókra. Centrifugális mérete, 3,0 2,5 3,5 -Kilépési furat és surített levegos a 21-9. ábra, ütközéses 4,0 2,0 porlasztót porlasztót a 21-10. ábra szemléltet. ' 1,5 A porlasztók teljesítményét mérési adatokból felállított empirikus összefüggésekkel lehet a por1asztóban levo p nyomástól és akiléponyílás d méreteitol függoen meghatározni:
----
rhv=k*d"Llpr:
kgfh,
(21-1)
ahol k* arányossági tényezo (bronzporlasztókra 20... 26, PVC porlasztókra 25 ... 35); d átméro, mm;
Llp a szivattyú emelo magassága, bar (at); a kitevok értéke pedig n= 1...1,2, m=0,4 ...0,6. Hazaiporlasztók tájékoztató adatait a 21-1. táblázat tartalmazza. A porlasztók kiválasztása kor a teljesítmény mel21-1. táblázat. Bronzporlasztók teljesítményadatai
--
----~I~ ~I~~I~
Porlasztás! nyomás, p, 10' Pa 2,5 1,0 70 3,0 2,0 1,5 122 67 85 54 60 82 110 135 45 160 175 108 82 76 12 66 95 55 75 70 105 120 .0,5140 115 Porlasztók teljesítménye, I/h II I 30 60
\
662 1 ~
~2
nn
1-; w~r~ "'30~
~L
~
fj ~
~hj"'25
2 KLíMABERENDEZÉSEK
ej
I
I I
-1tf3
4-
5 ·3
ta I 21-9. ábra. Porlasztók kialakítása aj bronzporlasztó;
kétfuratú bronzporlasztó; ej bilinccsel rögzíthetö muanyag porlasztó; dJ sokfuratú porlasztó; ej surített levegÖsporlasztó; 1 porlasztóház; 2 porlasztóbetét; 3 porlaszt6-feMrész; 4 betét; 5 kosár; 6 cirkulációs kamra; 7 hollandi; 8 levego-; 9 vízcsatlakozás bJ
lett az cx* porlasztási kúpszögre és a porIasztási kúp 1* hatásos .hosszára is figyelemmel kell lenni. Mindketto a porlasztók beépítésekor fontos. A porlasztó kat a nedves hocseréló'ben egy vagy több sorban helyezik el a porlasztók számától függoen. A porlasztók n számát az Thvö hutovíz-tömegáram és a porlasztók mv fajlagos teljesítményének birtokában kapjuk az
A porlasztókeretek egyes csoszakaszainak méreteit úgy választjuk meg, hogy bennük a víz sebessége 0,75 mis körü11egyen. A klímatechnikában gyakran alkalmaznak nagynyomású porlasztókat, ezek víznyomással vagy surített levego felhasználásával látják el feladatukat [21-9. ej ábra]. Tájékoztató adatokat a 21-2. táblázatban közlünk.
(21-2) 21.4.2.3. Cseppleválasztók összefüggésbo1. Aporlasztokat porlasztókeretekre vagy más néven porlasztó állványcsövekre (21-11. ábra) szereljük. Porlasztókeretek acélcsobol, hegesztve - rendszerint tuzben utólag horganyozva - készülnek. A keretek kialakítása sokféle lehet.
A nedves hocserélo ki- és belépo-keresztmetszetét cseppleválasztó zárja le (21-12. ábra). A levego belépésénél elhelyezett cseppleválasztó elo-, míg a kilépésnél beépített cseppleválasztót utó-cseppleválasztónak nevezzük.
KLfMAKÖZPONT
663
NEDVES HÖCSERÉVEL
5
.3
Szélesség 25mm
t
h)
aj 21-10. ábra. Ütközéses porlasztók kialakitása aj ütköwlapos:
bJ ütköwkúpos
porlasztó; 1 csatlakozás: 2 röpft6anya;
Az elocseppleválasztó meggátolja, hogy a nedves hocserélobol a porlasztott víz a klimaberendezés mosótér elotti részeibe juthasson. Az utócseppleválasztó feladata a nedves hocserélobol kilépo levego-vízcsepp keverékbol a vízcseppek leválasztása és elvezetése. A cseppleválasztón a levego többször ütközik, mozgási irányát többször kénytelen megváltoztatni, így a vfzcseppek tehetetlenségük következtében a
3 ütköw;
<1
betétlap; 5 kúp; 6 tárcsa; 7 tl\volságtartó
lemezeken kicsapódnak és visszafolynak a vízgyCijtotankba. A cseppleválasztó anyaga általában horganyzott vagy ónozott vaslemez, de készítheto fekete lemezbol is. A lemezvastagság a cseppleválasztó mérete szerint 0,75 ... 2,0 mm közötti. Betonból épített klímaközpontokban a cseppleválasztó kat muanyagból, üvegbol vagy egyéb korrózióálló szerkezeti anyagból készítik.
1 A részlet
e
2
3 A rész/ef
bJ
aj 21-11. ábra. Porlaszt6keretek
kialakftása
és beépitése
aj porlaszt6kecet kiképzése; bJ porlasztók beépltése a nedves h6cseré16be; 1 porlasztó; 2 porlasztókeret; 3 eloszt6cs6;
h6cseré16 fala; 6 szelep; 7 cs6c:Ionk; 8 vfzbelépés
<1 _
c:aonk; 5..t
•••
664
KLíMABERENDEZÉSEK 21-2. táblázat. Egyenes átömlésu surített levegos porlasztók vízszáUítása Surített levego nyomása, p, 10' Pa
Szívómagasság, m
0,3
0,4
0,6
0,8
1,0
Porlasztók vízszállítása, I/h
3,2 4,1 3,7 4,5 5,93,0 5,04,0 1,6I "4,9 5,5 2,7 1,0 4,0 5,42,8 4,6 6,43,5 2,1 2,0 2,5 3,4 3,0 3,6 0,10 6,0 5,0I I
felületeként a cseppleválasztó lemezei összes felületének - mindkét ol<411t számítva - 80'Y.,-a veheto. Az utócseppleválasztót gyakran még külön is nedvesítik, ennek célja a levego utónedvesedését meggátolni vagy éppen az utónedvesedést elosegíteni. 21.4.2.4. Nedvesítokamra
A cseppleválasztók laposacél vagy idomacél tartókerettel készülnek. Nagy méretu cseppleválasztók lemezei szerelés és üzem közben deformálódhatnak, így a lemezek között egyenlotlen távolság keletkezhet. Ennek megakadályozására a lemezek közé távtartó gyuruket szerelnek. A cseppleválasztókat többféle kivitelben gyártjáko Ezek közül ismertetünk néhányat, amelyeket a hazai gyakorlatban használunk (21-3. táblázat). Cseppleválasztók felületének méretezésére csupán néhány gyakorlati adat áll rendelkezésre. Tapasztalat szerint jó cseppleválasztást akkor érünk el, ha 1000 m3 levegore 1,0... 1,5 m2 hatásos cseppleválasztó felület jut. A cseppleválasztó hatásos
A nedves hocserélo funkcióját több esetben megváltoztatják, s elmarad a hocserélo jelleg, csupán a levego nedvesítése marad a feladat. A nedvesíto kamrakialakítása azonos a nedves hocserélo kialakításával (21-13. ábra), csupán a porlasztókeretek száma és a kamra hossza csökken (1. 21.4.5. pontban). 21.4.2.5. Nedves hocserélok méretezése Nedves hocserélokben a huto (hutendo) víz és a hutendo (huto) levego egymással érintkezik, és ezalatt megy végbe a hocsere és anyagcsere (nedvességcsere). Természetszeruleg a két jelenség víz és levego közvetlen érintkezése esetén nem választIn
1-
.--
-
__
u.l--~
~~--
a)
V/ev
aj
-
~kf ~2H;tn Ilj
lIíev
~
~. 21-12. ábra. Cseppleválasztók
hj kialakítása
1 cseppleválaszt6 elem; 2 távtartó gyurtl; 3 orsó anyával; 4 összetartó véglemei
aj m6ködésí elv; hj kíalakítás;
hj 21-13. ábra. Nedvesítokamra
elvi elrendezése
1. még a 21-3. ábrát)
aj egy porlasztókerettel; hj két porlasztókerettel
V","y
~~.Y
1!lS
~h:=l
0,5 I KLfMAKÖZPONT I I~~ 1. 7,0 ;7/ l~.-6""" """y/ / """ """V~ 4,5 I I
I I I195 11,0 10,5 -.j~I~
v","y
5 =---c___ 25 ~-~~ t=:= ~~
ztó
$~
KiaIaldtás C ellenáIlási C ellenállási Kialakitás
---
I
1 ••
66S
tényezo Ut6cseppleváIasztó 22,0 10 NEDVES HOCSERÉVEL
15
195
~
.1
25 ~ 15'11:;K~
11,5
IV.
11,5
Ua. mint a IV., de a lemezek közti távolság 25 mm helyett 30 mm
V.
ható el egymástól. A ho- és anyagátadás mértéke a hocserében részt vevo közegek állapotjelzoinek változtatásával (homérséklet, entalpia stb.) módosítható. A méretezés feladata megkeresni azt, hogy milyen mértékben kell és milyen módon lehet a hocserében részt vevo futendo vagy hutendo levego homérsékletét, nedvességtartalmát stb., a hutovagy futovíz homérsékletét változtatni. 21.4.2.5.1. Diffúzió
Ismeretes, hogy a folyadék és a felette elhelyezkedo levego felületén a két különbözo halmazállapotú közegbol egymásba anyagrészek vándorolnak át. Ezt az anyagcserét diffúziónak nevezzük, azaz a diffúzió egy anyagnak a másik anyagon való át-
12,5
haladása, rendszerint molekuláris méretekben. Diffúzió megy végbe a víztükör feletti álló vagy mozgó levego és a víz felszínén elhelyezkedo gázmolekulák között is. A diffúziót rendszerint a diffundáló anyag koncentrációgradiense hozza létre. Ez tartja mozgásban a diffundáló komponenst, éspedig a kiegyenlítodés, azaz a gradiens megszüntetése irányában. Legyen a koncentráció a folyamatos diffúzió ellenére változatlan, akkor a diffundáló komponens mozgása állandósul. A koncentrációkülönbség tehát az anyagátadás hajtóereje, azaz hasonló a szerepe, mint a hoátadási folyamatokban a homérséklet-különbségnek. Diffúzió rendszerint a koncentrációkülönbség hatására jön létre, de eloidézheto homérsékletvagy nyomáskülönbséggel is. Az elobbit termodifjúziónak, míg teljes nyomás (nem a parciális nyo-
666
KLíMABERENDEZÉSEK
más) által létrehozott diffúziót nyomásdijfúziónak nevezzük. E két utóbbi gyakorlatunkban nem fordul elo. Diffúzió egyaránt létrejöhet gázokban, folyadékokban és szilárd testekben. Levego-víz rendszerben a levego diffúzióját a folyadékba - mivel a vizben oldott levego tömege elenyészo - elhanyagoljuk, viszont a vízgoz dirfúziója a levegobe jelentos. A diffúzió irányától függöen a jelenséget nedvesítésnek vagy nedvességelvonásnak, azaz szárításnak nevezzük. Az elobbi jön létre, ha száraz levego vizzeI érintkezik. Ha a levego nagyon sok nedvességet tartalmaz, akkor a levegoben levo vizgoz egy része kicsapódik, s ezt nevezzük levegoszárításnak. Levego-viz fázisok határolófelületén átlépo vízgozmolekulák a levegoáram távolabbi részeibe diffúzió útján jutnak el. Kívánatos, hogy az egymással érintkezo fázisok relatív mozgásban legyenek, mert a folyadék vagy goz mozgása, a hoátadáshoz hasonlóan, az anyagátadást is befolyásolhatja. Ha a folyadék felszínén mozgó levego lamináris áramlásban van, akkor a létrejövo anyagátadást molekuláris dijfúziónak, míg turbulens mozgás esetén turbulens dijfúziónak nevezzük. Az utóbbi esetben az anyagátadás sebessége sokkal nagyobb, mint a molekuláris diffúzióban. A turbulens mozgást végzo levegó'ben a vÍztükör felületén kialakul a határréteg, amelyben a sebesség nulláról közel a turbulens mozgást végzo mag sebességére no meg. A gázfázisba belépo diffundáló komponens eloször a viz és levego érintkezési felületén kialakult lamináris határrétegen halad át, s csak azután érhet a turbulens mozgású levegobe. Lamináris rétegben ismét csak a kevésbé intenziv molekuláris diffúzió érvényesülhet. Nagy a Reynolds-szám, a lamináris határréteg vékony, tehát intenziv az anyagátadás. A turbulens mozgás következtében az átdiffundáló molekulák mozgásmennyiségük egy részét is átviszik a másik fázisba. Ezt a jelenséget impulzusátadásnak nevezzük. Az impu1zusátadás az anyagvándorlást befolyásolja, a két jelenség egymástól nem független. Ismeretes, hogy turbulens mozgású folyadékban a ho konvekcióval terjed. Ez úgy is felfogható, mint melegebb molekulák diffúziója a hideg folyadékban. Így nemcsak az anyagátadás, hanem a hoátadás is függ az impu1zusátadástól. Molekuláris diffúzió az anyag molekuláris méretekben való átmenete nyugvó vagy lamináris áramlásban levo gázon vagy folyadékon . .MaxvelI és Stefan irta fel az anyagátadást erre az esetre. Eszerint ha adott két különféle A és B anyag, ezek nem egyforma 9sszetételu, kétkompo-
nensu elegyében a két anyag szembediffúziója következik be. A mozgás hajtóereje a koncentrációkülönbség: -dkA=flkBkA(UA
-uB)dz,
(21-3)
ahol kA az A anyag mólkoncentráció ja, vagyis egységnyi térfogatban oldott anyag tömege; kB a B anyag mólkoncentrációja; fl a szembediffúzió arányossági tényezoje; u a diffundáló anyag lineáris sebessége; dz a diffúzió útja. A UA- UB= L1UABaz A anyagnak a B anyagra vonatkoztatott lineáris sebessége. A negativ elojel utal arra, hogy az anyagáram mozgási iránya a csökkeno koncentráció iránnyal egyezik meg. Ha mindkét gáz diffundál a másikba (A gáz B-be), akkor az A anyagra vonatkozó NA diffúziós sebesség molekuláris diffúzió esetén a következo: DAB
NA= RTz (PAI-PAJ,
(21-4)
ahol DAB az A anyag diffúziós tényezoje a B anyagban; R gázállandó; T homérséklet; z a megtett út; fAl és PAl az A gáz parciális nyomása az 1, ill. 2 pontban. Ez az egyenlet a Fick-törvény, hasonló a stacionárius hoáramlásra érvényes Fourier-féle egyenlethez. A D diffúziós együttható szerepe hasonló a hovezetési tényezo szerepéhez. D a homérséklet, nyomás és gázelegy komponenseinek függvénye. Kismértékben függ a gázelegy összetételétol is (21-4. táblázat). Gáz stacionárius diffúziója ne~ diffundáló anyagon keresztül. Ha feltételezzük, hogy az eló'bb vizsgált két gázféleség közül az egyikbol nem lépnek ki anyagi részecskék, akkor a diffúziós sebesség erre az esetre: . DAaP
NA=. RuT ZPBköz (PAl-PAl)·
(21-5)
Az összefüggés a (21-4)-tol abban tér el, hogy a jobb oldal nevezojében PBköz megjelent. Amint az összefüggésbol látható, az A anyag a (PAI-P~ koncentrációgradiens miatt diffundál. A B anyag nem diffundál, ennek ellenére intermolekuláris súrlódás következtében kialakul és fennmarad a koncentrációkülönbség. Diffúzió turbulens áramlásban. Mozgó gáz vagy folyadék áramlása a kritikus Reynolds-szám felett turbulenssé válik. Ebben az esetben is kialakul az igen vékony lamináris határréteg, amelyben molekuláris diffúzió megy végbe. Turbulens szakaszban a folyadékrészek keverése sokkal intenzivebb, igy lényegesen kisebb koncentrációgradiens elegendo azonos anyagátvitel eléréséhez.
KLfMAKÖZPONT
667
NEDVES HÖCSERÉVEL
21-4. táblázat. Néhány gázkeverék diffúziós tényezoje atmoszferikus nyomáson
-
RoocIszer 0,0366 0,028 0,185 0,181 0,215 0,102 0,110 0,065 0,0754 0,074 0,258 0,0313 0,0325 0,0375 0,104 0,087 0,0266 0,0331 0,0382 0,093 0,0367 0,090 0,Q311 0,106 0,305 0,086 0,092 0,625 0,139 0,198 0,0712 0,050 0,06§8 0.225
I
HÖInérsék1et, oC O O O 25,9 2S,9
I .
(21-8)
={J~(PAfel-PA~'
Diffúziós em"ls Itényez6, m"/hD
amelybol az anyagátadási tényezo {J~=
._p--. L1PBköz
DAB RuTzeff
(21-9)
A (21-9) összefüggésseI már a (4-5) kifejezésben találkoztunk. A (21-8) és (21-9) kifejezésekbollátható, hogy az ekvimoláris szembediffúzió és az egyszeres diffúzióra jellemzo anyagátadási tényezo között a következo viszony áll fenn: {J'
A
= {J'AB
P
L1p Bkllz
(21-10)
Megjegyezzük, hogy,az anyagátadási folyamatok számítására használt összefüggésekben a koncentrációt többféle módon fejezhetjük ki, ami természetszeruleg különféle {J' tényezokhöz vezet. A diffúziós sebességet szokás a moláris sebességen kívül a tömegsebességgel is kifejezni. Gázok diffúziós jelenségeinek számitásakor gyakran a L1p nyomáskülönbség helyett a k koncentrációkülönbséget veszik alapul, így a (21-6) kifejezésbol k =pI RT helyettesítésseI : NAB=~AB (kAfel-kAf!~={JAB(kAfel-kAg~, (21-ll) eff
Hasonló jelenséget tapasztalunk fal mentén áramló folyadék hoáramlási viszonyainál is. A lamináris határrétegben a ho csak vezetésseI, mig turbulens mozgásban levo közegben konvekcióval adhatóát. Ekvimoláris szembedifl'úzió sebessége turbulens áramlásban szintén a (21-4) alapján számítható: NA
nD;; u
(PA fel-PA gáJ = {Jf..B(PAfel-PA gáJ,
eff
(21-6)
ahol az ismert jelöléseken kívül Zerf= Z a lamináris határréteg effektív vastagsága ; PA gáz a gáz magjában, PA fel a viz felületén (határréteg) uralkodó átlagos parciális nyomás, és (21-7) A {JÁB tényezot anyagátadási együtthatónak nevezzük. A nem diffundáló B komponensen keresztül az A komponens diffúziós sebességét turbulens áramlásban ismét a (21-5) segitségével irhatjuk le:
ahol kA fel a koncentráció a vizfelület mentén; átlagos koncentráció a gáz magjában. A (21-8)-ból
kAgáz
DAB
NA=--· Zeff
p LI~Bköz (kAfel-kAgáJ=
= {JA(kAfel- kAg~'
(21-12) Az anyagátadási tényezok között szembediffúzió és egyirányú diffúzió esetében a következo viszony áll fenn: {JA={JAB
P A_ B köz
(21-13)
ahol k= kA + kB mólkoncentráció. {J anyagátadási tényezo a (21-ll) és (21-12) összefüggésben. Az anyagátadási tényezok használatakor ügyelni kell a dimenziókra, mert az R gázállandó függ az alkalmazott mértékegységektol. A folyadékfázisban lejátszódó diffúziós jelenségek hasonlók a gázokban lejátszódó jelenségekhez. Az anyagátadási tényezok hasonló módon használhatók, természetszeruleg folyadékban a parciális nyomáskülönbség mint hajtóero nem jöhet számitásba.
668
KLíMABERENDEZÉSEK
Analógiák az anyag-, ho- és impulzusátadásban. Az áramlás turbulenciája nagymértékben elosegíti a különféle koncentrációk kiegyenlítodését. Turbulens áramIásban a molekuláris transzporton kívül a mozgás által eloidézett ho- vagyanyagcsere is jelentos. Ez tapasztalható akkor, amikor akár homérséklet-különbség következtében hoáramlás vagy koncentrációgradiens miatt anyagáramlás indul meg. A turbulens áramlásban létrejövo összetett folyamat a molekuláris diffúzió, ill. hoátszármaztatási jelenséghez hasonlóan tárgyalható. 21.4.2.5.2.
Viz és levegéi közötti elválasztófelületen végbemenéi héi- és anyagcsere
A levego és a víz közvetlen érintkezésekor egyidejuleg hocsere és anyag- (vagy más néven nedvesség-) csere megy végbe. Ez a folyamat komplex folyamat, egyesíti magában a ho- és anyagátvitel jelenségét. Ennek következtében megváltozik a levego-goz keverék (a nedves levego) állapota. Klímaberendezések nedves hocseréloiben is komplex ho- és anyagátadási folyamat játszódik le. A nedves hocseréloben (1.a 21-3. ábrát) a levego vley sebességgel áramlik, s ebbe a mozgó levegobe vizet porlasztunk be. Porlasztás következtében a víz finomcseppekre szakad. A kivánt ho- és anyagcsere a cseppek felületén megy végbe. A nedves hocseréloben az elpárolgó folyadék mennyiségét, s a párolgás során elvont ho mennyiségét meghatározhatjuk a víz és levego közötti elválasztófelületen lejátszódó jelenség ismeretében. Minél magasabb a folyadék homérséklete, annál több a nagy energiájú molekulák száma, következésképpen pedig annál intenzivebb az elpárolgás folyamata. Ellenkezo irányú folyamat is végbemegy, vagyis a levegobol gozmolekulák kerülnek
a folyadékba. Ez a túlságosan lassan mozgó molekulák sajátossága, amelyeket a folyadék felületi rétegeinek molekulák közötti kohéziós ereje következtében a folyadék elnyel. Változatlan párolgási homérséklet fenntartásához kivülrol kell a folyadékba hot bevinni. Ezt a hot nevezzük párolgáshonek vagy fázisátalakulási honek. A folyadék által igy felvett ho nem emeli homérsékletét. A víztükör felett turbulens mozgásban levo levego és a vÍztükör között a következo jelenség jön létre. Az érintkezo felülettol távolabb eso pontban a levego homérséklete t, nedvessége x és a levegoben levo vízgoz parciális nyomása py, míg t reb XCel, PYCel ugyanezek az értékek a víz felületén levo határrétegben. A víz homérséklete ty, mig a víz felületének homérséklete ty Cel (21-14. ábra). Az eredetileg különbözo t és ty a víztükör felett a határrétegben kiegyenlítodik, úgyszintén a VÍZgoz résznyomása a határrétegben felveszi a ty rel homérsékletnek megfelelo py rel telített goznyomást, mig a nedvesség az xCel telítési értéket éri el. A lejátszódó jelenség lényegében azonos a nedves homéro gömbjén végbemeno jelenséggel. A homérséklet-elosz1ást, ill. a koncentrációt jelzo vonalaknak a felület menti alakulása természetesen függ a levego és víz mozgásától. A ho- és anyagcsere lefolyásának a levegooldali vizsgálatához ezúttal tételezzük fel, hogy t> ty> fu. A 21-15. aj ábrán a turbulens áramlásban levo levego részecskéinek mozgását ábrázoltuk sematikusan. Az 1 állapotú részecske a víztükör felé haladva találkozik a vízfe1szin homérsékletének megfelel6 állapotú 2 telített levegorészecskével. Keveredés jön létre, amelynek eredménye a 3 pontnak megfelel6 légállapot._Ily módon az állapotváltozás lényegileg keveredésnek felel meg, amelynek összetevoi az 1 és a 2 állapotú levego. Ez a keveredési folyamat x,g/kg
Plt/Pa
x
h
h
h
aj 21-14. ábra. Víz és levego elválaszt6felületén aj h6ménéklet.
bJ
b)
ej
kialakul6 homérséklet- és nedvességeloszlás
abszolút nedvesséi; ej parciális i6znyomás eloszlás
KLíMAKÖZPONT
NEDVES HOCSERÉVEL
669
aj
i 1
1
o
21-IS. ábra. Levegorészecskék mozgása a víztükör felett aj mozgási séma; bJ folyamat ábrázolása I-x diag..amban
i-x
diagramban [21-15. bJ ábra] ábrázolva a két állapotot jalzo pontot összeköto egyenesen megy végbe. A 3 állapotú légrészecskék közül egyesek a levego magja felé, mások a víztükörhöz vándorolnak. Az elozok ott további keveredés útján energiát adnak le, az utóbbiak viszont telítodnek. A telítés tYfel homérsékletu vÍZ houákeveredése útján megy végbe, azaz az állapotváltozás irányjelzoje ~~ = =cv/Yfel' S így a részecske állapota ezek szerint 2' lesz [21-15. b) ábra], ami a ~~ telítési görbe metszéspont ja.
=cvlyfel
vonal és a
A részecskék ho- és nedvességtartalma a víz entalpiájának rovására növekszik. Ha a stacionárius állapot fennmarad, akkor a vízzel a levego által felvett hot folytonosan közölni kell. Ellenkezo esetben a víz homérséklete folytonosan változik mindaddig, amíg értéke a levego nedves homérsékletének értékét fel nem veszi, azaz amíg a ty= tn egyensúlyi állapot nem áll be. Ekkor a vándorló részecskék keveredése, valamint a víztükörig kijutó r észek te l'''d lto ese ' azonos vona 1on (11x 11; = cy/a ~l .) megy végbe, s így sem a levego hotartalma, sem a vÍZ homérséklete tovább nem változik. Tehát ha a vÍZtükör felett állandóan valamely / és x állapotú
670
KLíMABERENDEZÉSEK
levego áramlik át, akkor a vele érintkezo viz homérséklete (ha annak entalpiáját kívülrol nem változtatjuk) felveszi a levego nedves homérsékletének értékét. Ha a viz a tn homérsékletre beállt, akkor a jelenség úgy folyik le, hogya vékony határrétegen áthaladó levegorészecskék a nedvesség felvétele alatt oly mértékben hulnek le, hogya homérséklet-csökkenésük által felszabaduló ho éppen fedezi a nedvesség elpárolgásához szü~éges hot. Ennek megfeleloen a viz homérséklete a folyamat alatt nem változik. A határrétegen keresztül visszavándorló részecskék keverednek a kisebb nedvességu, magasabb homérsékletu, de azonos entaIpiájú és a levego magjából érkezo részecskékkel. Így a két végállapot közötti valamely állapotot veszik fel, amely azonban mindig csak a tn vonalon lehet. Minél intenzívebb a levego és a víz érintkezése, azaz az érintkezés minél nagyobb felületen és minél kedvezobb sebességgel megy végbe, annál nagyobb lesz a levegonek az a része, amely mintegy a határrétegben helyezkedik el. Így a kezdeti t és x állapotú levegonek a tn= t fel és x fel állapotú telített levegovel való keveredése folytán eloálló keverék annál közelebb fog állni a viz homérsékletének megfelelo telített légálIapothoz. Tehát a párolgás folyamata (ho- és anyagcsere) komplex folyamat, amelyben a hoátvitel kölcsönösen összefügg az anyagátvitellel. A homérséklet figyelembevételével a folyadék felszínén lejátszódó jelenségeket két csoportra oszthatjuk: - a folyadék felszínének homérséklete magasabb a környezet t száraz homérsékleténél; - a folyadék felszínének homérséklete alacsonyabb ugyan a t száraz homérsékletnél, de magasabb a levego tharm harmatpontjánál. Az elso esetben a hoáramIás a folyadék felületétol a környezetbe irányul, a második esetben a környezetbol a folyadék felületére. A hocsere mindkét esetben egyaránt konvekció és sugárzás útján megy végbe. A konvektív hocsere intenzitása a levegomozgás függvénye, a sugárzási hocsere intenzitása pedig a homérséklet-küIönbségtol függ. 21.4.2.5.3. A ho- és anyagcsere aJapösszefüggései
A viz felületén lejátszódó ho- és anyagátadás meghatározásához ismerni kell ~ hoátadási és fl anyagátadási tényezot. Ezek meghatározására a ho- és anyagcsere-folyamatok leírásához a termikus (Nu) és diffúziós (Nú) Nusselt-kritériumokat használjuk fel. Az elso a ho-
mérsékleti mezo hasonlóságát, a második pedig a goz parciális nyomástereinek hasonlóságát határozza meg a folyadék határán. Értékeik erre az esetre a következok: Nu= ~korovL A Sh=Nu'=
ahol
akonv= ~
(21-14)
~~ ,
hoátadási tényezo,
Wjm2
(21-15)
K (kcalfm2h
oc); L jellemzo méret, m; A hovezetési tényezo, (kcalfmh°C); fl anyagátadási tényezo, gjm2 sPa (kgjm2htorr); D' diffúziós tényezo. A diffúziós Nusselt-kritérium Sherwood-számként is ismeretes. A NusseIt-sZámok segítségével is felírhatók a ho- és anyagáramra vonatkozó kifejezések.
WjmK
A
Q=Nu
L (tfel-t)A,
(21-16)
D'
fhv=Nu'
L (Pvfel-Pv)A.
(21-17)
A kísérIeti vizsgálatok lehetové tették a legegyszerubb esetekre Nu és Nu' függvények megállapítását, s ezeket Nesterjenko [24] nyomán a következokben közöljük. Szabad áramlás esetére, ha Ar· Pr=3 ·106... 2 . 1()ll között változik: Nu=5(Ar
. Pr)O.I04,
Sh=Nu'=O,66(Ar·
Pr')o.']Jj.
(21-18) (21-19)
Kényszerített áramlás esetére a következo összefüggés írható fel: Nu=A(Ref(Pr)O,33(81)O,174(82)2; Sh=Nu'
= B(ReY"(Pr')O.33(81)o.13S(8~.
(21-20) (21-21)
A kifejezésekben szereplo PrandtI-, Reynolds-, NusseIt-, Sherwood-számok ismertek. Új jellemzo a módosított PrandtI- vagy más néven Schmidtszám: 11
Pr'=Sc=
D'
ahol 11 a kinematikai viszkozitás; D a diffúziós tényezo. A 81 és 82 homérsékleti tényezok értéke a következo:
T-T T 81=---", 82=--, T Tfel ahol T fel a viz felszíni homérséklete, K; T a levego száraz, Tn a levego nedves homérséklete, K.
KLíMAKÖZPONT
Az Archimedes-szám ismert, jelen esetben a következo jelölésekkel írható fel: L3
Ar=-+.erel 11
ereI
e.
Az A, B állandók és m, n kitevok a Reynolds-szám függvényében rendelkezésre állnak (21-5. táblázat). 21-5. táblázat. Állaudók és kitev6k értékei a Nusselt- és Sberwood-számok megbatározásáboz nm
0,61 0,91 0,61 0,90 0,49 0,0248 A Reynolds-szám BI
3,15·
lQ3 ••.
0,51 0,027 A
2,2 . 104
Ezek az összefüggések sík felszínen lejátszódó jelenségekre vonatkoznak. A nedves hocserélokben a vízcseppek felületén lejátszódó ho- és anyagcserét kell leírni. Erre az esetre a következo kifejezések írhatók fel (kényszer áramlás): Nu=2+ 1,07Reo.48 • Pr°·33 . e~·173
Ha a ho- és anyagcserében részt vevo víz hömérsékletét a határrétegben elhelyezkedo és a vízzel azonos homérsékletu telített levego homérsékletévei helyettesítjük, akkor a jelenséget légállapotdiagramban pl. x diagramban ábrázolhatjuk. Az x diagramban két különféle állapotú levego keverése ismert (1. a 16.4.3. pontot). Ha megfelelo konstrukcióval nagy tömegu levegot a víz felületén kialakuló határrétegben elhelyeznek vagy oda átvisznek, és az ott telítetté válik, akkor a keverési pont a víz homérsékletének megfelelo telített légállapothoz közel lehet. A gyakorlatban alkalmazott nedves hocserélok ezt jól megközelítik. A keverési pont csak végtelen vízfelület mellett hozható a víz homérsékletének megfelelo telített légállapotra. A levego és víz érintkezése következtében a találkozási A felületen Q hoáram megy áto Ha a környezettel nincs höcsere, felírható a levego által leadott (vagy felvett) hoáram:
i-
i-
(21-23) és a víz által felvett (vagy leadott) höáram :
Q= fhvcv(tvv
(21-22a)
és
Nu'=Sh=2+0,85Reo.s2
671
NEDVES HOCSERÉVEL
. Pr'IO.33e~·I3S. (21-22b)
A két utóbbi kifejezésben meghatározó méret a jellemzo cseppátméro. A Pr', Pr, Re-számokban levo A, 11, D, a stb. tényezoket a folyadékfelSZÍn és a környezo levego közepes homérsékletéhez tartozó értékkel kell figyelembe venni. A (21-22a) és (21-22b) összefüggések szokványos höcserélokre (v lev = 1,0.. .4,0 mIs) érvényesek. 21.4.2.5.4. Nedves hocsere általános és jellegzetes esetei
(21-24)
- tve)'
ahol fh lev a hocserében részt vevo levego száraz részének tömege; fhv a hocserében részt vevo víz tömege; Cv a víz fajhoje, ileve a levego kezdeti entalpiája; i levv a levego végállapotának entalpiája; tve a víz kezdeti, míg tvv a víz véghomérséklete. Stacionárius viszonyok között a höcgyensúly egyenlete - ha a környezettel nincs hocsere - a lejátszódó folyamatokra a (21-23) és (21-24) szerint írható fel: Q=fhlev(ileve-ilevv)=fhvCv(tvv-
tve)'
(21-25)
ill. az egyenlet leggyakrabban használatos alakja: (21-26)
Klímaberendezés víz-levego hocseréloiben a nedves höcsere minden formájával találkozunk. Ha a víz tv és a levego t száraz, valamint tn nedves homérséklete nem egyenlo, hoáramlás indul meg a levegóbol a vízbe vagy a vízbol a 1evegóbe. Ha a vízbol a felvett hot folyamatosan elvezetjük, ill. a leadott hot pótoljuk, akkor a víz homérséklete az egész állapotváltozás ideje alatt állandó marad, s a folyamat közel stacionáriussá válik. A vízfelületen elhelyezkedo határréteg felveszi a víz homérsékletét és telítetté válik. A nedves hocsere tulajdonképpen úgy tekintheto, mint a levego magjában t homérsékletu, x nedvességtartalmú, ill. a vízfelületen trel homérsékleti és Xrel nedvességtartalmú telített nedves levego keveredése.
ahol e=
fhv
fh1ev
kg víz/kg leveg5.
Az e viszonyszámot porlasztási tényezonek nevezzük. Megmutatja, hogy egységnyi tömegu levegore mennyi huto- vagy futovíz jut. A (21-23), ill. (21-24) összefüggés azt az egyensúlyi állapotot adja meg, amikor a nedves hocseréloben mozgó levego által leadott (vagy felvett) ho mennyisége azonos a víz által felvett (vagy leadott) ho mennyiségéveI. Konvekció és sugárzás útján a homérséklet-különbség következtében végbemeno hocserét érezheto h5cserének (Qér), míg a nedvességfelvétel (ill. nedvességleadás) következtében létrejövo hocserét
KLíMABERENDEZÉSEK
672
(Qn) rejtett vagy anyagátadáshoz kötött hocserének
nevezzük. Elemi dA felületen a levego és a víz közötti teljes hocsere a következo formában irható fel: dQ=dQér+dQn.
(21-27)
A végtelen kicsi dQér homennyiség átadását az mlevlevegomennyiség kismértéku lehulése vagy felmelegedése követi, azaz a levego-homérséklet dt értékkel változik. Az elemi dA felületen lejátszódó hocsere: dQér=mlevcpdt=
(21-28)
ahol a viz felületén mérheto hoátadási tényezo; cp fajho állandó nyomáson, mig a többi jelölés az elozokben elofordult. A levego és viz határoló felületén a levegoben és a határrétegben uralkodó parciális goznyomások különbsége következtében létrejövo dQn hocsere:
dQn=r dmv=rmlev dx=fJ(Pv-Pvfe\)
dAr,
(21-29) ahol dx a levego nedvességtartalom-változása; Pv a levego parciális nyomása; Pv fela viz felületén uralkodó parciális goznyomás; fJ anyagátadási tényezo (1.a 4.3. és 5.2.1. pontot); ra párolgásho. Ha a ho- és nedvességcsere a teljes A felületen megy végbe, akkor a teljes kicserélt ho, amely az mlevszáraz részU levego entalpiáját Llilevhomennyiséggel változtatta meg, a (21-27) integrálásával, átalakitásával [figyelembe véve a (21-28) és (21-29) kifejezéseket] nyerheto: Q=mlev Llilev=A(i-ifel)O" (21-30) A gyakorlatban az elobbi egyenletet szokásos a Q=mlev Llilev=VköbkO'(i- ifel)
(21-31)
alakban is felirni, ahol Vköb a légmosókamra köbtartalma, k a térfogatra vonatkoztatott elpárolgási· tényezo,
O'=!!:...
cp
a Lewis-féle szám: i a levego és ifel
a viz felületén levo határréteg entalpiája. A Lewis-féle törvény gyakori alakja: CO'
-=
1 vagy
O'cp
Lamináris
áramlás
-L-= 1.
esetén ez a viszony ~O' ~
~0,92cp' Az O' ~ viszony értéke függ a hocserélo készülékek terhelésétol, azaz a levego és viz közötti hocsere intenzitásától.
A kondicionálók nedves hocserélo jére jellemzo a Víz nem nagy lehiílése (2 .. .5 oC), a felmelegedés értéke általában szintén 2 ... 5 oC, igy az (J~ nagysága párolgás és kondenzálódás esetén elegendo pontossággal cp-vel veheto egyenlonek. A nedves hocserélo kamrában lecsapódó nedvességet kifejezhetjük úgy mint az áthaladó mlev száraz levego nedvességének változását, azaz mlev LlXlev' A (21-30) és (21-31) összefüggésekhez hasonlóan felirható amosótérben lecsapódó vizmennyiség
is:
mv= mlevLlx lev= AO'(x- x fel)= Vkö~(J(X- X fe\), (21-32) ahol a (21-31) kifejezésben szereplo jelöléseken kivül x a levego és xfel a viz felületén levo határréteg abszolút nedvességtaitalma. A (21-31) és (21-32) kifejezésekbol : Q _ Llilev_ i-ifel (21-33) mv - LlXlev- X-Xfel' Az egyenlet az ismert összefüggést igazolja, amely szerint mozgó levego és viz érintkezése esetén az i-x diagramban a levego állapotváltozása oly egyenessel ábrázolható, amely átmegy a levego kezdo állapotát jelzo t és x ponton, s amelynek irányjelzoje
tJ.ilev
l-lfel
~=---, LJXlev x-xCel azaz amely egyenes átmegy a viz homérsékletének megfelelo telitett légállapotot jelzo ponton. A (21-33) alapján az egyes lehetséges állapotváltozásokat szemlélteti a beporlasztott viz homérsékletének függvényében a 21-16. ábra és 21-6. táblázat. A táblázat feltünteti, hogya levego egyes állapotjelzoi a folyamat alatt milyen változáson mennek át (csökken, változatlan marad vagy növekszik). Az állapotváltozás során az a feltétel, hogy tv homérsékletu viz végtelen mennyiségben áll rendelkezésre. A megfigyelendo állapot jelzok a levego t száraz homérséklete, tn nedves homérséklete, i entalpiája, tharmharmatponti homérséklete, x nedvességtartalma és ep relativ nedvessége. 1. eset: tv< tharm,azaz a vízfelszin homérséklete alacsonyabb a levego homérsékleténél, igy az érezheto hoáram a levegobol a folyadék felszme felé irányul. Az anyagáramlás iránya ugyancsak a környezetbol a folyadékfelszin felé irányul, s igya folyamat során a levego mindig hUl, és csökken a nedvességtartalma, azaz szárad.
KLfMAKÖZPONT
673
NEDVES HÖCSERÉVEL
x
Az 5. esetben: tn< ty< t, a levego érezheto melege csökken, de a rejtett melege nagyobb mértékben no, igy az entalpia a folyamat alatt növekszik, csökkeno száraz homérséklet mellett. A 6. eset: t= ty a nedves hocsere izotermikus folyamata. A folyadék a párolgás állandó homérsékletének fenntartásához a hot külso forrásból kapja. A végbemeno ho- és anyagcsere-folyamat eredményeképpen a levegobe goz jut, s azzal a levego hoés páratartalma megno. A 7. eset: ty> t, ilyen homérsékleti viszonyok között az érezheto ho is a folyadék felszínérol a környezo levegobe vándorol. A folyadék felszínérol végbemeno érezheto hoátvitellel egyidejuleg parolgás is végbemegy.
(vö. a 21-6.
21.4.2.5.5. Méretezési kérdések
i
"<' 21-16. ábra. Nedves hocsere jellegzetes esetei táblázattal)
A 2. eset: ty=tharm és a 3. eset: tharm
i, X
4S
Sor-
- .--- -
Az. 6pOletgépiaet
kézikönyve
21.4.2.5.6. Levego állapotváltozásáDak és elméleti végállapotának meghatározása
A levego elméleti végállapota, ill. a nedves hocseréloben az állapotváltozás menete szerkesztéssel és számítással is meghatározható. Nedves hocserélok méretezését azzal a feltétellel kell végezni, hogya levego által leadott vagy felvett ho azonos a
21-6. táblázat. Nedves h6csere jellegzetes esetei
Állapot jelzo t to. X, Hutés rptbarm, és esetén rp tt, t, Hutés rp. i. tn és száritás nedvesités i=áll. esetén (látszólagos (látszólagos Melegités ésés rp tharm,X melegités Nedvesités ésnedvesités tn' X, iNedvesités tn' i, iix=áll. tharm• t, Xrp, tn' rp, tn-t ty- tharm,X, tn tharm ty-
I
A valóságos nedves hocserélokben a víz my tömege véges, s igy a víz homérséklete a folyamat alatt változik. Ezért a 21-16. ábrán bemutatott állapotváltozások a valóságos nedves h'6cserélokben nem játszódnak Ie teljes egészében. De ezek a hocserefolyamatok is közelítoleg meghatározhatók a bemutatott eljárással, ill. azok empirikus szerkeszto vagy számító eljárások alapjai lehetnek.
a foly,
hutés) hutés)
Megjesyzés
674
KLíMABERENDEZÉSEK
viz által felvett vagy leadott héSvel.Ezzel a klimaberendezés nedves héScseréléSjétideálisan szigeteltnek tételezzük fel, s úgy tekintjük, hogy a héScseréléS és a környezet között nincs héScsere. Szerkeszto eljárás. A szerkesztés segédeszköze diagram. A ismét a perem1éptékkel ellátott megoldás alapja a (21-33) és (21-26) kifejezés. Eszerint az állapotváltozás irányj~JzéSjea (21-33)-ból: ,-
i t
i-x
L1xICY = ( Xlcyc-XICYY L1i1cy iICyc-ilcyy) köz' Mig a (21-26) szerint a levegéSentalpiaváltozása és a viz héSmérséklet-változása közti összefüggés:
A vizet a levegéSmozgásával azonos vagy ellentétes irányban porlasztják be. Ennek alapján beszélhetünk egyen- és ellenáramú héScseréléSkréSl. Ha a nedves héScseréléSbena tiszta egyenáramot és ellenáramot meg tudjuk valósitani, akkor a levegéSés viz állapotváltozásának menete i - x diagramban megszerkeszthetéS. Szerkesztéskor ismerni kell a kezelendéS levegéSkezdeti állapotát (t1cyc' i1cycstb.), a hutéSviz kezdeti héSmérsékletét (tyc), valamint a két közeg tömegét. Ha a viz tyCés a levegéStnc nedves héSmérséklete egyenléS,akkor a héScseréló'benlejátszódó folyamatokat a 21-16. ábrán feltüntetett 4 állapotváltozási vonal adja meg. A lejátszódó folyamat leegyszerusödik, és a jelenség a
21-17. ábra. Levego nedvesítése ty=
tn
esetén
tést azZal a feltétellel végezzük, hogya viz és a levego egymással szemben tökéletes ellenáramban halad. Szerkesztéshez adott a levego kezdeti állapota, Xlcycstb., a viz kezdeti és véghomértlcyc, tnc' i1cyc' séklete, tye, tyy, valamint az e porlasztási tényezo. A (21-26)-ból :
valamint az állapotváltomeghatározandó az i1eyy, zás menete. Az ellenáramú hocseréloben az i1cye,t1eycállaL1i1ey potú levego találkozik a tyy homérsékletu kilépo ~=ciy=Cytn vizzel. Az elorehaladás mértéke szerint mindinkább LJX1cy hidegebb vízzel érintkezik. Ideális héScsere folyairányje1zéSn,azaz a tn=áll. (közelitéSleg az i=áll.) vonalon játszódik le. A levego végállapota pedig mán a levego végállapota a víz tye kezdeti homérsékletévellesz azonos. elegendéSnagy e mellett a rp= 100% környezetében található. A szerkesztés menete a következo. A levego és Ideális kamra esetén a tnc=tny=ty vizhéSmérsék- víz közötti hocserefolyamat vizsgálatakor az i-x letnél a levegéSés víz között kicserélt héSmennyisége diagramban [21-18. aj ábra] a levego kezdeti és elméleti végállapota közötti hotartalom különbséQ=O. Az egyik vagy másik közeg szempontjából pozitiv héScserehiánya nem zárja ki a héScserét ál- gét osszuk fel n egyenléSrészre, azzal a feltétellel, talában, mert dQ=O esetén két lehetoség van: hogy végállapotban a tny= tyy egyenloség áll fenn. A vizhéSmérséklet lehetséges különbségét, a dQér=O és dQn=O; dQér= -dQn. L1ty= tyy- tvc értéket szintén n egyenléSrészre osztAz e1séSesetben nincs héScsere,a második esetben juk. Az így nyert LJi~.• és L1t: héStartalom- és homindkét formában van héScsere, de az érezheto diagmérséklet-különbségeket rajzoljuk be az kompenzálja a rejtett hot (és forditva). ramba (21-18. aj ábra]. A levegéSnedvesitésének folyamata a tn=áll. nedA'. _ LJi1cy.,LJty-A *_ L1ty (21-34) veshéSmérséklet-vonalon megy végbe (21-17. ábra). LJ1IeYn n Gyakran nevezik ezt adiabatikus nedvesitési folyamatnak, azaz olyan folyamat, amely közelitéSlegaz Ezzel a nedves hocserélot n önálló részhéScserélore i=áll. vonalon megy végbe. bontjuk, s ezek után az egyes részhéScseréléSkbenleEzek után szerkesszük meg a levego állapotvál- játszódó jelenségeket külön-külön megszerkesztjük tozásának menetét hutési folyamatra. A szerkesz- és összegezzük.
i-x
KLfMAKÖZPONT
NEDVES HÓCSERÉVEL
675
A B állapotú levego a következo szakaszban már homérsékletu vízzel találkozik. Ebben a szakaszban is csökken a levego entalpiája és emelkedik a víz homérséklete. Az állapotváltozás most a Bb vonalon játszódik le, és a Lti1ev segítségével ismét kijelölhetjük a légállapot újabb helyét, s ez a C pont lesz. A C állapotú levego atc homérsékletu vízzel találkozik, a végbemeno állapotváltozás a Cc vonalon lesz, s mjta a levego állapota a Lti~ figyelembevételéveLa D pontba jut stb. Az elmondottak szerint az állapotváltozás vonala megmjzolható. A megszerkesztett egyenesekbol álló törtvonal annál inkább közelíti meg a tényleges állapotváltozás vonatát, a folytonos görbe vonalat, minél nagyobb n osztást választunk. A nyert ABCDEF törtvonal nem más, mint ideális hocserélóben a víz és levego közvetlen érintkezése következtében lejátszódó állapotváltozás görbéjéhez húzott érintok sokasága. A hocserélol;>o1 kilépo levego végállapota elegendoen nagy mennyiségu'hutovíz felhasználásával eljuthat a tve homérsékletu telített végállapot közelébe. Az állapotváltozás addig, és csakis addig mehet végbe, amíg a tnv= tvv egyenloség be nem áll. A hocserélo optimális 1 hosszának meghatározása gazdaságossági számítással lehetséges. Ha a víz és a levego a nedves hocseréloben egyenámmban mozog, az állapotváltozás menete erre is megszerkesztheto. Ismét adott a levego kezdoállapota, ilevo' t1eve [azaz az A pont, 21-18. bJ ábra] és a víz tve kezdeti homérséklete. Ismert továbbá a kezelendo levego és a hutovíz mennyisége, s ezzel az e porlasztási tényezo. A levego entalpiaváltozása és a víz homérséklet:változása közötti arány: tb
b) 21-18. ábra. Állapotváltozás menetének szerkesztése diagramban
i-x
aj ellenáram; bJ egyenáram
i1eve - i1evv= e(tvv - tve)cv·
A szerkesztés menete a következo. Az A állapotú levegot a hocserélobol kilépo tvv homérsékletu vízzel érintkezésbe hozzuk. A hocsere következtében a levego entalpiacsökkenése
Lti~v= Lti1ev
n
,
s a víz homérséklete pedig Ltt~ oC-kal emelkedik. FeltételÜDk szerint az állapotváltozás iránya a tv v vizhomérsékletnek megfelelo telített légállapot felé mutat, azaz az a pontba. Az állapotváltozás vonala egyenes, így azt meg is rajzolhatjuk, ha az A és a pontokat összekötjük. A levego Lti1ev entalpiacsökkenésének ismeretében az Aa egyenesen kijelölhetjük azt a pontot (B), amelyik a levego új állapotát jelöli, miközben a hocserélo n-ed felületét befutotta.
Az összefüggés - esetleg néhány próbálkozás árán - közelítéssel megoldható, s megtalálható az i1evV' valamint tvv' amely mellett a kifejezés azonossággá válik. A 21-18. aj ábrán bemutatott szerkesztés egyenáramú hocserélore is elvégezheto. Az A állapotú levego [21-18. b) ábra] egyenámmú kamrában tve homérsékletu vízzel találkozik. így az A. állapotú levego állapotváltozásának iránya a víz kezdeti homérsékletét jelölo a pontba mutat. A két pontot összeköto egyenes lesz tehát az a vonal, amelyen a légállapot-változás megindul. Az Aa vonal és iB entalpiavonal metszéspont ja adja a B pontot, azaz azt a légállapotot, amelybe n-ed út megtétele után a levego jut. A szerkesztés ezután az elobbiekben megismert eljárás szerint folytatható. Azaz az iB vonalon kapott B pontot össze kell kötni a b p'onttal, így nyerjük az ic entalpiavonalon a C pontot stb.
676-
KLfMABERENDEZÉSEK
Egyenáramú ideális hocserélo kamrában a levego és viz végállapota találkozik, azaz t levv= t" y= tyyo Míg ellenáramú hocseréló'ben a levego végállapota a rp= 100% vonalat gyakorlatilag nem közelíti meg, addig egyenáramú hocseréloben mindig közel 100%-08 telítettségff levegot nyerünk. A kondicionálók mosókamráiban a tiszta ellenáramot éppen úgy nem lehet gyakorlatilag megvlllósítani, mint a tiszta egyenáramot. A függoleges kamrákban megközelítheto az ellen-, ill. egyenáram. A gyakorlatban a két áramlást az általuk nyújtott elonyök kihasználására rendszerint kombinálják, mégpedig oly formában, hogy egy egyenáramú és két ellenáramú porlasztókeretet alkalmaznak. Ha az elméleti állapotváltozás biztosítható lenne ebben a nedves hocseréloben, akkor a 21-19. ábrán látható görbét nyernénk. Amint az ábrából Iátható, a megszerkesztett állapotváltozás vonala nem nagymértékben tér el ettol az Ak egyenestol, amelyet a levego kezdo állapotát jelzo A pont és a viz közepes homérsékletének a rp= 100% görbén megfelelo k pont összekötéséveI nyerünk. Ha a felhasználható vizmennyiség nagy, s ha az e= 1,0 ... 2,0 értéket tartani tudjuk, akkor az elméleti állapotváltozás vonala alig tér el az egyenestol. Számító eljárás. A nedves hocserélot elhagyó viz homérséklete természetes hutoközeg alkalmazásakor (tye> 12 oc) a következo összefüggésseI határozható meg: L1t-
(21-35)
tyy-tve=L1tY~'-3 , cye+ o .,
mig ha a hutovÍZ homérséklete tye;§; 12 oC, azaz a mesterséges hutés tartományában játszódik le a folyamat, a .
(21-35a)
összefüggés érvényes, ahol L1tö= ,1ty + L1tn, L1tn= = tne- tve, L1tv= tvv- tye, e a porlasztási tényezo. Ezek után a L1tv és tyV ismeretében a (21-26) öszszefüggésben szereplo L1ilev entalpiakülönbség (ill. i1evv)megadható. Ezzel a levego elméleti végállapota is ismertté vált.
21.4.2.5.7. A leveg6 valós végállapota és a megvalósulási fok
A valóságban az állapotváltozás menete kisebbnagyobb mértékben eltér az elméleti lefolyástóI. Ennek okai: --: Az állapotváltozás nem megy el az elméletileg lehetséges végso határig, amelynél a levego nedves homérséklete kiegyenlítodik (tn v ?é tyy). - Az ellenáramban beporlasztott viz a levego sebességétol függoen egy bizonyos ellenáramban megtett út után sebességét elveszti, s a levegovel azonos irányban, egyenáramban mozog tovább. Így a valóságos állapotváltozás bizonyos mértékben egyenáramúvá lesz. Tapasztalatok szerint az állapotváltozás menete kezdetben azonos az elméleti állapotváltozás vonalával, azután olyan alakot ölt, mint az egyenáramú hocseréloben, azaz a rp= 100% görbe felé törekszik. A görbe érintoi a beporlasztott viz végso homérsékletének pontjai felé mutatnak. A végállapotot jellemzo pont meghatározására felhasználható a gyakorlat által már régebben kiérlelt megl'a/ósu/ási fok. A megvalósulási fok az a viszonyszám, amely megmutatja, hogy a levego végállapotának valóságos száraz (t;evJ vagy nedves homérséklete (t~v) milyen mértékben közelíti meg az elméletileg lehetséges véghomérsékletet. A nedves homérsékletre vonatkozó 11n megvalósulási fok a 21-20. ábra jelöléseivel:
t 11n=
(tne- t~v)+ (t~ytne-tve "
,
tnv- tvv tne-tve
-1-
tne- tve tne-tve
tve) I
tn v- t~=
1-
tne-tve
~n'
(21-36)
ahol tne a levego kezdeti nedves homérséklete; t~v a levego valóságos végso nedves homérséklete; t ve a vÍZ kezdeti homérséklete; t~v a vÍZ valóságos véghomérséklete. A t;evv végso homérsékletre vonatkozó megvalósulási fok a 21-20. ábra jelöléseivel: x 21-19. ábra. Állapotváltozás
1 qyen-
és
2 ellen4ramú
11
-
SZ-
(tleve- tievv) + (t~vtleve-tve I
közelitö menete
h6:leré16 esetén (az eltérés eltúlozva)
_
tve)
-
1 -
I
tlevv~ tyV
tleve-tve
-1-
~
!lZ'
(21-37)
8
KLíMAKÖZPONT
iI t
tleve
I
x/I
meretében számítható ,1t; valós homérséklet-változás szintén az rJnfelhasználásával:
" I
(21-39) A levego száraz homérsékletének változása pedig az rJszszáraz homérsékletre vonatkozó megvalósulási fok segítségével számítható. Klimaberendezések gyakorlatában találkozunk olyan esettel is, amikor alacsony homérsékletu és hotartalmú levego ho- és nedvességtartalmát egyidejuleg kell emelni. Ezt a feladatot nedves hocseréloben a levegonél melegebb víz felhasználásával tudjuk megoldani.
I tlev v
t~ v t~v t~ K/ir tve
k
/
677
NEDVES HÖCSERÉVEL
fJ
21-20. ábra. Jelölések a megvalósulási fok értelmezéséhez
ahol az elozo jelöléseken kívül tlevea levego kezdeti száraz homérséklete; t~vv a levego végállapotának valós száraz homérséklete .. A számítások egyszerusítésére feltételezhetjük, hogy a hocserélobol kilépo levego légállapotának helye a tnv és a p=95%-os vonal metszéspont ja. A megvalósulási fok sok tényezo függvénye: a levego sebessége, porlasztási tényezo, a hocserélo jellege, porlasztási nyomás, a porlasztó kialakítása, tartózkodási ido stb. (21-7. táblázat). A megvalósulási fok gyakorlati alkalmazása az alábbi. Akár számítással, akár szerkesztéssel jutunk a ,1ilevelméleti entalpiaváltozáshoz, abból a valós .1i;evérték meghatározható a következo módon: (21-38) ahol rJna nedves homérsékletre vonatkozó megvalósulási fok. A hutovíz elméleti homérséklet-változásának is-
21-7. táblázat. A megvalósu1ási fok értékei
száma 11 Mesvalósulási --I -1I Porlasztókerelek fok áram áram Egyen-IEllen'In 0,65 'lsz 20,9 12 0,85 0,88 0,95 ... ...0,85 0,91 0,99 0,88 0,92 0,75 0,80 0,93 0,97 0,65 ... 0,90 0,75 0,96 0,89 ......0,93 0,60 ... 0,70
I
21.4.2.5.8. Levego végállapotáDak meghatározása a hfitési és nedvesítési fok alapján
Nedves hocserélok méretezése során a A hutési és fl, nedvesítési fok segítségével egy lépésben nyerheto a levego valós végállapota (entalpia és P relatív nedvesség). A hocserélo kamra hatás/okán azt a számot értjük, amely megmutatja, hogy a hutendo közegbol elvont homennyiség hány százalékát teszi ki a hutoközeg által felvett homennyiségnek. Acéllemez szerkezetu hocserélok rJkamhatásfoka a mérések szerint, szokásos légsebességek és kamraméretek esetében rJkam=90... 95%. Falazott hocserélok hatásfoka jobb, rJkam=93... 97%, amit a falszerkezet jobb szigeteloképessége magyaráz. A hocserélobol kilépo levego végállapotának meghatározása. A A hutési fok és a fl, nedvesítési fok ismeretében a levego végállapota meghatározható. A 21-21. ábra jelöléseivel a hutési fok:
..
A= ileve-ilevv 'levv-'velel
,
(21-40)
ahol i1evea levego kezdeti állapotának hotartalma; i1evv a levego végállapotának hotartalma; ivelel a víz homérsékletéve1 azonos telitett levego hotartal ma. A hutési fok az a szám, amely megmutatja, hogy a levego entalpiájának csökkenése (ileve-ilevv) hányad része az ideális esetben lehetséges hotartalom-változásnak, azaz annak a hotartalom-kü1önbségnek, amely a levego kezdeti állapota és a víz tve kezdeti homérsékletének megfelelo telitett levego hotartalma között mutatkozik (ileve-ivete0. Ideális esetben tve= t1evv=tnv' A fl, nedvesítési fok értelmezése: Plevv- Pleve.
{L= 100- Pleve
(21-41)
KLfMABERENDEZÉSEK
6'78
I t
21-8. táblázat. A hfitési és nedvesítési fok értékei Egyenáram Hútéoí Porlasztás iránya 0,55 0,76fok,!, ... 0,60 0,78 0,22 0,14 ...fok,;' 0,25 0,18 Ncdvcsítési
kl/k8 tényez6, a,
Ellenáram
Porlasztúi
I
I
0,25
" " '/ v: 4. ~ Ellenáram Vegyes áram
0,( 0,26 ... 0,320,42...0,46 0,78 ... 0,80 I 0,80 ... 0,92
I Egyenáram
0,35
0,34 I... 0,62 0,38 0,82 I 0,18 ... I0,22 0,5... I0,66 I ... 0,84
11-11. ábra. Jelölések a ;. hutési és II nedvesitési fok értelmezéséhez
t aholll'leve a leveglS relatív nedvessége a kezelés ellStt, és II'levva kezelés után. Nedvesítési fok az a viszonyszám, amely megmutatja, hogy a valóságos relatív nedvességváltozás hogyan aránylik a lehetségeshez. A A és /1 értékeit megmérték, táblázat (21-8. táblázat) vagy diagram formájában rendelkezésre állnak.
21.4.3. Levegökezelési folyamatok i- x diagrambaD A különbözlS kialakítású, nedves h&serét felhasználó klímaberendezések központjában különféle jelenségek, folyamatok mennek végbe. Csak friu levegovel dolgozó klímaközpont. Elvét a 21-3. ábra szemlélteti. Ezen az ábrán láthatjuk mindazon szerkezeti elemeket, amelyek a levego ellSkészítéséhez szükségesek. Téli állapotváltozás menete. A berendezésbe belépo leveglS SZfIréSután a 18 ell>flit{) kaloriferen áthaladva felmelegszik. A felmelegedett levegl> ezután a 10 nedves hlScseréllS kamrába jut, amely télen adiabatikus nedvesítlSkamraként üzemeL Miután a nedvességtartalom a kívánt értéket elérte, a levegl> átmegy a 7 utóflitlS kaloriferen, és igy a szell()z().. leveglS a kívánt tlZell hl>mérsékletre hozható. A folyamatot a 21-22. aj ábra szemlélteti. A kÜlSlSleveglS állapota az A pont (tldlb /P1dlJ. A felmelegített leveglS állapota a B pont. KözelítlSleg i=áll. vonalon megy végbe a leveglS nedvesitése, a nedves hlScseréllSt C állapotú leveglS hagyja el. Ezt a D pontnak megfeleIlS állapotba az utóflitl> hozza. A D ponttal jellemzett légállapot a szelll>zolevegl>.
I t I tkiil
= fA
to = ff fbel
bj x
;-x
11-12. ábra. Állapotviltozás menete diagramban. friss levegot feldolgozó, n~ hocserén alapul6 klúnaközpontban ti) tili. b) nyúi 4I1apotv4ltozú
KLfMAKÖZPONT
A szerkesztést két adat birtokában végeztük. Ismert a külso levego állapota (A pont) és elozetesen meghatározott a szellozolevego állapota (D pont). Legyen a nedves hocseréll5bol kilépo levego relatív nedvessége fP= 95%, az állapotváltozás folyamata megszerkesztheto. A 21-22. aj ábráról leolvasható az 1 kg levego feldolgoiásához szükséges elo- és utófiito teljesítménye (Lfie és. LfiJ is. Ha mszell a kezelendo levego, az elofiito kalorifer által leadott homennyiség: Qefl1t=mszell(iB-iA),
(21-42)
mig az utóffito által leadott homennyiség:
id·
Qa fi1t= mszeu(io-
(21-43)
A nedves hocseréloben télen a levegobe (XC-XB) nedvességet kell bepárologtatni. Az összes elvitt viz tömegárama : mv=mszeU(xC-XB)'
(21-44)
Ez a szokásos e porlasztási tényezo mellett csupán néhány százaléka a nedves hocserélobe beporlasztott víznek. A 21-22. aj ábrán még a kondicionált térben (mfito, laboratórium) lejátszódó állapotváltozást is megrajzoltuk eredményvonallal, azzal a feltétellel, hogy szállitás .közben nincs veszteség. Nyári állapotváltozás menete. A csak külso levegot feldolgozó berendezésben lejátszódó nyári állapotváltozás menetét a 21-22. bJ ábra szemlélteti. Az A állapotú (tküb fPklU)levego szfirés után a kalorifert megkerülo vezetéken a nedves hocserélöhe jut, ahollehiil és nedvesedik, és ennek következtében aB-vel je1zett pontba jut. A tB homérsékletfi és fPBállapotú levego a nedves hocserélo elhagyása után még nem alkalmas a kondicionált tér kiszolgálására. Nedvességtartalma megfelelo, de homérséklete még nem, ezért nyáron is bizonyos utómelegités szükséges. Az utófiito ekkor (ic- iB) homennyiséget ad át a levego minden kg-jának. A C állapotú levego a tulajdonképpeni szellozolevego. Az utófiito kalorifer nyári teljesítménye kisebb a télinél, mig az elofuto nyáron egyáltalán nem üzemel, ezért a téli igényre kell mindkét kalorifert méretezni [(21-42) és (21-43) összefüggés]. A nedves hocserélot viszont nyári igényre méretezzük, mégpedig mszeu tömegfi, tkül és 'Pktil állapotú levegot kell tB és fPB állapotba hozni. A nedves hocseréloben elvonandó homennyiség: Qnh6=mszeu(iA -
is),
(21-45)
A nyári terhelési adatokkal méretezett nedves hocserélo téli nedvesítési üzemben is megfelel6. A 21-22. bJ ábrán feltüntettük szaggatott vonallal a helyiségben lejátszódó állapotváltozást is. Elokeveréssel üzemelo klimaközpont. A berendezés elvét a 21-4. ábrán szemléltettük. Téli állapot. A beszívott A állapotú (tkü\> fPküJ levego szfirés után [21-23. aj ábra] a kondicionált térbol visszaszívott B állapotú leveg6vel keveredik. A keverés aránya közel 2/3 ... 1/3, így a K keverési pont az AB egyenesen a belso térbol visszahozott levego állapotát jelzo B ponthoz lesz közelebb, mivel az vesz részt nagyobb aránybaI;! a keveredésben. A K állapotú levego átmegy az elofiitlS kaloriferen (C állapot), s ezután jut be a nedves hocserélobe, a nedvesítést (D állapot) ismét utóffités követi, s ezzel elérheto az elozetes megválasztott, tszeU és fPszell
i t
Xsze/I = Xo= Xsrell
x
i t
tv köz I
y\~Y
(21-46)
I
b)
x\ •. I, XI( I Xkü/= XA x diagramban eloke21-23. ábra. Állapotváltozás menete veréssel dolgozó nedves hocserén alapuló kUmaközpontban 'Xc=Xo ,_
LJ
;-x
míg az elvonandó nedvesség mv=mszeU(xA -xB)·
679
NEDVES HÖCSERÉVEL
ti) ÜIi, b) nyári á\1apotriltozú
680
KLíMABERENDEZÉSEK
állapotjelzokkel jellemezheto E pont. Az elofuto teljesítményét most az ic- iK alapján határozhatjuk meg. QefQt=mllZell(ic-iJJ.
(21-47)
A 21-23. aj ábrából látható, hogyelokeveréssel az elofuto teljesítményigénye lényegesen csökkent7 heto volt (1. az AC' és KC metszeteket). Az utófuto kalorifer az (iE-iD) entalpiakülönbségre méretezendo. Az ábrán a helyiségben lejátszódó állapotváltozás irányát is berajzoltuk. A terem belso tbel homérséklete a t,zeIl és tt homérsékletek középértéke. Az elofutés megosztható, és a friss levego vezetékében is elhelyezheto egy kalorifer, ebben az esetben a 'már elomelegített levego keveredik a B állapotú levegovel, így 21-23. aj ábra módosul. Nyári állapotváltozás [21-23. bJ ábra]. Szurés után az A állapotú, tldll homérsékletu külso, és a B állapotú, tt homérsékletu, a terembol visszaszívott levego a keverotérben találkozik, és keveredés után (K állapot) bejut a nedves hocserélobe, ahol lehul és nedvesedik. A nyert C állapotú levegot az elofuto kaloriferen tO homérsékletre kell felmelegíteni. A D pont tulajdonképpen a szellozolevego állapotát jelzi (to= t,zeIJ. A D állapotú levego a terembe befújva ott nedvesedik és melegszik. A teremben végbemeno állapotváltozás a LJi/ LJx egyenesen játszódik le (1. a 19.6. pontot), a levego a B pontig melegedhet, majd utána a helyiségbol távozik, újra felhasználják vagy a szabadba vezetik. Az elokeverés a nyári hutoteljesítményt jelentosen csökkenti (a megtakarítás iA-iK entalpiakülönbség). A nedves hocserélot ismét a nyári levego hutési és szárítási folyamatra kell méretezni. Utókeveréssel dolgozó klímaközpont. A berendezés elvét a 21-5. bJ ábra mutatja be. Téli állapot [21-24. aj ábra]. A levego állapotváltozása a nedves hocserélo elhagyásáig azonos a 21-22. aj ábrán bemutatott állapotváltozás menetével. A nedves hocserélo után a keverotérben a terembol visszaszívott (D) és a részben már elokészített (c) levego találkozik. Keveredés után a levego állapotát a K pont jelzi. A keverék ezután az utófuton halad át, s ott t,zeIl homérsékletre melegszik. A kaloriferek méretezéséhez szükséges adatok a 21-24. aj ábrábólleolvashatók. Az utókeveréssel dolgozó rendszerben tehát az utófuto kalorifer teljesítményigénye kisebb (EK<.E'C). Ebben az esetben az elofutot és nedves hocserélot egy kisebb, ml tömegu levego (ml <. m,zeU) kezelésére kell méretezni, ami energia- és beruházási megtakarítást jelent.
t
x
i-x
diagramban, ut621-24. ábra. Állapotváltozás menete keveréssel dolgozó, nedves hocserén alapuló klímaközpontban aj téli, hj nyári állapotváltozás
Nyári állapotváltozást a 21-24. bJ ábrán láthatunk. Ekkor is szükség van bizonyos utófutésre, de az utófuto teljesítménye kicsi, valamint a hutoteljesítmény - tekintve, hogy az ott kezelendo levego tömege ml (ml <. mszell) - is jelentosen csökken. A nedves hocserélot az ábrából leolvasható tel· jesítményre kell méretezni. A külso levego entalpiája ikül' míg a hocserélobol iB entalpiájú levegot igényelnek, így iA - iB homennyiség vonandó el minden kg levegobol. A nedves hocserélobol kilépo levego C állapotú távozó levegovel keveredik, s ezt a K állapotú levegot még utófuton felmele-
681
BETÉTES NEDVES HÖCSERÉLÖK
gítik, s ekkor jut az E állapotba (amire jellemzo a t sze 11 és tp sze 11)· Elo- és utókeveréssel muködo, nedves hocserén alapuló klímaközpont kialakításának elvét a 21- 5. c) ábra mutatja. Az elo- és utókeverés folyamatábrái i-x diagramban a 21-22 ... 21-24. ábrák felhasználásával megszerkeszthetok. Kétfokozatú nedves hocserélovel kialakított klíma~ berendezésben (21-6. ábra) hasonló állapotváltozások játszódnak le, mint az egyfokozatú berendezésekben. Csupán a nedves hocsere oszlik meg a két fokozat között. Függoleges nedves hocseréló1dJen(21-7. ábra);tétrejövo légállapot-változás elvileg nem különbözik a vízszintes hocserélokben lejátszódó állapotváltozásoktói, így az ezekre vonatkozó állapotváltozási diagramok az elozok alapján megszerkeszthetok.
21.4.4. Betétes nedves hocserélok Az épületgépészeti gyakorlatban levegokezelésre a 21.4.2. pontban bemutatott nedves hocserélokön kívül számos más kialakítású hocserélot is találhatunk. Ezek közül a betétes nedves hocseréloket az utóbbi idoben gyakrabban alkalmazzák, ezért néhány alaptípust bemutatunk. Gyurubetétes nedves hocserélo kamrát a 21-25. a) ábrán láthatunk. Kialakítása hasonló a 21-7. ábrán bemutatott függoleges nedves hocseréloéhöz. A függoleges tengelyu kamrában a levego alulról felfelé áramlik. A kezelendo levego nedvesített gyururétegen kénytelen átvándorolni, ahol a nedvesített felületen a kívánt ho- és anyagcsere létrejön. A gyururéteg vastagsága ö=O,3 ... 0,6 m, a hasonlóan kiképzett cseppleválasztó vastagsága öl =
1 J
1
-r-t
J
b)
aj 1
J
__ -6 -7 ~~-=--~~~~111f
d) ej 21-25. ábra. Betétes nedves hócserélok a) gy6riíbetétes kamra; b) betétlapos keresztáramú nedvesltokamra; e) lamellás nedvesítokamra ; d) nedvesítokamra végtelenített szalall8lll; 1 fal; 2 gy6riíbetél; 3 vlzcsatlakozás; 4 porlasztó; 5 hajtómu; 6 szalag; 7 vízgyujto tank; 8 lamella
682
KLíMABERENDEZÉSEK
=0,1...0,15 m. A levego sebessége a kamrában vlev=0,8 ... 1,2 mIs közötti. I A gyuruk rendszerint fémbol, porcelánból vagy muanyagból készülnek. Ezek mérete nem kötött, bármilyen méretuek lehetnek. Levego kezelésére használt hocserélokben leggyakrabban 6... 7 mm fém- és 0 12... 25 mm porcelán gyuruket választanak. A gyíír(ik hossza az átmérovel azonos (térfogatsúly 550... 600 kp/m3, ,fajlagos felület 200.. .300
0
m2/m3).
A kamra fo méretei a kezelendo levego fr térfogatárama és "levsebessége ismeretében már meghatározhatók. A kívánatos tartózkodási ido (r= =0,5 ... 1,0 s) pedig a kamra hosszát határozza meg. A víz porlasztására itt nem szükséges különös gondot fordítani, tekintettel arra, hogy a levego a gyururétegen áthaladva igen hosszú úton érintkezik a nedvesített felülettel. Porlasztók esetleg el is hagyhatók, s elegendo a folyadékot perforált csövön bevezetni. A gyurubetétes [a 21-25. aj ábra szerint kiképzett] kamrák közeIítoleg az ellenáramú hocserélok családjába sorolhatók, s mint ellenáramú hocserélok méretezhetok. Méretezéshez cxgyü= 1200... 3600 W/m2K (",1000 ... 3000 kcalfm2h°C) veheto fel. A gyururéteg ellenállása igen nagy, a mérési adatok tanúsága szerint értéke - a ()rétegvastagság figyelembevételével- 200 ... 500 Pa között veheto fel. A felmerülo igényeknek megfeleloen a gyururéteget hálózati vagy hutött vízzel, sólével permetezik. A lecsurgó hutovíz (hutofolyadék) csatornába elfolyatható vagy gyujtotartályba visszavezetheto. A 21-25. b J ábrán betét/apos nedves hocserélo elve látható. A 21-3. ábrán látható kIímaközpont nedves hocserélojét a levego mozgási irányával párhuzamosan elhelyezett lemezekkel rész-hocserélokre bontjuk. A hutovizet az elválasztólemezeken csurgatják le, s így a betétlapok felületén kialakul egy állandó hideg vagy hutött víz, sólé stb. réteg. A nedvesített és hutött felület és az áramló levego között megy végbe a szükséges ho- és anyagcsere. Az így kialakított berendezésekben a méretezéshez mértékadó felület a betétek és a hocserélo kamrák öszszegezett felülete, ami biztos alapja a ho- és anyagcsere számításának. A lemezek közötti távolság 20... 50 mm. A vízporlasztók e megoldásban is elhagyhatók, s elegendo az elválasztólemezek nedvesítésére perforált csöveket beépíteni. Az elválasztólemezek anyaga lehet fém, fa, üveg, muanyag stb. A két utóbbi került újabban elotérbe, mert ezek korróziós veszélye minimális. Beépítésükkor ügyelni kell a karbantartás igényeire, legyenek az elválasztóelemek cserélhetok. A betétlapos kamrákban megengedheto leveg5-
sebesség "lev= 1,0 2,5 mis, míg az ellenállás 40 ... 80 Pa (kb. 4 8 kp/cm2). A betétlap os nedves hocserél5k elonye, hogy a hocserélo teljesítménye könnyen változtatható. Az egyes nedvesített betétlapokkal határolt rész-hocserélok kiiktathatók, s így a hocserél5 teljesítménye szabályozható. Ugyancsak a szabályozást könynyíti az a körülmény is, hogy ebben a kamrában a vizet beadagoló perforált csövekkel a betáplált hutovíz tömege is változtatható. Az el5bbi hocserélohöz hasonló elven muködnek a lamellás betétes nedves hocserélok is. A hocserélo kamrában itt is cserélheto elemeket helyeznek el [21-25. ej ábra], amire ráporlasztják a hutofolyadékot. A h5- és anyagcsere a folytonosan nedvesített felületeken megy végbe. A betétek ebben a megoldásban a mértékadó felület növelését is elosegítik, mert itt nem sík lapokat, hanem méhsejtszeru elemeket építenek be. így azonos hocserélo térfogatban nagyobb hasznos felület képezheto ki. A lamellák anyaga impregnált papír (pl. szulfátpapír) vagy muanyag. A lamellákat - a könnyebb cserélhetoség végett - a szurokhöz hasonló blokkokba építik össze. A lamellákat tartalmazó blokkot fém - rendszerint alumínium keret - fogja össze. Ezek az elemek nem regenerálhatók, bizonyos használat után ki kell cserélni oket. A lamellás, betétes nedves h5cserélok hálózati vagy hutött vízzel, sólével stb. üzemelhetnek a hutési igényt51 függ5en. A lamellás betétes nedves h&serélok elonye, hogy viszonylag kis kamratérfogatban nagy fajlagos felületet tudnak kialakítani, ami a ho- és anyagcsere hatékonyságát erosen növeli. Hasonló törekvés hozta létre a fo/yamatos nedvesítosza/agga/ üzemelo berendezést is. E megoldásban teljesen elhagyhatók a porlasztók és a perforált elosztócsövek. A ho- és anyagcsere a 21-25. b) ábrához hasonló elven kialakított felületeken játszódik le. Azonban ezek a felületek nem fix választófalak felületei, hanem folyamatosan mozgó szalag nedvesített felületei [21-25. dJ ábra]. A folyamatos nedvesítoszalaggal üzemel5 nedves h5cserélo muködési elve a következ5. A h5cserélóben - betétlapok helyett - folyamatos szalagot helyeznek el, amely á.11andómozgásban van. A kamra alján vízgyujto tank található. A tankon áthaladó szalag vízbe merül, s újra tölt5dik folyadékkal. Ha a vízgyujt5 tank folyamatos hutésérol vagy futésérol gondoskodnak, a szalag által elszálIított hut5víz a levego kívánt kezelését megvalósítja. A szalag mozgási sebességét tág határok között lehet változtatni, sannak értékét a pillanatnyi igények szabják meg. Általában követelmény, hogy a szalag elemei 40 ... 60 s alatt merüljenek újra a
683
A LEVEGO NEDVESíTÉSE
hut{)vízbe. A szalag anyaga impregnált és muszállal erositett, sok nedvességet magában tároló textilféleség. A 21-25. dJ ábra szerinti megoldás kis szerkezeti méreteivel tunik ki. A levego sebessége Vlev= = 1,0... 2,5 mis. A hajtómu a kamrán kivül helyezheto el.
Az adiabatikus üzemu nedves hocserélok szerkezeti kialakítása azonos az elozokben tárgyalt berendezésekéveI (1. a 21-3., 21-6., 21-25. ábrát). A nedves hocserélok adiabatikus üzemének jellemzésére a hazai gyakorlatban a 'YJad nedvesítési fokot használjuk. A 21-26. ábra jelöléseit felhasználva, az 'YJad a következoképpen fejezheto ki a levego száraz homérsékletévei : _ AB _ tleve'YJad-==:----------, tleve-tn AC
21.4.5. A levego nedvesítése A levegokezelés gyakorlatában sokszor van olyan igény, hogy a technológiai folyamatok által elvont nedvességet a levegobe juttassuk vissza, ill. a zárt térben a nedvességelvonó technológia ellenére is nagy relativ nedvességet tartsunk fenn. Ezek az igények a levego elokészitése során jelentos többletnedvesség beadagolásával elégithetok ki. Ha a teljes nedvességkülönbözet az elokészités alatt nem viheto be, a nedvesség utánpótlása a zárt térben magában is végbe mehet. Ezt a megoldást nevezzük utónedvesítésnek. 21.4.5.1. Nedves bocseréló'k adiabatikus üzemben A levego nedvesítése a 21.4.2. pontban tárgyalt nedves hocserélokkel oldható meg. Ekkor az összetett feladatokból (ho- és anyagcsere ) csupán az anyagcsere a megoldandó feladat (1. a 21.4.2.5.4. pontot). Ennek elérésére a vízgyujto tankban levo vizet állandó körforgásban tartják, friss vizet csupán az elpárolgott folyadék pótlására kell beadagolni. Ezt a folyamatot nevezzük adiabatikus nedvesítésnek. Az adiabatikus nedvesítés során végbemeno folyamat a 21-26. ábrán látható.
t
'"
LItlev
(21-48)
LItI'ev
ill. a nedvességtartalommal : (21-49) ahol tleve a levego száraz homérséklete a nedves hocserélo elott; t levv a nedves hocserélo elhagyása után; tD a levego nedves homérséklete; Xleve a levego nedvességtartalma. a nedves hocserélo elott; X levv a nedves hocserélo elhagyása után; XD a tD homérsékletu telített levego nedvességtartalma. nedAz adiabatikus nedvesitésre vonatkozó 'YJad vesítési tényezo az a szám, amely megmutatja, hogy adott e porlasztási tényezo mellett a száraz homérséklet csökkenése (vagy a nedvességtartalom növekedése) hány százaléka a lehetséges homérsékletcsökkenésnek (nedvességtartalom-növekedésnek). Értéke 0,5 ... 0,97 között változik az e függvényében (21-9. táblázat). A gyakorlatban eddig majdnem kizárólag nagy porlasztási tényezovel dolgozó nedves hocseréloket alkalmaztak. Különösen a textiliparban használatosak e hocserélotipusok. Az utóbbi idoben végzett vizsgálatok azt bizonyítják, hogy ezekre, a nagy víztömeget felhasználó bonyolult konstrukciókra nincs mindenkor szükség. A levego az óránként beporlasztott víz csupán néhány százalékát veszi fel, és viszi el goz alakban.
i~~~l----~' A
liM/ev
tlevv
21-9. táblázat. l)ad nedvesitési tényezo értékei
I Llt;ev
Porlasztókeretek száma
Iti~fne=ltnv=tn
321
! LI
xíev
L1x
2 ellenáram áram 2
lev
Kn
x 21-26. ábra. Levego állapotváltozása kamrában
adiabatikus
nedvesíto-
1
6, kS/kglI Porlasztás I téDYezo, Porlasztás; 0,6 ... 0,8 + egyenEllen0,2 II... 0,4III 0,9 90 60 75 Egyenáram 70 80 Ellenáram 75 ... ... 97 90 0,2 ... 0,4 egyen-+ 55 ... 65
II
iráDya
I
'lad
684
KLíMABERENDEZÉSEK
Abeporlasztott és a levego által felvett víz menynyiségi viszonyát a p,* vízfelhasználási tényezo mutatja: (21-50) ahol Llx;ey 1 kg levego által maximálisan felveheto nedvesség; my a beporlasztott víz tömege. Alkalmazható a nedves hocseréloben olyan porlasztó is, amely a kívánt vízmennyiséget köcldé porlasztja úgy, hogya levego azt teljes egészében felveszi. Ekkor nincs szükség a szokványos nedves hocserélokre, hanem csupán egy lényegében egyenes csatornaszakaszra. Ebbe helyezzünk be pl. a 21-9. ábrán látható vagy ehhez hasonló surített levegos porlasztó kat, s ezzel már a levegobe beviheto a Llx;ev víztömegáram. Ilyen berendezést szemléltet a 21-27. ábra. A berendezés fo alkotóelemei: ventilIátor és motor, nedvesítokamra, porlasztó, víztároló, légkompresszor. Ha nem nagy légmennyiség kezelése szükséges, akkor a 21-25. ábrán bemutatott berendezések kerülnek elotérbe. Legkedvezobbnek ígérkezik a 21-25. dJ megoldás, azonban hazai konstrukció még nincs forgalomban. A 21-25. hj és 21-26. ej megoldás is elonyösen alkalmazható a levego nedvesítésére. 21.4.5.2. Utónedvesítés A zárt térben lévo levego nedvességtartalmának növelése, azaz az utónedvesítési folyamat folyadék-, ill. goz-halmazállapotú nedvesség beadagolásával lehetséges. E levegokezelési folyamat elvét a 16.4.3. pontban mutattuk be.
t
Az utónedvesítést legcélszerubben goz bevezetésévei oldhatjuk meg. Erre a célra futési vagy technológiai gozhálózat egyaránt megfelel. Hátránya ennek a nedvesítési módnak, hogya levego entalpiája jelentosen megno, valamint a szagtalanítás is gondot okoz. Hátránya ellenére ezt a nedvesítési eljárást gyakran alkalmazzák. Folyadék-halmazállapotú nedvesség bevitele kedvezo, mert csak kismértékben okoz entalpianövekedést. A víz bevitelére porlasztó kat alkalmazunk. Ezek feladata folyadékködök eloállítása, amit ha a levegovel összekevernek, annak nedvességtartalma jelentosen megno. A porlasztás folyamata a kezelendo térben megy végbe, a köd és levego keveredése természetes úton játszódik le. A helyiségben több porlasztót helyeznek el, a levegot néha ventilIátorral mozgatják. A porlasztók lehetnek nagynyomású vízzel, kisnyomású vízzel és surített levegovel üzemelok, ill. rotációs porlasztók-; Surített levegos utónedvesítés megoldását a 21-28. ábrán láthatjuk. A kezelendo terem több pontján elhelyezett 1 porlasztó kat 2 tároló látja el folyadékkal, míg a 0,5 ... 1,5 bar nyomású surített levegot külön 3 hálózat szolgáltatja. A folyadék finom cseppekre szakadva, ködöt képezve jut be a levegobe. Surített levegos porlasztók kialakítását 21-9. ej ábrán láthatjuk, teljesítményadataikat viszont a 21-2. táblázat tartalmazza. Megoldható a levego nedvesítése túltelített vagy ködös levegovel is. Ekkor a levegokezelo központban túlteIítetté teszik a levegot, és a többletnedvesség a helyiségben párolog el. Hátránya, hogy szállítás közben a nedvesség egy része a csatornában stb. kiválik.
8 ---
- -- -- -'" ~" ...
21-27. ábra. Légnedvesíto berende2'és 1 ventillátor; 2 légcsatorna; 3 víztartály; 4 porlasztó; 5 kompresszor: 6 zsalu; 7 nedvesítötér; 8. 91evegöcsatlakozás
KLÍMA KÖZPONTOK
3
r
685
HUTÉSSEL
21.4.6. A levego szárítása
7
ti-28. ábra. Utónedvesíto
FELÜLETI
rendszer surített levegos porlasztókkal
porlasztó; 2 víztároló; 3 siírítettlevego-hálózat; 4 vízhálózat ; 5 vízpótlás; 6 relatívnedvesséll-érzékelo; 7 szelep; 8 nyomáscsökkento
Levegokezelés során gyakran szükséges a levego nedvességét részben vagy egészben elvonni. Ezt a feladatot megoldhat juk a nedvességtartalom kicsapatásával, ill. a nedvességtartalom elvonásával. A levego nedvességtartalma vagy annak egy része lehutés során lekondenzálódik és a levegobol kiválik. A levego hutését nedves hocseréloben, ill. felületi huton valósíthatjuk meg. Az elobbivel a 21.4.2. pont, az utóbbival a 21.5. pont foglalkozik. A nedvességtartalom elvonására gozt abszorbeáló anyagokat használnak fel. A levegot abszorbens anyaggal töltött tárolón vezetik át, ahol a nedvesség kisebb-nagyobb hányada kiválik (1.a 22.4. pontot).
21.5. Klímaközpontok felületi hutéssei Felületi hutéssei üzemelo klímaközpontokban a nutés és szárítás vagy nedvesítés különválasztva, más-más szerkezeti elem felhasználásával végezheto el. A levego hutésére bordás, ill. sima csobol ké-
i
szített hutote..stet alkalmaznak, a levegot továbbra is az ismert nedves hocserélo nedvesíti, de ebben az esetben a végzendo feladat megváltozása miatt nedvesítokamrának nevezzük.
8
a)
7 4-
.~.
3 8
--
-
1
13
hj 21-29. ábra. Felületi hutovel dolgozó klímaközpont
ej elvi kialakítása
a) csak friss levegot feldolgozó központ; b) utókeveréssel, e) elokeveréssel miíködo központ; J ventillátor; 2 utófiíto; 3 keverotér ; 4 nedvesítokamra ; 5 hiítotest; 6 szfiro; 7 e1ofiíto; 8 frisslevego-vétel; 9 recirkulációs levego
686
KLíMABERENDEZÉSEK
Felületi hutésseI muk:ödo kIímaberendezés központjának ehj elrendezését a 21-29. ábrán láthatjuk. A 21-29. aj ábrán szemléltetett berendezés csak friss külso levegot dolgoz fel, s teszi alkalmassá a kondicionáló tér szelloztetésére. A behozott friss levego nyáron szurés után jut a huto kaloriferhez, azon áthaladva lehul, s bekerül a nedvesítokamrába. A tn=áll. feltétel mellett végbemeno állapotváltozás során a levego entalpiája a nedvesítokamrában gyakorlatilag állandó marad, de no a nedvességtartalma, a száraz homérséklet csökkenésével egyidejuleg. Ha kívánatos, akkor a nedvesítokamrából kilépo levego még az utófuton felmelegitheto. A 21-29. ábra tanúsága szerint a bemutatott berendezésben mindazon elemeket megtaláljuk, amit a hasonló feladatra szerkesztett, nedves hocserén alapuló kIímaberendezésben (1. a 21-3. ábrát). Az eltérés csupán annyi, hogy van benne egy hutotest, és a nedves hocserélo kamra lerövidült, mert a szerepe mindössze a levego nedvesítése. Szokásos felületu hutés esetén egyaránt lehetséges elo- és utókeverés [21-29. bJ és ej ábra], de a ketto együttes felhasználása is. A kIímaközpontban található alkotóelemek méretezése, kiválasztása már az elozokbol (21-3. és 21-4. pont) ismert. Az adiabatikus nedvesítokamra méretezése a 21.4.5.1. pontban található. Új elem viszont a léghutotest. A levego lehutésére beépített hutotest sima vagy bordáscsobol készül. Rendszerint több párhuzamos csos0rt helyeznek el a hutendo levego útjába, s ezeket a csosorokat - a légfutotestekhezhasonlóan idomacél vagy lemezbol készített keretbe foglalva folyadékgyujtovel, osztóvallátják el. Hutoközeg gyanánt felhasználható a felületi hu. tóben lehutött víz vagy sólé, ill. a hutoberendezés hutoközege. Az elobbi esetben közvetett, az utóbbi esetben közvetlen hutésrol beszélünk. Közvetlen hutés esetén a hutoberendezés elpárologtatója a [21-30. aj ábra] kondicionálóberendezésnek is alkotóeleme, azaz az elpárologtató egyben a léghutotest is. Közvetett hutéskor [21-30. bJ ábra] az elpárologtató vízzel vagy sólével telt kádban található, amelyet az a kívánt homérsékletre hut, és a kád vizét szivattyú szállitja a léghutotestbe. Közvetlen elpárologtatással muködo berendezés hutoközege - a hazai biztonsági eloírások szerint - csak Freon lehet (1. a 23.3. pontot). 21.5.1. Léghutotest kialakítása és méretezése Az elpárologtató - mint léghutotest - méretezéséhez a szükséges kiindulási adatokat a klímaberendezés tervezojének kell megadni. Ezek: be-
építési keresztmetszet, felületi homérséklet, hutoközeg fajtája és homérséklete, teljesítménye stb. Ha a hutotest felületének homérséklete O °C-nál alacsonyabb, .akkor a levegobol kiváló viz a felületre ráfagy. A hutotest kialakításakor gondoskodni kell arról, hogy a keletkezo jégréteg eltávolítható legyen. A sima csobol készített huto kalonferben ugyan a keletkezo jégréteg nem okoz nagy teljesítménycsökkenést, de a bordáscsövek eljegesedése lényeges teljesítménycsökkenést okozhat. Ha a jégréteg üzem közbeni leolvasztása szükséges, akkor a kIímaberendezést tartalék hutotesttel tervezik. Ha a berendezésben nagy hutofelület szükséges, akkor célszeru a hutotesteket megosztani. Néha szerkezeti okok is szükségessé tehetik a hutotest megosztását. Hutoberendezések alkotóelemei közül a klímaberendezések szempontjából foleg az elpárologtató jelentos. Az elpárologtató (21-31. ábra) a hutoberendezésnek az a része, amely a hasznos hutofeladatot teljesíti azzal, hogy környezetébol hot von el, s ezáltal a huteni kívánt levego homérsékletét a megszabott értékre csökkenti. Ha az elpárologtatóba csak annyi hutoközeget adagolnak, amennyi abban el tud párologni száraz, míg ha bizonyos szintig az elpárologtató folyadékkal töltött, akkor nedves elpárologtatónak nevezzük. Az elpárologtatón belül végbemeno párolgási folyamat sok tényezo függvénye, így függ az elpárolgás a hutoközeg fajtájától, a felületi terheléstol, az elárasztás mértékétol, az elpárologtató kialakításátói, anyagjellemzoitol, a hutendo folyadék anyagjellemzoitol, áramlási sebességétol stb. A hutött kádban a folyadékot - egyenletes homérséklet elérése céljából - állandó mozgásban kell tartani, amit beépített keverovel oldanak meg. Klímaberendezések léghutotesteiben mint közvetíto hutoközeg számításba jöhet az édes víz, ha a hutendo közeg homérséklete mindenkor O °C-nál magasabb. Amennyiben azonban O °C-nál alacsonyabb szekunder hutoközegre van szükség, akkor a fagyveszély miatt az édes viz nem megfelelo. Ha a vízben nátrium- vagy káliumsókat oldanak fel, vagy a vízhez alkoholféleséget kevernek, fagyáspontja jelentosen csökkentheto. A fagyáspont a só vagyalkoholféleség adagolásának függvényében változtatható. Kívánatos, hogy az oldat koncentrációja üzem közben ne változzék. Szennyezodést az oldat nem tartalmazhat, mert a szennyezodés kristályközpontot képezhet. A szekunder hutoközeg megválasztásakor figyelembe kell venni azt a körülményt is, hogy a sólé korrózió szempontjából kedvezotlen, s ha lehet, alkalmazását kerüljük.
687
KLÍMAKÖZPONTOK FELüLETI HUTÉSSEL
1
aj
11
21-30. ábra. Léghútö berendezés kialakitása
hj
®
közvetlen htités; h) közvetett hiités; 1 l6&caatoma; 2 e1pAroloatató Oéshtitötest); 3 termosztatikus expanzl6s szelep; __mA..-szolop; 5 ut6htitö; 6 folyad6ksYii.ltö; 7léakondenzátor; 8 kompresszor e1ektromotorrai; 9 termosztatikus fojtószelep; 10 folyadékbeCecskondezö szelep; 11 léahlí16test közvetitöközeael: 12 szivattyÚ; 13 t6ihcvftö; 14 vlzhiitésti kondenzátor
(1)
A szükséges közvetftlSközeg tömegét - a koncentráció megválasztása után - a rendszer QM 1 hiitlSteljesitménye, s a megengedett Llthü 1 hlSfoklépcslSismeretében határozhatjuk meg: ~l
CMQ~tt 1 Mt.
kgfs (kgfh),
(21-51)
ahol Chül a szekunder hiItlSközeg fajhoje, kJjkgK (kcaljkg°C); QMI hiItlSteljesitmény, W (kcal/h).
A hiItlSközeg felmelegedését tapasztalatok szerint ... 10 oC határok között célszeriI megengedni. Klimaberendezésekben közvetett hiItéshez rendszerint nyitott sólétartályt használnak. Nyitott tartályba bármilyen rendszeriI elpárologtató beépithetlS (21-31. ábra). A sólé- vagy viztartályt általában padlóra helyezik megfelelo alapozásra. Lehet épitett vasbeton vagy acéllemez tartály is. Llthiil=5
2925
b)
aj
21-31. ábra. Elpárologtat6k
kialakitása
a) spirálcsöves; b) meredekcsöves folyadékbiitlS; e) léahiitlStestk6nt územellI elpároloatató /
keringtetésére körforgó szivattyúk alkalmazhatók saválló kivitelben. A levegl>t hCítl>elpárologtatók [21-31. ej ábra] nagymértékben különböznek a folyadékhiitl> elpárologtatóktól. A hl>átadás a csl>fal és a levegl>között sokkal kedvezl>tlenehb, mint a csl>falés a folyadék között. Ezért a csl> külsl> oldali hl>átadó felületét lehetlSleg növelni kell. Ez a magyarázata annak, hogy levegl> h6tésére többnyire bordáscsöveket használnak. A légh6tl>testeken, ha a hl>mérsékletük alacsonyabb, mint a levegl>harmatponti hl>mérséklete, a ;:,Olé
levegl> nedvességtartalma kicsapódik. Ennek dermedés vagy eljegesedés a következménye, ami a hoátadási viszonyokat erl>sen rontja. Sima csor{)l a dérréteget lekaparják vagy leolvasztják. Bordáscsonél csak a leolvasztás jöhet számításba. Bordáscso deresedése nagy nehézséget okoz. A dér a hordák közeit eltömi, szigetell>réteget képez, és ezzel még a hiit&:sl>nyaláb külsl> felületét is csökkenti. A légh6tl>test szerkezeti kialakítását a 18.3. pontban ismertettük. A kondicioÍ1álóberendezésbe beépitett hutofelület nagyságát az ismert összefüggésseI határozhatjuk: meg:
KLfMAKÖZPONTOK FELuLETI HuTÉSSEL
A=
QMo
,
(21-52)
(21-56)
kLJthÜkÖ~
ahol Qhi\öa teljes hutési igény, W (kca1jh); LJtMköz az elpárolgó hut5közeg és a hutött közeg homérséklet-különbsége, K eC); k hoátbocsátási tényezo, W/m2K (kcaIfm2h). Klímaberendezésbe beépített hutotesten át viszonylag nagy sebességgel áramló levego homérséklete már a helytol is függ, ezért ebben az esetben már a logaritmikus homérséklet-különbséget kell meghatározni. Az elpárologtatók, léghutotestek kley hoátbocsátási tényezoje sima csöveknél1 m hosszú csore:
I
kley=
1 1 dll' --+-In-+-IXbeldbel2A d2
(21-53) aküIdkilI
ahollXbela belso oldali, IXkül a külso oldali hoátadási tényezo, W/m2K (kcal/m2h°C); dbel a cso belso és dkül a cso külso átméroje, m; Aa cso anyagának hovezetési tényezoje, W/mK (kcaIfmh°C). Hocserélok számításakor elonyösebb a hoátbocsátási tényezot a belso vagy külso csofelületre vonatkoztatni. A cso külso felületére vonatkozó kkül hoátbocsátási tényezo: 1
-+ -
UI
Akül
kül +-+R f+-(AJbeI IXbc1 A [~1] , Abel
(21-54) a cso külso, Abel a cso belso felülete,
2 bel a szennyezodés lerakódása következm2; (~2) tében keletkezo szigeteloréteg hovezetési ellenállása
1 kül a külso falon: Rr= Ar a belso és .(~I) ~f a fal hovezetési ellenállása, m2K/W (m2hoC/kcal). A belso oldali kbe1tényezot a (21-54) felhasználásával állíthatjuk elo az Akül/Abelviszony ismeretében.
Ak-I
kbel ~ kkül A bel II •
(21-55)
Léghutok k hoátbocsátási tényezoje dér lerakódása következtében csökken. Számításainkban ezt a csökkenést figyelembe kell venni, a csökkeno tényezo t-tcs=0,8 ... 0,9. A hoátbocsátási tényezo számításakor elozetesen a hutotest mindkét oldalán az IXhoátadási tényezot kell meghatározni. A hutendo közeg oldalán az IXkülhoátadási tényezo az áramlás jellegének ismeretében meghatározható. Folyadékba merülo elpárologtató esetében IXkül(kcal/m2h oc) értéke. 46 Az épUletgépészel
A bordák anyagának megválasztásáraa ~ viszony veheto mértékadónak. Befolyásolja a bordáscso gazdaságosságát a bordaosztás is. Kényszeráramlású hocseréloknél, ha nincs dérképzodés, akkor a bordák közötti távolság t=3 ... 5 mm, ha deresedés várható, akkor t=5 ... 16 mm legyen. Bordázott felület IXkü I hoátadási tényezoje a NUred értékét megadó összefüggéssei számítható:
u2
kki\l- IXkül 1 (AJkül ~ ahol
összefüggésseI számítható, ahol /Jy a folyadék áramlási sebessége, m/s; delly egyenértéku átméro, m; B állandó (értéke 1230... 2310). (ty=O oC, B= 1230. ty=20 oC, B= 1615; ty=40 oC, B= 1990; ty=60 oC, B=231O.) A léghutok készítésekor általában kör és négyszög alakú bordáscsöveket használnak (21-32. ábra), de találkozhatunk a hutéstechnikában más geometriai alakzatú, pl. hatszög alakú bordázattal is. Mivel a levegooldali hoátadási tényezo sokkal kisebb, mint a hutoközeg (folyadék- vagy goz-) oldali hoátadási tényezo, ezért a felület nagymérvu növelése szükséges. Bordák alkalmazása - azonos teljesítmény mellett - méretben kisebb és olcsóbb hutotest kialakítását eredményezi.
kézikönyve
NUred=C,
Re~ed
t t
( d )-0.53 ( h)-0.14
(~1-57)
ahol Rered a redukált Reynolds-szám; d átméro, t a bordaosztás és h a bordák magassága, m; C és n állandók (C=0,1...0,21 és n=0,65 ... 0,72). A (21-57)-bol meghatározott NUred szám alapján már az IXkülszámítható bordáscsövekre is: - NUredA IXkül---t-'
(21-58)
Az összefüggés azonban csak 3· 103< Rered<25 . 103 tartományban és ~=3 ... 4,8 értékek között t érvényes. Ha a redukált Rered szám 250 ... 12.103 tartományban van, akkor a következo kifejezés használható a redukált NUred meghatározására: (21-59) Bordáscsövek külso oldali IXkülhoátadási tényezoit azzal a feltétellel írtuk le a vonatkozó összefüggésekkel, hogy a homérséklet az egész felületen állandó. A bordák homérséklete azonban a totol a borda csúcsáig jelentosen változik. Ezt figyelembe véve a tényleges IXküJthoátadási tényezot az IXkül helyesbítésévei határozhatjuk meg. Ha a levego hutését a hutofelületen nedvesség-
KLíMABERENDEZÉSEK.
7
aj
t
11-31. ábra. Léghútótestek a) bord4k fajtái; b) cs&Irendezés;
kialakitása,
1kör k~; 5 eltolt
lecsapódás kiséri, azaz ha a hift5felület homérséklete alacsonyabb a leveg5 harmatponti h5mérsékleténéL a számitott lXkill h5átbocsátási tényez5ket növelni kell. Az lXkill növelésével azt a tényt vesszük figyelembe, hogy a leveg5 nedvességtartalmának konden7.á19AAkoris h5 szabadul fel, amit a hift5felületen szintén el kell vonni. Nedvesség kondenzációval járó hiftési folyama-
beépitése és bordázata
2 téPalap alakú;
J hatszöt11et6borda;
<#_;
CIrenCIeZéa
tokra a Nu vagy NUred számokat határozzuk meg, majd ezeket korrekciós tényez5vel növeljük, s igy állitható el5 a tényleges lXkOIt h5átadási tényez5 : (21-60)
A ; tényez5t nomogramban is bemutat juk (21-33. ábra). A nomogram a hiftend5leveg6 t_1I h5mér-
KLíMAKÖZPONTOK
ro.
~
~c:::,~~~<ó ~ ~~ ~
HuTÉSSEL
1,50
~55 '052 1,48
~4~
CXbel= (l03,2+0,19thu)ljo,25,
,,<:)
'040 ~
~
~36 ~
1,32 :~ '"
~28 -~ 1,24-
% ::,;
1;15 ~
~12 'w)':. ~04-
(21-61)
ahol (húa hutofolyadék homérséklete, K eC); q a felületi fajlagos terhelés, W/m2 (kcal/m2h). A (21-61) összefüggés NH3 hutoközegre érvényes, Freon hutoközegre a következo egyszerusített kifejezés használható: (21-62)
-ct>
(fo ~ 1,08
691
be, akkor. az cxbelmeghatározására a következo, kísérleti úton leszármaztatott összefüggések használhatók fel. Párolgás még nem fejlodött ki, s a hutoközeg még folyadékként viselkedik, 0... -40 oC homérSéklet-tartományban érvényes összefüggés szabad áramlás esetén :
~~
~"'"
FELÜLETI
az A állandó értéke F-12-re 66 és F-ll-re 30. A lj felületi terhelés NH3 hutoközeg esetén 1400... 23000 W/m2 (1200... 2000 kcal/m2h), míg Freon esetén 2000... 2300 W/m2 (1800... 2000 kcal/m2h).
Ha az elpárologtató csöveit a hutoközeg nagy része goz alakjában tölti ki, akkor a folyadékjel5 10 lemzo"knek, a folyadék mozgásának már nincs meghatározó szerepe a hoátadásban. Erre az esetre az 21-33. ábra. Nomogram a ~ tényezo meghatározásához CXbel hoátadási tényezot a következo összefüggéssei Példa:hutendolevegotszell =0 oC, 'l'szell =50% (A pont),hutöfelület határozhatjuk meg: thü köz =-15 oC, alevego relativnedvessége ep=50 % közepes homérséklete (B pont),az A és B pontotösszeköto egyenessei párhuzamost kellszec(21-63) CXbel= (3,58+ 0,018thú)ljo,7 kesztcni azO pontból, azegyenes kimetszi ö értékét, esetünkben ö=I,32 A kifejezés NH3-ra 0... -40 oc homérséklet-tartományban érvényes, míg sékleteinek és relatív nedvességének függvényében CXbel= bljO,6 (21-64) adja meg a ; tényezot. Bordáscsövek mentén lejátszódó nedvességkonFreon hutoközegre érvényes, F-12-32 b= 5 és denzálódással összekötött levegohutési folyamatokb=4. F-ll-re ban a bordák thukozközepes homérsékletét számítA vízszintes csövekben lejátszódó hoátadási fojuk ki, majd annak alapján a ; meghatározható. lyamatot elpárolgó hutoközeg esetében a lj felületi Légfutotestek belso oldali CXbel hoátadási ténye- terhelés, a hutofolyadék fizikai tulajdonságai, a pázoinek meghatározásakor két esetet különbözterolgási homérséklet, a hutofolyadék mennyisége, tünk meg aszerint, hogya léghutotest csupán víza csoméret stb. befolyásolja. levego (sólé-Ievego) hocserélo vagy egyben a huA hoátadási tényezok (cxbelés cxkúl)birtokában totelep elpárologtatója is. már a (21-54) összefüggéssei a k hoátbocsátási téA léghutotest folyadék-levego hocserélo. A hu- nyezo meghatározható, amit haa (21-52) összefüggésbe helyettesítünk vissza, a hutofelület nagytovízoldali hoátadási tényezo a Reynolds-szám függvénye. Meghatározása a (21-56) összefüggéssei ságát kapjuk. A k hoátbocsátási tényezo tájékoztató értékei lehetséges. simacsöves léghutokre 25.. .35 W/m2K (20 30 Ha a léghutotest egyben a hutoberendezés elpámíg bordáscsövekre k= 12 40 rologtatója, akkor az CXbel hoátadási tényezo az el- kcal/m2h°C), párolgó hutoközeg oldalán a felület kiképzésének W/m2K (10... 35 kcal/m2h°C). Nedvességkicsapódással járó hutési folyamatok(érdes, sima), a lj fajlagos hoáramnak, a felület értékét a (21-60) szerint vesszük figyeszennyezettségének (olajfilm), a hutoközeg nedve- ban az CXkúl lembe. sítokészségének, a hutoközeg fizikai tulajdonságaiSzokásos a k hoátbocsátási tényezot a ~ szám nak stb. függvénye. Ha az elpárolgás függoleges csövekben megy vég- f"üggvényében megadni (21-34. ábra). O' .
46'
1,00
0
692 kcoI/mt 1m2 K w50 h W40 51
'l'lj
I
l~
KLíMABERENDEZÉSEK 1,0 -
k, oc
(21-67)
A valós geometriai viszonyokat figyelembe vevo (21-67) összefüggés helyett gyakorlatban a (21-65) szerint számolunk. Ez közeIítoleg 5, ..10%-os hibát okoz.
~ __
1000
2000
~I-.--.l
1000
2000
3000
I
4000
3000
5000 Wlm2K 1
4000
Ctbe/ I
kcal/m2 h .(;
21-34. ábra. A k hoátbocsátási tényezo változása a ~ és függvényében
(Xbel
21.5.2. Felületi híítéssel dolgozó klímaközpontban végbemeno állapotváltozások
Felületi hutéskor lejátszódó állapotváltozás a 21-22. és 21-24. ábrák mintájára ábrázolható i-x Klimaberendezés tervezésekor, ha a léghutotest diagramban. A felületi huto mentén elhelyezkedo nem a hutóberendezés elpáro10gtatója, akkor a hu- levego felveszi a hutotest homérsékletét és telitoközeg közepes homérsékletét is meg kell adni. tetté válik. A hutotest közepes homérsékletének A hutoközeg thükközközepes homérséklete stacioná- megfelelo telitett állapotú levego már az i-x diagrius hoáramlási viszonyok alapján írható fel: ramban megtalálható, és így számításainkban a hutési folyamatot két különféle állapotú levego keveréseként foghatjuk fel. A következokben a 21-29. 'l'l a (Öcs6+_1_] Acso _ exbel ' 'Ib thukkoz_ -t kul __ tkül-thüköz t/hü ábrán látható berendezésben lejátszódó állapotvál(21-65) tozásokat ismertetjük. Csak friss külso levegot feldolgozó klímaberendeahol tkül a külso, azaz a hutendo levego; thüköz a bordázott felület közepes homérséklete, K eC); zésekben (21-29. ábra) télen megvalósítandó állaöcs6a csofal vastagsága, m; Acs6a cso hovezetési té- potváltozás a 21-22. aj ábra szerint megy végbe, nyezoje, W/mK (kcal/mh oC); exbela cso belso ol- mivel a hutotest kiiktatásával a 21-3. ábrán látható berendezéshez jutottunk. dali hoátadási tényezoje W/m2K (kcal/m2h°C); Friss külso levegot felhasználó klimaberendezésnyáron lejátszódó állapotváltozást a 21-35. aj ben a=AAbel kül a belso és külso felület viszonya; ábra szemléltet. A külso levego (tkül, tpkü.)szurés után a felületi huton áramlik át, s ott lehul. A hutotest közepes homérséklete thüköz'A léghüton beköt/hü= AQhü fajlagos hutoteljesítmény, W/m2 kül vetkezo állapotváltozás az AE egyenesen megy vég(kcal/m2h); míg 'YJb bordahatásfok, értéke: be, feltételezésünk szerint a B pontig. A levego az 'YJb= tkül- tcso , (21-66) iA - iB entalpiakülönbség elvonása után nedvesítotkül-thOkoz kamrába kerül, ahol az i= iB állandósága mellett nedvesedik közeIítoleg tp=95%-ra. Ezután a leveahol t csöa csövön a bordatobe~ beálló homérséklet, got tszell= tD szellozolevego-homérsékletre az utóKeC)· Gyakran felmerül a kérdés olyan formában is, futon melegítjük fel, s ez a tszell homérsékletu, D hogy mekkora lesz a bordás hutotestek felületének állapotú levego már alkalmas a helyiség ho- és nedközepes homérséklete, ha a hutoközeg homérsék- vességterhelésének egyideju elvitelére. A 21-35. aj lete adott. Ez esetben is a (21-65) kifejezéssel számo- ábrán a kondicionált térben lejátszódó állapotváltozás vonalát, a (Lli/Llx)helyegyenest, s azon a lunk, amelybol a hutofelület közepes homérséklete tbel, tt homérsékleteket is bejelöltük. thüköz is kifejezheto. Elokeveréssel dolgozó klímaközpontban télen leA (21-65) összefüggés bordázott sík falakra vagy nagy dbe1 átméroju csövekre érvényes. Kis átméro- játszódó állapotváltozás menetét a 21-23. aj ábrán láthatjuk. ju cso esetében a következo kifejezés alkalmazható:
KLíMAKÖZPONTOK
FELÜLETI
ii
693
A nyári állapotváltozás menetét a 21-35. b) ábra szemlélteti. A külso, A állapotú és a kondicionált térbol visszaszívott, B állapotú levego keverése után, a K keverék áramlik a felületi hutore [21-29. c) ábra]. A levego a KF egyenes mentén lehul, esetünkben a C pontig. A levego nedvesítése (D pont) és utófutése (E pont) után már a klimatizált térbe mint szellozolevego vezetheto. A nyári utófutés mindkét esetben, friss és kevert levegovel dolgozó rendszerekben egyaránt szükséges, elofordulhat azonban az is, hogy utófutés nélkül eloálIítható a szellozolevego, pl. ha a C vagy D pontnak [21-35. b) ábra] megfelelo légáJJapot alkalmas abefúvásra. Utókeveréssel dolgozó berendezésben [lásd a 21-29. b) ábrát] létrejövo nyári állapotváltozást a 21-35. e) ábra szemléltet. A beérkezo A állapotú, fkül' /Pkül jellemzoju külso levego sz.urés után a hutotesten lehul (AF egyenes) egészen a B pontig. A B állapotú levego kerül a nedvesítokamrába, ahol a levego i=áll. vonalon nedvesedik (C pont). A nedvesítést követi az utókeverés, amikor is a C és D állapotú távozó levego (tt, /Pt) keverékébol K légállapot áll elo, amit szükség szerint még utómelegítünk E állapotra, ami a kívánt szellozolevego állapota (tszell' /Pszell)' A 21-35. ábra példája szerint a 21.4.3. pontban elmondottak alapján az állapotváltozás menete minden más esetre is megszerkesztheto.
t ft the/ fsre//= fo
aj
i t
HUTÉSSEL
fkÜ/=~
tt the/
b) i t
21-35. ábra. Felületi hutéssei üzemeló klímaközpontokban végbemenó légállapot-változások ábrázolása j-x diagramban a) friss levegos, b) elokeveréses. e) utókeveréses klímaközpont
21.6. Energia-visszanyerés
lehetöségei klímaközpontokban
Az elozokben részletesen bemutattuk a különféle légtechnikai rendszerek üzemét és méretezését. Az elmondottakból látható, hogyalevegokezelési folyamatok minden egyes fázisa sok energiát igényel, ill. sok energiát fogyaszt. Kívánatos a levegokezelési folyamatok energiaigényének csökkentése
és a felhasznált energia minél nagyobb arányú visszanyerése. A légtechnikai rendszerekre jellemzo, hogy a mértékadó homérséklet-különbségek általában kicsik, így az eredményes energia-visszanyerésnek elofeltétele az ilyen homérsékletviszonyok között is
694
KLíMABERENDEZÉSEK
Helyiség
8
"9
70
7b
5
~
H'4/ldg
b) 21-36. ábra. Energia-visszanyerés
légtechnikai rendszerekben
a) szelIözo-légflítö (légblítö), b) klimatizáló rendszer; 1 zsalu; 2 szlíro; 3 forgódobos hovisszanyero; 4 szlíro; 5 ventilIátor; 6 csappantyú; 7 hocserélo (hlítö vagy fiíto); 8 zsalu; 9 nedvesítokamra
gazdaságosan üzemelo hocserélok (hovisszanyerok) kialakítása. A levego-levego táskás hocserélok, valamint a töItetes, forgódobos hocserélok (1. a 18.4. pontot) megjelenése kedvezoen mozdította elo e kérdést. A különféle rendszeru hocserélok beépítésévei és üzemeltetésévei a levegokezelés folyamán felhasznált energia tekintélyes hányada visszanyerheto. Tapasztalatok e téren már vannak, de ezeket még óvatosan kell kezelni. Rendszerint a gyártó cégek adatai áIlnak rendelkezésre, s ezen adatok ma még
nehezen ellenorizhetok. Ezek szerint a visszanyerheto energia - a kialakítástói függoen - a befektetett összes energia 20... 70%-a lehet. Energia-visszanyero hocserélo elvileg minden légtechnikai rendszerbe beépítheto. Kis teljesítmények esetén azonban jelentos többletberuházást tesz szükségessé. Forgódobos energia-vi~szanyero (1. a 18.4. pontot) alkalmazási példáját a 21-36. ábrán láthatjuk. A 21-36. aj ábrán nagy kiterjedésu szellozteto-Iégfuto (Iéghuto) berendezés energia-vissza-
f13
A
rész/ef
-11
V/ev
6
1
12
4
21-37. ábra. Kombinált hutésu klimaközpont 1 ventillátor; 2 táskás hocserélo; 3 bordás hocserélo; 4 vízgylíjto tank; 5 betétgylíriís nedvesíto; 6 kalorifer; 9 szivattyú; 10 túlfolyó; friss; 12 kezelt; 13 távozó levego csadakozása
II
7 szlíro; 8 porlasztó;
ENERGIA-VISSZANYERÉS
r--' - "--i :
I 1·
r-i ,J.~1 ~5i
·-1------1/1 ~
,,L:.:J
i~r
l...
II:.
r-1J 1----k~~1 ~ ['lJ-, r"::.
I L
LEHETOSÉG EI KLtMAKÖZPONTOKBAN
lY I
,5
1
L.J
...J
: I ~ ~
r
L
©2
,
I
:II 4 I
'1 ~-J
21-38. ábra. HutovÍZ folyamatas visszahútése 1 h6cserélo; 2 vcntíUátor; 3 nedvesítokamra; 4 szivattyú; 5 szöro; 6 nedvesíto
nyerési lehetoségét· mutatjuk be. A friss külso levego az 1 zsalun lép be, majd a 2 szuron áthaladva a 3 forgódobos hocserélobe jut, ahol felmelegszik. Melegítésre a szabadba vezetendo, elhasznált (tá· vozó) levegot használjuk fel. Ha szükséges, a 4 szuron további tisztítás lehetséges. Az így elokészített levegot az 5 ventillátor a helyiségbe táplálja.
A ventilIátor után mód van a 7 hocserélon a levego esetleges melegítésére, ill. hutésére. A levego szabályozására a 6 csappantyúk használhatók fel. Nagy kiterjedésu klimatizáló rendszer hovisszanyerési példáját is bemutat juk a 21-36. b) ábrán. Ebben az esetben a 3 forgódobos hovisszanyero az elofutot pótolja. A levego kezelése a kIímaközpontban, ill. elosztása és felhasználása nem tér el az eddigiektol. Ugyancsak az energiafelhasználás csökkentésének igénye hozta létre a 21-37. ábrán látható klímaközpontot is, ahol a felületi hutés és nedves hocsere együttes alkalmazására került sor. Elonye a berendezésnek, hogy a friss levegot a táskás hocserélo (1.a 18.4. pontot) révén a központból távozó, egyéb célra már nem alkalmas levegovel e1ome1egíthetjük. A 3 hocserélo viszont egyidejuleg felületi huto és nedves hocserélo is. A rendszer muködése a következo. A friss levego sz(lrés (7) után a 2 táskás hocserélon felmelegszik,
,·..······ ...0··..···· ..·.,; ··· 2
1
$
QE, .
;
3
aj 7f1 •.••••••• , r..•·..···..·1.!!...!""
I
I j
1
bj 21-39. ábra.
Változtathat6
695
térfogatáramú
9 rendszerek
elvi kialakítása
a) változtatható térfogatáramú éa indukciós. b) változtatható térfogatáramú CIIY-éa kétcsatornás rendszer kombinációja; llcvcgobelépés; 2 dro; 3 vcntiUátor; 4 h6cserélo; 5 cIosztóhálózat; 6 utóföto; 7 utóhöto; 8 indukciós kéaziUék; 9 változtatható térfogatáramot bctápláló anemosztát; 10 bcfúvó-fcj; 11 keverokészülék ; M motoros szelep; R relé; E" nyomásérzékclo
696
KLíMABERENDEZÉSEK
az 1 ventilIátor segítségével a 3 bordás hocserélóbe jut. A bordás hocserélóben hideg vizet áramoltatva, a kezelendo levego lehul. A lehult levego az 5 nedvesítobetéten áthaladva a 6 utófuton még felmelegedhet, s ezután elszállítható. A friss levego egy része (l5 ... 30%-a) a 13 járaton a 4 vízgyujto tankba jut, ahonnét a 3 bordás hocserélon keresztül a 13 irányban távozik. A levego hutését tehát a 3 bordás hocserélo végzi. A hocserélo nagy átméroju bordáscsobol készül, sa· víz nem tölti ki a teljes ke,esztmetszetet. A cso belso falán így folyadék áramlik lefelé, míg vele szembe levego mozog. A csövön belül a levego és a lecsurgó vízréteg között (A részlet) létrejön a ho- és anyagcsere, aminek következtében a hutovíz is folyamatosan visszahul, miközben a levego a tn homérsékletre áll be. A víz cirkulációját a 9 szivattyú, a víz durva porlasztását a 8 porlasztó végzi. A levego gazdaságosabb hutését teszi lehetové a 21-38. ábra szerinti berendezés, ahol a hutovizet egy második nedves hocseréloben (szerviz-hocseréloben) folyamatosan visszahutik. Ez a berendezés a második ventilIátor és a szivattyú megjelenése kö-
vetkeztében többlet'energiát igényel, aminél azonban több energia nyerheto vissza a hutési megtakarításból. Ez a megoldás elonyösen alkalmazható ott, ahol a levego nedvességtartalma kicsi. A célszeru és csak a szükséges energiafelhasználásra való törekvés hozta létre a változtatható térfogatáramú rendszereket (21-39. ábra). E megoldásban a 3 ventilIátor változó fordulattal üzemel a mindenkori igényeknek megfeleloen, ezzel mód nyílik igazodni a fogyasztó (az egyes helyiségek) változó igényeihez. A ventillátort EpRM szabályozási kör irányítja. A levego az 5 elosztóhálózatba jut, amely mindig képes az igényeknek megfelelo állapotú és mennyiségu levegot szállítani. A helyiségekbe a 9 szabályozható anemosztátok táplálják he a levegot. A változtatható térfogatáramú berendezéseket más rendszerekkel elonyösen lehet kombinálni (21-39. ábra). Ugyancsak kihasználható ebben a megoldásban az energia-visszanyerok által nyújtott gazdasági elony is. A beruházási költséget azonban jelentosen növeli a ventilIátor, a szabályozási körök, valamint a speciális befúvófej magas ára.
21.7. A levegökondicionálás A klímaberendezések nagymérvu elterjedése következtében világszerte mindinkább elotérbe került irodaépületek, szállodák, kórházak, lakóházak stb. kondicionálásának kérdése. Ezekben a létesítményekben sok kis alapterületu helyiségben egyidejuleg kell rendszerint különféle belso légállapotot fenntartani. Hagyományos kialakítású berendezésekkel ezt a feladatot nem lehet megvalósítani, ill. a megoldás igen költséges. Ezért szükségessé vált a kondicionálás újabb módozatainak kialakítása. A légkondicionáló technikában új utak keresésére ösztönzött az az irányzat is, hogya modern építészet mind nagyobb ablakfelületeket alkalmaz, amely azzal a következménnyel jár, hogy télen a lehulés, nyáron pedig a napbesugárzás miatt a felmelegedés jelentosen megno. Ily módon a hoterhelések fedezésére nagy légmennyiséget kellett a kondicionált terekbe bevezetni, ami a hagyományos klímaberendezések esetében nagy csatorna-keresztmetszeteket kívánt meg. Hagyományos kIímaberendezést úgy építenek, hogy az a szelloztetésen kívül télen a helyiség hoveszteségét is pótolja. Ha tisztán csak a szelloztetés az igény, lényegesen kevesebb levego szükséges, mint akkor, ha a helyiséget futenénk, ill. hutenénk is. Az aránya két eset között általában 2 ... 6-
modern irányzatai
szoros. Csak szelloztetés esetén 30 m3jhfo, általában óránként 2 .. .3-szoros, míg futés, ill. hutés esetén 6 ... 15-szörös légcsere szükséges. A viszonyok lényegesen jobbak, ha minden emeletre vagy minden emeletcsoportra külön klímaközpontot tervezünk. Ez a megoldás azonban költséges, mert a sok klímaközpont építése, kezelése, külön vezérlése bonyolult.
21.7.1.~agynyornásúklirnaberendezések
Sokhelyiséges épületek kondicionálásának egyik módja a nagynyomású vagy más néven nagy sebességu klímaberendezés alkalmazása. Ma már igen sok épület - foleg magasépületek - klimatizálását látják el a nagynyomású rendszerekkel. Minden nagy légsebességu klíma berendezésnek a következo fo ismerteto jelei vannak: - a légsebesség a légcsatornában nagy (15... 40 mis), amihez nagyobb ventilIátornyomás szükséges (1000... 3000 Pa, ill. 100... 300 v.o. mm); - általában nagyobb homérséklet-különbség van a teremlevego és a szellozolevego között, mint a hagyományos klímaberendezésben. Ez a LJt=
A LEVEGÖKONDlCIONÁLÁS
=tszell-tbel homérséklet-különbség 30 oC is lehet; - a huzat jelenséget a helyiségben a nagy légsebesség ellenére a különleges kiképzésu légbetápláló készülékkel lehet elkerülni. A nagy légsebesség és homérséklet-különbség lehetové teszi a csatorna-keresztmetszeteknek az eredeti méret 1O... 25%-ára való csökkentését, sot a visszaszívó légcsatorna esetleg el is hagyható. A nagynyomású klímaberendezésekben a nagy légsebesség és a nagyobb nyomás a levegovezetékek kialakítását is módosítja. Nagynyomású rendszerekben inkább kör keresztmetszetu csöveket alkalmaznak. A csovezeték megfelelo tömítése, egymáshoz való pontos csatlakoztatása igen nagy jelentoségu, mert a kötéseknél esetleg megmaradó kis nyílásokon át százalékosan jelentos levegoveszteség jön létre, ami egyúttal zajforrás is. A nagy áramlási sebesség, azaz nagy nyomáskülönbség jellemzi a rendszert. Hogy a levego belépésénél a nagy nyomáskülönbségeket kiküszöböljék, minden rendszerben a befúvófejeket különleges nyomáscsökkento berendezéssel kell ellátni, s a zajcsökkentést is meg kell oldani. A nagy légsebességu klímaberendezés központi rendszer, a központ az épület valamely alsó szintjén (pincében vagy földszinten) helyezheto el. A központot csohálózat köti össze az egyes helyiségekkel. A központ kialakítása, elrendezése és üzeme a hagyományos berendezésekéhez hasonló, azonban csak a szükséges légmennyiség egy részét - rendszerint a frisslevego-hányadot - készítik elo. Az elokészített levego a helyiségben kb. 2 ... 3-szoros légcserének felel meg. A klímaberendezéshez szükséges friss levego mennyiségét a létesítményben dolgozó, tartózkodó személyek száma szabja meg. A szellozolevego mennyiségének csökkentése és a légelosztó hálózatban uralkodó sebesség növelése együttesen eredményezi a nagy légsebességu vagy nagynyomású klímaberendezés elonyeit. A nagy légsebességu klímaberendezésnek több fajtája alakult ki, több szempont szerint osztályozhatók. Az elosztó légcsatorna-hálózat szerint lehet egy- és kétcsatornás rendszer. Egycsatornás rendszer esetében a központosan elokészített levegot egy csatorna szállítja a fogyasztóhoz, és egyszerubb kialakítású befúvófej adagolja. Egycsatornás rendszer klímakonvektorral. Ebben a rendszerben is egy csatorna szállítja a központban elokészített levegot, a betáplálást kIímakonvektor végzi, amely a levego utókezelésére (futésére, hutésére) is alkalmas. Kétcsatornás rendszer esetében a központban
MODERN
IRÁNYZATAI
697
külön állitják elo a meleg és a hideg levegot, külön szállitják a fogyasztóhoz. A helyszínen keveroberendezés állitja elo a befúvandó levegot a mindenkori igényeknek megfeleloen. Mindhárom rendszer visszaszívó hálózattal is ellátható, sot az így kialakított rendszereket más névvel is jelölik. Az egycsatornás klímakonvektoros rendszert kiegészíti a futo- és hutohálózat is. Lehet azonos vezetéken, ill. külön vezetéken szállítani a hutovagy hutovizet a klímakonvektorban levo kaloriferekhez. A futo-huto vezetékek alapján a következoképpen osztályozhatók. Kétcsöves rendszer, amelyben egy vezetékpár szállítja a futovizet, nyáron ugyanaz a vezetékpár szállítja a hutovizet. Háromcsöves rendszer esetében a futo- és hutovizet egy-egy vezeték, míg a lehuIt, ill. felmelegedett vizet egy közös visszatéro vezeték szállitja. Négycsöves rendszerben egy-egy vezetékpár található a huto- és a futoközeg számára is. Az irodalomban a nagynyomású rendszereket néha további szempontok szerint is osztályozzák, pl. az alkalmazott befúvófejek alapján, azonban ezek már nem alkotnak új rendszereket, s ezért nem is közöljük. 21.7.1.1. Egycsatornás, nagynyomású klimaberendezés
Egycsatornás, nagynyomású kIímaberendezés kialakításának elvét a 21-40. ábra szemlélteti. Elrendezése hasonló a hagyományos kondicionáló rendszeréhez. Fo alkotóelemei a klímaközpont, az elosztó- és gyujtocsatorna-hálózat, a befúvószerkezetek. A berendezés a következoképpen muködik. A klímaközpontban (21-40. ábra) a friss levegot szurik, hutik vagy futik és nedvesítik. A ventil1átor az így elokészített levegot a nagynyomású elosztóhálózatba táplálja, s minden felszállóba külön-külön építenek be Futófuto és H utóhuto készü1éket. Ezek a szükséges nyári-téli szellozési légállapot végso beállítását teszik lehetové. Az utókezelésen is átment levego a 2 felszállók közvetítésével a helyiségben elhelyezett B befúvófejekhez jut. Az elhasznált levego 3 elszívóhálózat közvetítésével a helyiségbol a szabadba, esetleg a klímaközpontba visszajut. A kis keresztmetszetu elosztó légcsatorna fali horonyba vagy vakpillérbe helyezheto el. Esztétikai okokból ez a megoldás nagyon kedvezo. A csatorna anyaga csak sima cso lehet. A tömítetlenség
KLíMABERENDEZÉSEK
698
.It
!'~'~'-
J
IS !
.J
21-41. ábra. Ablak alá elhelyezheto nagynyomású 1 befújó légcsatorna; 2 flexibílis csatlakozás;
I
II It
\
C
'-"')
befúvófej
3 ház; 4 szabályozó
Egycsatomás, nagy légsebességu klimaberendezés télen légfutésként is üzemelhet, csupán a levegonedvesítést kell kiiktatni. A rendszert központi szabályozással tervezik és építik.
21-40. ábra. Egycsatornás, nagynyomású klimaberendezés 1 klímaközpont; 2 nagynyomású elosztóhálózat; 3 elszívóhálózat; 4 bútotelep; 5 kazántelep; Hhútotest; Fflitotest; Bbefúvófej; Ce1szívó fej
veszélyes, mert a levego tekintélyes része eltávozbat. A szellozo- és a teremlevego homérséklete között nagy homérséklet-különbség engedheto meg, inert a szellozolevego a befúvás után rögtön keveredik a kondicionált tér levegojével. Levego beadagolására 21-41. ábra szerinti befúvó-nyomáscsökkento fejet alkalmazzák. Beépítheto ablak alá, falba, mennyezetbe stb. A nagy légsebesség miatt nagy gondot kell fordítani a zajképzodés elkerülésére, ill. a zaj csökkentésére. Zajcsökkentés céljából a befúvókat a csatomahálózathoz flexibilis csovel kötik. A nyomáscsökkento kamrák és befúvószerkezetek belso felületét hangelnyelo anyaggal burkolják. A klimaközpont sZUfobol, elofutobol és nedves hocserélobol vagy felületi hutobol és nedvesítokamrából áll. Az utófuto, ill. utóhuto kalorifereket nem egy egységben, hanem az égtájaknak megfeleloen szétágazó vezetékekbe építik be, hogy ezzel is elosegítsék a szabályozást.
.1
( 2i-42. ábra. Egycsatornás,
nagynyomású klimakonvektorral
klimaberendezés
1 klímaközpont; 2 nagynyomású elosztóhálózat;.3 elszívóhálózat; 4 ki· szolgált tér; 5 kllmakonvektor; 6 hútotelep; 7 kazántelep
A LEVEGOKONDICIONÁLÁS
21.7.1.2. Egycsatornás, nagynyomású klímaberendezés ldímakonvektorral A 21-40. ábrán bemutatott egycsatornás, nagy légsebességu ldímaberendezésekhez hasonló kialakítású rendszer (21-42. ábra). A berendezés csak friss levegovel dolgozik. A beszivott friss levegot a kívánságnak megfeleloen szuri, futi vagy huti, nedvesiti, száritja. A ldímaközpontban elokészitett levegot ldímakonvektoron keresztül táplálják be. A klimakonvektor levegoinjektor és futokonvektor megfeleloen kialakitott kombinációja. A 21-43. ábrán indukciós ldímakonvektor látható. A nagy sebességgel érkezo primer levego a helyiségbol is magával ragad levegot, s azzal keveredve a készüléket elhagyja. A helyiségbol visszaszivott levego már a keveredés elott a huto- (vagy futo-) testen lehul (vagy felmelegszik). A klimakonvektort rendszerint az ablak alá épitik. Ezzel az ablak résein beszurodo hideg levego helyi huto hatása megakadályozható.
MODERN
IRÁNYZATAI
699
Klimakonvektorb61 igen sokféle, különbözo elrendezésu és külsejü tipust gyártanak. Ezek közül a 21-43. ábra megoldást szemléltet különféle üzem~onyokra. A készülék egyaránt üzemelhet hutött, futött, szekunder levegovel, ezek keverékévei, de beléphet a szekunder levego a szuron is utófutés, ill. utóhutés nélkül. Csappantyúkkal bármelyik üzemállapot beállitható [21-43. a) ...e) ábrák). A klimakonvektorok rendszerint tetszetos burkolattal készülnek, de burkolat nélkül is rendelheto, ekkor a belso térkiképzéssei kell megfelelo burkolatot létrehozni. A bemutatott klimakonvektorok közelito teljesitményadatai a következok. A központban elokészitett, s a légcsatorna által szétosztott primerlevegoigény 50... 300 m3fh. A friss és visszaszivott levego aránya, vagyis az indukciós tényezo a legtöbb készüléknél 3... 5 körüli értéket ér el. A berendezés muködtetéséhez a készülék csatlakozócsonkján szükséges nyomás 200... 800 Pa. Követelmények a klimakonvektorral szemben:
c
hj
aj
d)
ej
21-43. ábra. Indukciós készülék üzemben (Marlé, Milánó) A ftít6tcst; B hiítötcst; C kerüloág; D. E csappantyú; F primer levego; G fúvóka; H sziírö. Uzemmód: a) maxj. mális hiítés; b) csokkentett hiítés; c) kevert levegos iízem; d) maximális flités; e) csökkentett flités
L
700
KLíMABERENDEZÉSEK
jó keveredés a primer és szekunder levego között, ne adjon lehetoséget zaj keletkezésére, a primer és szekunder levego aránya bizonyos határok között változtatható legyen, a levego szurését oldja meg. A klímakonvektor hocserélojébe télen 90 70 oC homérsékletu meleg vizet, nyáron általában 2 8 oC homérsékletu hutött vizet visznek be. A futoközeg mennyiségét készüléken ként lehet szabályozni (2144. ábra). A klímakonvektorok futo-, ill. hutotesteit ellátó hálózat szivattyús melegviz-futésként, ill. hu-
tésként képezendo ki. A klímaközpontban elokészitett levegot kör keresztmetszetu csatornahálózat juttatja el a fogyasztókhoz. A Iégcsatorna-hálózatot fali horonyban vagy vakpillérben kiképezve szerelik. Az egycsatornás klímakonvektorral szerelt nagy légsebességu klímaberendezés elonyei a következok: a Iégcsatorna-hálózat olcsó, helyigénye kicsi, a szállított légmennyiség, a klímaközpont helyigénye is kicsi, a visszaszÍvó hálózat elmarad, a klímaközpont hibája esetén az egyes helyiségekben levo
~ I
II " II 111111~1
1111111
t a)
I I
/.I
,
I b)I - t t ~-5-- r--<:J---~
4o
I 1/
1
-$$- .~
/1 ~I 3
3 4-
----5
----o ej
21-44. ábra. Indukciós klímakonvektor
kapcsolása
a) kétcsöves, h) háromcsöves, e) négycsöves kivitel; d) beépités; 1 indukciós konvektor; 2 szabályozószelep ; 3 fútovlz-e1oremeno; 4 visszatéro; 5 hötovlz-eloremeno; 6 visszatéro vezeték
d)
A LEVEGOKONDICIONÁLÁS
MODERN
Fo jellemzoje, hogy minden helyiségbe két légcsatornát vezetnek (21-45. ábra), az egyik hutött, a másik melegített levegot szállít. Ennek eloállításához a kIímaközpontban a ventillátor által beszívott és a már megszurt levegot kétfelé osztják. Az egyik csatornában futo-, a másikban a hutokonvektor van elhelyezve. Minden helyiségben egy-egy légbefúvó (21-45. ábra, 4J szerkezet van, amelynek egyik csonkja a hideg, másik csonkja a meleg levegot szállító csatornához csatlakozik. A levego befúvására különféle kialakítású keverokészülékek alkalmazhatók (21-46. ábra). A keverokészülék külso kialakítása az elozó'kben tárgyalt kIímakonvektoréhoz hasonló, de feladata lényegében csak a keverés. A keverotérben szabályozóberendezés van, amely a hideg és meleg levegot mindenkor a megkívánt mennyiségben adagolja. A levegóoefúvós ablak alatt [21-46. aj ábra], oldal-
klimakonvektorok a futést biztosítják, a helyiségek légállapota külön-külön szabályozható. A felsorolt elonyökkel szemben hátrányai: a hutogép évi üzemideje nagy, már átmeneti idoben is huteni kell, a szekunder levegot a legtöbb készülék szuretlenül továbbítja, a zajcsökkentés nehezen és nagy költséggel oldható meg. 21.7.1.3.
701
IRÁNYZATAI
Kétcsatornás, nagynyomású klimaberendezés
Sok helyiség egyideju klimatizálása esetén a kétcsatornás klímaberendezések alkalmazása kerülhet elotérbe. Ezt a rendszert természetesen csak nagyon igényes helyeken - luxusszálloda-szobákban, kórházakban - lehet alkalmazni, mert beruházási és üzemköltsége az összes többi rendszerek közül a legnagyobb.
4-
ct:
~llt q
r-D---
1 8
I
;::
I,?
1[1
J';'
I
•
;.-I IIII,A"", A ,A•... II
,
---..
A,
"
Ö t II ~
2 bJ
3
. 1.:
1
nl
./A,
e) 21-45. ábra.
Kétcsatornás,
nagynyomású elve
klímaberendezés
21-46. ábra. Kevero befúvófejek kétcsatornás, klímaberendezésben
nagynyomású
1 klímaközpont; 2 hutött levegot elosztó, 3 moleg levegot oIosztó hálózat;
a) ablak alá elhelyezheto, b) és e) mennyezetbe beépitheto keverofejek;
4 keverofej; 5 elszivóhálózat; 6 kiszolgált tér; 7 kazánt01ep; 8 hútotolep; 9 e!szlvóközpont
1 keverokészulék ; 2 hideg-, 3 meleg1eveg6-csatlakozás; 4 szabályozóberendezés
702
KLíMABERENDEZÉSEK
falon és a mennyezeten is megoldható [21-46. bJ és ej ábra]. Keverofejek meme az ábrán látható. A keverokészülékek meme automatikus. Minden helyiségben van hoérzékelo, sennek segítségével a pillanatnyi szükségletnek megfelelo mennyiségu hideg, ill. meleg levegot bocsátanak be.
21.7.2. Helyi klimatizálókészülékek A helyi klimakészülékek ugyanazokat a követelményeket elégitik ki, mint a nagy központi ~limaberendezések, nyáron huti és nedvesíti vagy száritja; télen nedvesíti vagy száritja és futi a helyiségeket. Alkalmazása irodákban, gyülekezohelyeken, lakásokban, szállodákban éppen úgy szóba jöhet, mint a szfnházakban, mozikban. Helyi klimaberendezés bármely helyiségbe beépítheto az ablak alá a futotestek helyére. Az egységklimaberendezés modern építési formája lehetové teszi falsarokba, fülkébe való beépítését is. A futoközeg lehet goz, meleg viz, gáz vagy elektromos áram. A klimakészüléket magában a helyiségben helyezik el, így elmaradnak az esztétikai okokból nemkívánatos, nagy helyigényu elosztó légcsatornák.
A helyi klimatizálóberendezés rendszerint szekrény alakú készülék (21-47. ábra), amelybe ventillátor, hutogép, futotest, nedvesítotér, légszuro stb. van beépítve. A klimakészülék egy egységet képez, hordozható, könnyen lebontható és máshol felszerelheto. Rendszerint nagy sorozatban gyártják, így alkotóelemeit egymás között fel lehet cserélni. A helyi klimatizálókészülékek csoportjába sorolt berendezések a következoképpen osztályozhatók: Helyi szelloztetoberendezés. Feladata csak helyiség szelloztetése, azaz a helyiség levegojének az igények szerinti megújítása, szurése. Szellozteto-lég/uto készülék. A helyiséget a kívánt légcserén kívül még futi is. Félklimatizáló berendezés. Szellozteti, futi a helyiséget, mint az elobbi készülék, és ezenkívül még a levegot nedvesíti. Az i=áll~ entalpia melletti nedvesítés a száraz homérséklet csökkentését teszi lehetové. Ugyancsak e csoportba sorolhatók azok a készülékek, amelyek a levegot nem nedvesítik, de hutik és melegítik. Klimatizálókészülék. Ez a tulajdonképpeni helyi klimatizálókészülék. A szelloztetés mellett a levego állapotát az eloírt értéken tartja. Kívánság szerint változtatja a levego entalpiáját, nedvességtartalmát. Rendszerint a hutogép elpárologtatója a Iéghutotest. Helyi klimatizálókészülékekben csak egészségre nem káros hutoközegek (Freon-féleségek) jöhetnek számításba (21-48. ábra). Helyi kondicionálóberendezések központi hoellátó rendszerhez (melegviz-, forróviz-, gozhálózathoz) is csatlakoztathatók. A kondicionálókészülékekhez a melegviz- (vagy forróvíz-, goz-) és az elektromos csatlakozáson kívül hidegvíz- és szennyvfzcsatlakozás is szükséges. 21.7.2.1.
21-47. ábra. Szobaklirnatizáló
készülék elvi kialakitása
1 kezeltlevegö; 2 friss levegö; 3 k«ingtetett levego; 4 szQro; 5 ventillátor; 6 hlíto-flító kalorifer; 7 burkolat hangszigetelo béléssei
Szobaklimatizáló készülékek
A szobaklimatizáló készülékek az irodalomban és a gyakorlatban több néven fordulnak elo: szobaklimatizáló, szekrény klima, kiskIírna, kIímabox, parapetklima, ablakklima stb. A szobakIimatizáló berendezés fo alkotóelemei azonosak a központi berendezésekéveI. Fo méretei: magasság 600... 1000 mm, hossz 800... 1500 mm, mélység 250 .. .500 mm. A készülék váza idomacél, húzott szinesfémbol, esetleg csobol készül. Burkolata rendszerint fémlemez vagy muanyag lemez. A burkolat megválasztásakor a hangszigetelés szempontjait is figyelembe kell venni. A friss levegot a külso falon kialakított nyiláson keresztül vezetik be (21-47. ábra: 1 kezelt levego; 2 friss, 3 keringtetett levego; 4 szuro; 5 ventilIátor; 6 huto-futo kalorifer; 7 burkolat).
A LEVEGÖKONDlCIONÁLÁS
MODERN
703
IRÁNYZATAI
4-
1
s
2
8 7 9
11-48. ábra. Ablakba beépithetó szobaklimatizál6 1 ventillátor; 2 homloklap; 3 sz6r6; " e1pároloatató. ill. kondeDátor; $ ko~;
készülék (National tipus) 6 bllfkolat; 7 motor; 8 kapcsolók; 9 talapzat
704
KÚMABERENDEZÉSEK
A külso faInyílásba zárószerkezetet kell elhelyezni, hogy ha szükséges,.a légbevezetés lezárható legyen. Légkondenzáció alkalmazásakor több faInyílásra van szükség, mert a kondenzátor hutéséhez levego be- és kivezetésérol kell gondoskodni. A szobaklimatizáló készülékek teljesítménye normális viszonyok között: levegoszállitás 100 ... '" 1500 m3 fh; futoteljesitmény, ha a futoközeg meleg viz 1000 ... 6000 W, forró vizés goz 1000 ... 10 000 W,. elektromos áram 1000 ... 8000 W; hutoteljesítmény 300 ... 6000 W.
A 21-49. ábrán a hazai (Hutogépgyár) gyártmá': nyú, ablakba építheto klimakészüléket láthatjuk. Teljesítményadatai : hutoteljesítmény 1860 3720 W (1600 3200 kcalfh), futoteljesUmény 2000 4000W (1700 3500 kcalfh), frisslevego-beszáIIitás 10 ... ... 50 m3fh. Újabban a beépítési, elhelyezési problémák egyszerusítése és a zajforrások kiküszöbölése végett megosztott rendszeru (Split-rendszeru) készüIékeket gyártanak. A kompresszort és kondenzátort kiemelik, külön készülékként alakitják ki, amely csak vékony vezetékpárral van az alapegységhez kötve (21-50. ábra). A klimakészülék a kiszolgálandó térben van, a kiegészíto egység pedig a szomszédos - rendszerint alárendelt célú - helyiségben állitható fel (21-51. ábra). A szobaklimatizáló berendezések elonyei a hagyományos klimaberendezésekkel szemben: tömeg-
21-49. ábra. Hazai gyártmányú ablak-klfmakészülék g6pgyár)
gyártásra alkalmasak, elmarad a nagy helyigényfi klimaközpont, nincs csatornahálózat, beépítésük egyszeru, mig központi berendezéssel az egyes helyiségek külön-külön szabályozása nehéz, a szobakIimatizáló alkalmSl'7.ásaesetén minden helyiség légáIIapota tetszés szerint állítható be.
o
aj 21-50.
ábra.
b)
Szobaklimatizál6
készülékek
(Huto-
és beépitésük (Split-rendszer, National gyártmany)
a) ablak alá. b) DIeIUQ'eZet alá SZaOeIhet6 kivitel
A LEVEGOKONDICIONÁLÁS
MODERN
70s
IRÁNYZATAI
1\ I
~h~_ 1
I 1
I
21-51. ábra.
Megosztott (Split-rendszeru) készülék beépítési elve
szobaklimatizáló
J
2
21-52. ábra. Központi huto- és fútótelepre kapcsolt szobaklimatizáló készülék beépítési sémája 1 szobaklimatizál6 készülék; 2 kazántelep ; 3 huwtelep; 4 elosztóhál6zat;
5 szivattyÚSgy6jtohálózat
1 elszív6; 2 szücö; 3 elpárologtalÓ; 4 ventil1átor; 5 kifúvórács; 6 zsalu;
7 kompresszor; 8 kondenzátor
Hátrányai: a sok kis egység ellenorzése nehezebb, bár szakképzett kezelot nem igényel, minden egység külön elektromos fiito-, víz-, csatornacsatlakozássallátandó el, a levegobeszívó nyílásokat a külso falban kell kialakítani, ennek eltüntetése pl. homlokzaton nehéz. Az egyedi szobaklimatizáló készülékek épületen belüli tömeges alkalmazása lehetové teszi a hiités és fiités koncentrálását. Központi teleprol sok egység ellátható hiito-fiito közeggel (21-52. ábra).
de elvben nedves hocsere is felhasználható. Felületi hiitotestként a hiitóoerendezés elpárologtatóját lehet felhasználni. Természetesen a hiitoközegeknek az egészségre itt is veszélytelennek kell lennie, mert gép- vagy egyéb hiba a hiitoközeget a befúvott levegobe juttathatja. A levego fiitésére bármilyen hohordozó felhasználható. Rendszerint elekt-
21. 7 .2.2. Klímakészülékek
Klímakészülék vagy szekrényklíma elnevezéssel illetik a nagyobb egységeket. Ezek valójában felépítés szempontjából a szobaklimatizáló készülékekhez, míg teljesítmény szempontjából a hagyományos kialakítású központi rendszerekhez hasonlítanak. A szekrényklíma feladata egy nagy helyiség vagy több kisebb helyiség egyidejii klimatizálása. A levegot csatornahálózat is eloszthatja. E készülékeket is tipizálták és sorozatban gyártják. Alkotóelemei azonosak a szobaklimatizáló készülék alkotóelemeivel (21-53. ábra), csupán méreteikben különböznek. A levego szállítására rendszerint centrifugálventillátort (21-53. ábra) választanak. A szállított légmennyiség tág határok között változhat. A levego hiitésére általában felületi hiitést alkalmaznak, 47 Az épület&épészet kézikönyve
21-53. ábra. Klimaszekrény (TRANE gyártmány)
706
KLíMABERENDEZÉSEK
romos fiitéssel vagy goze, melegviz-, ill. forróvizfiitéssel miiködik. A szokványos kialaldtású szekrényklímák (klímaszekrények) teljesítményadatai : légszálIítás 1000... ... 75000 m3fh, hutoteljesítmény 1000... 60000 W, fütoteljesítmény 10000 ... 130 000 W. Hazai gyártmányú (Hutogépgyár) klímaszekrényeket is bemutatunk (21-54. ábra). Közelíto teljesítmény és méretadataikat a 21-10. táblázat tartalmazza.
21.7.2.3.
Helyi klimatizálókészülékek megosztott bíítéSsel
A levego kezelése megoldható ventillátoros léghuto készülékekkel is, ha nincs igény a relatív nedvesség szabályozására. A helyiségekben a 21-55. ábra szerinti készülékeket helyezik el. Ezeket konvektor és ventilIátor öszszeépítésével alaldtják ki. Itt tehát nincs központi
-
He/eg víz
HJ/ú'víz
1350
o)
I~ 1/
II
lf I
-J
C1/1
>Ne/eg v/z
I I
ef/2/1 Uh~
.. '
if!... "- l/lUIIIZ 60 5U
850
360
5.90
bj 21-54. ábra. Hazai gyártmányú klimaszekrények II) KS 20 CIYSéll; b) KS ft OIIYSéa
.=-J
A LEVEGOKONDIOONÁLÁS
MODERN
IRÁNYZATAI
7W7
J
21-10. táblázat. Hlité)gépgyárl szekrényklimák teljesítmény- és méretadatai
I--K-S -20-~I-Tipus KS 8
Megnevezés
magasság 6000 1500... 2200 8700 ...2500 35000 590 660 2346 1360 850 9200 m3 fh Levegöszállitás, mélység
-
23000 max: 40000
10
'2
21-11. táblázat. Htitögépgyári ventilIátorosJéghtitö-Iégftit6 készülékek (fan con) méret- és teljesitményadatai Tipus Megnevezés
FCI
FC2
FC3
240 240 640 ... 1750 1270 510 Légszállitás, 1100 2900 m3fh 650 456 4200 1500.. ... 3100 .4150 4000 9300 1750 .. .4200 400 1600 300 940 510 1200 200 ...275 600 3,2 ... 35,0 1,0... 7,0 6;5 ........ .43,0 szélesség mélység Pa ség,lfh
Q 8 h) 21-55. áhra. Ventillátoros klimakónvektorok
kialakitása
lJ) Ventcoit készülék (Jucker cég, Milánó); b) hazai can call rendszerlí
kéSZiiIék e1w (Hflt6gépgyár); 1 kezeloajtó: 2 fúto-hflt6 elem; 3 motor; "ajtó; S aabályoz6; t5 venti1látor; 7 szf1ro: 8 levegobe1épés; 9 ftit6csatlakozú; 10 kondenzátumgyújt6; 11 kevercksappanty6; 12 kifúvórács; 13 frisslevego-bevezctés
levegokészítés, csupán központi hutotelep és futotelep áll rendelkezésre. A zárt térben levo ventillátoros léghuto (Iégfuto) mozgatja a helyiség levegojét, melegíti vagy huti azt. Friss külso levego véte-
lére is van lehetoség. A hideg- vagy melegvízelosztó hálózat a 21-52. ábra szerint képezheto ki. Hazai gyártmányú készülékek (fan coll) méret- és teljesítményadatai a 21-II. táblázatban találhatók.
21.8. K1imatizáló rendszerek kiAlAkítása Az egyes létesítményekben alkalmazható, ill. beépítheto kondicionáló rendszer kialakítása az épület (létesítmény) jellegének és az ott alkalmazott technoIógiának a függvénye. A következokben röviden néhány jellegzetes létesítmény kondicionáló rendszerének megválasztásához fuzünk megjegyzéseket.
21.8.1. Lakó- és kommunális épületek kondicionáIása Lakások, lakószobák kondicionálása ma még különlegességnek számít, de már nálunk is megtalálható. A lakószobákban tartandó kivánatos
708
KLíMABERENDEZÉSEK
légállapot télell tbel=20 oC és l1'bel=50%, mig nyáron tbel=26 oC és l1'bel=60%. Ezek a feltételek a lakás használhatóságát szélso idojárási viszonyok esetére is garantálják. Lakásokban legelonyösebben a 21.7.2. pontban bemutatott készülékek használhatók fel. Ha sok lakás, lakószoba kondicionálása kivánatos, akkor érdemes a hutés (esetleg futés) összekapcsolása (1.a 21.7.2.2. és 21.7.2.3. pontot). Villákban és nyaralóházakban hazánkban lakásokhoz hasonló feltételek kialakitása célszeru a gazdaságos üzem elérése céljából. Ezekben a létesitményekben célszeruen felhasználhatók a szekrényklimák, tekintve hogy azok teljesítménye általában az egész épület igényét fedezi, s beépitésük viszonylag könnyen megoldható. Orvosi rendelok, kisebb körzeti orvosi rendelo intézmények kondicionálása és a 21.7.2.2. pontban ismertetett berendezések segitségével oldható meg. A belso légállapot igények nem térnek el az általában megkivánt értékektol. Szállodák kondicionálása elonyösen központi rendszerrel oldható meg. Egyaránt szóba jöhet nagynyomású rendszer (21.7.1. pont) és helyi léghuto-légfuto berendezés (21.7.2.3. pont) is. Ha csak helyiségenkénti homérséklet-szabályozás kivánatos, akkor mindkét rendszer megfelel, ha azonban a relatív nedvesség is szabályozott, akkor csak a kétcsatornás, nagynyomású rendszer jöhet szóba. Kórtermek kondicionálására legelonyösebben a 21.7.2.1. pontban ismertetett szobaklimatizálók vehetok igénybe. Itt elonyös a központositott hutés és futés kialakitása (21.7.2.1. és 21.7.2.3. pont). T<.órházak mutoinek és intenziv osztályainak kondicionálása esetén szigorúbb feltételek betartását kivánjuk meg. Ezekben a helyiségekben télen és nyáron egyaránt tbe1=24 ... 26 oC és l1'bel= =50 ... 60% tartandó. Ezek csak friss levegovel üzemelhetnek, fokozott (több lépcsos) szuréssel. Laboratóriumok légállapotigényét az alkalmazott technológia szabja meg. Rendszerként egyaránt szóba jöhet a 21.4., 21.5. és 21.7. pont szerinti megoldás. A hangverseny- és szinháztermek, valamint eloadótermek és filmszínházak belso tereiben tartandó légállapot, figyelembe véve az emberek holeadását, tbel=18 ... 20 oC és l1'bel=50% télen és tbel=25 ... 27 oC, l1'bel= 60% nyáron. Egyaránt szóba jöhet megoldásként a 21.4. és 21.5. pont szerinti központi rendszer. Csatolt helyiségek részére, a rendeltetéstol függoen, a 21.7.2. pont szerinti megoldás ajánlható. Éttermek, menzák, bárok stb. kondicionálására, a létszámtói függoen, a 21.4. és 21.7. pont szerinti megoldás választható.
Irodahelyiségek kondicionáIása helyi készülékekkel (21.7.2.1. pont) vagy központi rendszerrel (21.7.1. pont) oldható meg. Kiállitási csarnokok, múzeumok kondicionáIásakor szem elott kell tartani azt a körülményt, hogy ezek terhelése szakaszos. Igen nagy létszám és igen kis létszám is elofordulhat. így a kondicionálóberendezésnek a terhelés f'úggvényében a hoelvonást biztositani kell. Erre legalkalmasabb megoldás~ a 21.7.1. pontban ismertetett rendszerek nyújtanak. A tartandó légállapot tbel=18 oC és rpbel=50% télen, mig tbel=25... 26 oC és QJbel=50 ... 70% nyáron.
21.8.2. Ipari épületek kondicionálása Valamely ipari épületben alkalmazandó kondicionálóberendezés mindenkor a technológia függvénye. Éppen ezért általános érvényu tanács nem adható, a következokben mégis néhány adatot gyujtöttünk össze arra az esetre, ha a technológus nem áll rendelkezésre. Számitóközpontokban tartandó légállapot - a gépek igényeit figyelembe véve - télen-nyáron: tbel=18... 24 oC, rpbel=50.;.6O%. Elokészito helyiségekben ettol eltéro légállapot engedheto meg, más eloírás hiányában az irodaépületekre elmondottak az irányadók (21.8.1. pont). Klimatizáló rendszerként központi levegoelokészitést és -elosztást (21.3. pont), valamint a szekrényklimával megoldott levegoellátást (21.7.2.2. pont) javasolhatjuk. Külön gondot kell fordítani a levego elosztására (1. a 19.7.1. pontot). Ipari laboratóriumok belso légállapota - más eloirás hiányában - a következo lehet: tbel=20 oc és l1'bel=50% télen, mig tbel=26 oC és
KLIMATIZÁLÓ
RENDSZEREK
tbel=24 ... 28 oc és fPbel=60... 80% nyáron. Ezekben az iparágakban a technológiai követelmények mellett az ember közérzeti igényeit is figyelembe kell venni a klimaberendezés létesitésekor. A technikai megoldás rendszerint központi berendezés formájában alakítható ki. Kisebb üzemrészek részére szekrényklimák (21.7.2.2. pont) is szóba jöhetnek. Élelmiszer-tartósitás céljára létesitett épületekben a technológia által megkívánt légállapotot a technológus tervez6k rögzítik. Er6müvekben a vezényl6termeket és a tartózkodási célra létesitett helyiségeket kondicionálják. Az el6bbiben télen-nyáron egyaránt tbel=22 oC, Pbel=50% tartandó, az utóbbira a 21.8.1. pontban elmondottak az irányadók. A mfianyagfeldolgozó iparban szintén a technológiai igény a mérvadó. Ennek hiányában általános szabályként tbel=24 oC, fPbel=60% télen, tbel= =28 oC és Pbel=70% nyáron a számítások alapja. Ipari épületekben a kondicionálási feladatokat a jó leveg6elosztás céljából központi rendszerekkel oldják meg. Egyes - épületen belüli - helyiségek külön légállapotigénye a 21.7.2. pontban ismertetett készü1ékekkel biztositható.
21.8.3. Jármuvek kondicionálása Jármuvek kondicionálása igen nehéz feladat a klimatechnikusok számára. Valamely adott ióldrajzi pontra telepitett épület körül mindig azonosak a klimaviszonyok, s igy az abban létesitett kondicionálóberendezésnek is csak az adott klimaviszonyokhoz igazodva kell a bels6 tér el6irt légállapotát kialakítania. Az üzemben lev6 jármu folytonosan változtatja helyét, és igy mindig más és más klimaviszonyok közé kerül. A jármii klimaberendezésének a változó klimaviszonyokhoz képest is biztositani kell a bels6 el6irt légállapotot. A jármure ható küls6 klimaviszonyok változása nemcsak a külso homérséklet, szélhatás stb. változását jelenti, hanem jelenti a napbesugárzás intenzitásának és irányának folytonos változását is. Ez az utóbbi a kondicionálás szempontjából a legjelentosebb idojárási elem, amely a mozgó jármiire hat. Levegokondicionálás szempontjából nagy hátrányt jelent az épületekhez viszonyítva a jármiivek vékony határolószerkezete is. Külön probléma a jármüvek kondicionálásával kapcsolatosan a súly kérdése is. Ismeretes, hogy a jármube beépitett minden kiegészíto berendezés annak önsúlyát növeli, s a hasznos súlyt, a terhelheto-
KIALAKíTÁSA
709
séget csökkenti. Hogy a klimaberendezés lehetoleg csak kismértékben növelje a jármü súlyát, törekedni kell a lehet6 legegyszerUbb, legkevesebb elemMl összerakható kondicionálóberendezés kialakítására. A különféle éghajlati zónákban közlekedo jármiivekben megtaláljuk a kondicionálóberendezést tbcl és fPbelszabályozással, a léghüto-szeUoztet6 berendezést csak tbel szabályozással, a légffitoszell6zteto berendezést tbel szabályozással, továbbá a csak leveg6cserét végzo szelloztetoberendezést. Légi jármuvekben teljes kondicionálóberendezést alkalmaznak, ahol a tbel és fPbelmellett a Pbel belso légnyomást is biztositani kell. Kondicionált jármuvekben ugyanúgy, mint épületekben, az egy fore jutó kondicionált levego 10... 40 m3fh, dohányzás esetén 20... 50 m3fh érték között ingadozik. Kondicionálóberendezések folyami és tengeri hajókon egyaránt megtalálhatók. Hajók kondicionálóberendezése általában nagynyomású, egy- vagy kétcsöves rendszer (21.7. pont). Lakótérben csak kevero- vagy indukciós készülék szükséges. A tartandó légállapot a hely függvénye. Európában az utasterekben, lakótérben tartandó légállapotra a 21.8.1. pontban elmondottak a mérvadók. A repülotechnika fejlodésében a klimatizálás els6rendu fontosságú. Az 5... 15 km magasságban közlekedo repülok bels6 terében - a külso légnyomástól és légállapottól függetlenül - emberi tartózkodásra alkalmas légállapotot kell fenntartani. Repülogépekben a kondicionálóberendezésnek minden követelményt ki kell elégitenie, azaz a légállapotot (tbel, PbeJ el6irt értékén kivül a levego 02-tartalmát és nyomását is a kivánt értéken kell tartania. A nagy utasszállitó gépekben általában két teljesen önálló, az utasteret kondicionált levegovel ellátó berendezést használnak. Ha gépi hiba következtében egyik rendszer leáll, a másik a levego-, ill. oxigénellátást zavartalanul biztositja. A tartandó légállapot tbel=20... 26 oC és fPbel=50... 70%. A személyvagonok kondicionáIása egyszerubben oldható meg, mert a vasúti szerelvények útvonala egy kontinenst hálóz be, s6t a nagy kiterjedésu földrészeken - éppen gazdaságossági megfontolásokból - a vasúti szerelvények csak egy-egy éghajlati zónában közlekednek. A vasúti kocsik pályához kötött jármüvek, igy terhelhetoségük is lényegesen nagyobb az el6z{)kben tárgyalt jármuvekhez képest. A klimaberendezés saját súlya tehát nem olyan jelentos, mint más jármuvekben. A tartandó légállapot Európában tbel= =20 ... 26 oC, lJ1be1=4O ... 70% télen és nyáron egyaránt.
710
KLÍMABERENDEZÉSEK
A közúti jármuvek közül kondicionálás szempontjából az autóbuszok és személykocsik jöhetnek tekintet.be. Autóbuszok kondicionálásához a belso homérsékletet és relatív nedvességet, vagy a külso és belso homérséklet közötti különbséget szabják meg. Más eloírás hiányában a mi éghajlati wnánkban tbe1=20 oC és tpbel=50% írható elo télen, tbel=25 ... 28 oC és tpbel=50 ... 70% nyáron. Az autóbuszokban a klimatizálóberendezést, a légfu-
to-szellozteto, a léghuto-szellozteto berendezést egyaránt megtaIáljuk. Ezeket a különféle rendszereket a gyártók általában kIímaberendezés elnevezéssel illetik. Az autóbuszok közül csak a távolsági forgalomban részt vevo jármuveket klimatizálják. A személygépkocsik kondicionálása még inkább a jövo, mint a jelen feladata. A tehergépkocsik vezetofülkéjét is kondicionálják néhány kocsitípusban.
21.9. Klímaberendezések átvétele, üzemeltetése és karbantartása A 27. fejezetben elmondottakon túlmenoen kU- 74). Ha a gyártó az egyes elemeket, gépeket mumaberendezések üzemeltetéséveI és karbantartásábizonylattal szállítja, akkor az elemek külön ellenval kapcsolatosan még a következó'ket kell elmon- orzö mérését51 eltekinthetünk. dani. Miután az egyes alkotóelemek teljesítmény- és A kHmaberendezések üzemeltetoinek feladata a jellemzéS adatai már ismertek, következhet a teljes kHmaberendezés - mint rendszer - mérése. E méberendezés átvételével kezdodik. Nagyon hasznos, ha a leendo üzemeltetok már a tervezés során meg- rés annál is inkább fontos, mert csak az elkészült ismerik a rendszert, a berendezés· választott és be- berendezésben van mód pl. a nedves h&serélo teljesítményének meghatározására, üzemi jellemzoinek épített gépeinek tervezési adatait stb. A kijelölt üzemeltetéSknek célszeru a szerelés tel- megismerésére. jes folyamatát figyelemmel kísérni, mert a szerelés közben megszerzett ismeretek az üzemeltetok helyzetét nagyon megkönnyítik. Az elkészült és üzem21.9.2. Átvételi és üzemi mérések képes klimaberendezést a tervezéSésszereléS vállalat együttesen adja át az üzemeltetonek. Tekintettel arra, hogy a kHmaberendezés terveroje határozza meg a kondicionált tér ho- és nedvességterhelését, továbbá azt is, hogy milyen M21.9.1. Klímaberendezések átadása és villamosenergia-felhasználással valósítja meg a és próbaüzeme kondicionálást, ezért a rendszer mérésének különös jelentéSsége van. E mérés során derül ki, hogy a Az átadásra, annak folyamatára, az átadás alkal- tervezo helyesen számolt, tervezett-e, és a berendezés mával elvégzendéSmérésekre, meglevo, ill. most ké- a kituzött cél elérésére alkalmas-e. Klimarendszer mérése során megfigyelendo a szüléS szabványok adnak utasítást (MSZ 11110, RSZ 4652-74). kondicionált tér tbe1 homérséklete és tpbel relatív Az átadásra kész berendezést üzembe kell he- nedvessége. Célszeru ezeket regisztrálómuszerrel lyezni, s a rendszer elemeit és magát az egész rend- feljegyeztetni, mert a homérséklet és relatív nedvesség ingadozását leíró diagramból a maximális és szert üzem közben kell megvizsgálni. Tekintettel arra, hogy gyártási, szerelési hibák néhány óráÍ minimális héSmérséklet és relatív nedvesség kiolvasüzem alatt rendszerint nem derülnek ki, szükséges ható. Ezek az adatok lehetové teszik a LI/beloLItpbel a hosszabb próbaüzem. A próbaüzemeltetésben a megengedett turés értékeinek ellenorzését is. tervezo és kivitelezo egyaránt részt vesz. A belso légállapot jellemzoinek mérésével egyA próbaüzem alatt nyílik lehetoség a rendszer idejuleg a kHmaközpontban az energiafelhasznáelemei teljesitményének mérésére. Ha korábban lást, ill. az energiafelhasználásra jellemzo tényezéSnem végeztek mérést, akkor az átvételi periódus al- ket is mérni kell. Ebbol állapítható meg, hogy a kalmával megmérendok a következéSgépek, beren- tervezett energiafelhasználással megoldható-e a dezéselemek teljesítményei, ill. jellemzo adatai: levegokondicionálás. ventillátor, kalorifer, léghutotest, szuro. A kHmaközpontban nyári üzemben a kezelendo A méréseket a vonatkozó szabványok utasítása levego ismeretében a felhasznált hutoközeg (pl. szerint kell végrehajtani (MSZ 11110, RSZ 4658hutovíz) mennyiségét, kezdeti és véghomérsékletét,
KLíMABERENDEZÉSEK
ÁTVÉTELE, ÜZEMELTETÉSE
a kezelendo levego belépési és kilépési állapotát mérjük. Ha az utófuto üzemel, akkor a fütoelem elott és után is mérendo a légállapot, sot a fütoközeg mennyiségét: kezdeti és véghomérsékletét is meg kell határozni. Téli üzemben az elofüto, utófüto teljesítményét - a levego és futoközeg' oldaláról egyaránt meg kell mérni. Nedves hocserélo ebben az esetben csak a levego nedvesítésére való, így a mérését ennek szem elott tartásával végezzük. Ha a kIímaberendezéshez önálló hutotelep tartozik, a hutotelep átvételi méréseit - az érvényben levo eloírásoknak megfeleloen - külön kell elvégezni. Az átvétellel kapcsolatos méréssorozat elvégzése során a kezelo már megismeri a berendezést. Ha a mérések alapján az egyes elemekben vagy az egész rendszerben hiányosságok mutatkoznak, azokat ki kell küszöbölni, és az átvételi mérést meg kell ismételni, Az átvételi mérést, ha azt télen végezték, nyári hutési viszonyok mellett késobb megismételjük, amit az átvételi jegyzokönyvben elozetesen rögzíteni kell.
21.9.3. Karbantartás és üzemeltetés Ha a kondicionálóberendezés az igényeknek megfelel, a kivitelezo az üzemeltetonek átadja, s ettol kezdve önállóan muködteti. A kIímaberendezés olyan gép, amelynek folyamatos ellenorzése és karbantartása szükséges. Tapasztalatok szerint a nedves hocserélot, a porlasztókat és porlasztó kereteket, a szuroket hetenként tisztítani kell. A vÍZgyujto tank, vízszuro, a légfuto- és léghutotestek közeIítoleg havonta tisztítandók, míg a többi elem a tényleges igényeknek megfeleloen javítandó, pótlandó. Ragaszkodni kell azonban ahhoz, hogya teljes rendszer az átmeneti idoben, osszel és tavasszal, amikor a kondicionáló berendezés rövid üzemszünete nem okoz fennakadást, általános felülvizsgálat és karbantartás alá kerüljön. Helyes, ha a szükségletnek megfeleloen a berendezés mázolását, a légcsatorna-hálózat portalanítását szabályos idoközökben végzik. Külön meg kell emlékeznünk a szabályozó rend-
ÉS KARBANTARTÁSA
711
szerek ellenorzésérol és karbantartásáról. Általában az a tapasztalat, hogy szabályozási körök karbantartását nem szabad a kezelokre bízni, azaz a szakmunkás kezeloktol ezek ismeretét nem kívánhat juk meg. Kívánatos állandó szervizszolgálat igénybevétele, s így egy-két havonként a felülvizsgálatot el lehet végeztetni.
21.9.4. Muszerezés A kondicionáló berendezés központját kelloen el kell látni muszerekkel, mert ellenorzo muszerek nélkül jó üzem nem tartható fenn. Száraz 'és nedves homéropárt tegyünk a friss és visszaszívott levego vezetékébe, a nedves hocserélo elott és után, és a ventilIátor után szintén. Ugyancsak homéroket helyezünk a hutoközeg vezetékébe is, a hutotest elott és mögött, továbbá a nedvesítokarnrából elszívott és újra beporlasztott víz útjába is. Kívánatos, hogyahomérsékletméro miiszerek távadó, esetleg regisztrálómuszerek legyenek. Ennek hiányában a kezeloszemélyzet periodikusan olvassa le és jegyezze fel a mért jellemzoket. Nyomáskülönbség mérésével ellenorizhetjük a légszuro üzemét. Ha a szurobetétek ellenállása nagyon megno, ennek megengedheto felso értékét a tervezo írja elo, a szuro tisztítása válik szükségessé. A szuron kívül a többi alkotóelem ellenállását is idoszakosan meg kell mérni. Ehhez nincs szükség beépített muszerek re, de a mérohelyet még a szerelés során ki kell alakítani. A kondicionált térben - s ha az nagy méretu, akkor több helyen is - száraz és nedves homéroket vagy száraz homérot és relativnedvesség-mérot kell elhelyezni. E muszerek mindenkor regisztrálókészülékek. Az ellenorzo muszerek karbantartása is a kezeloszemélyzet feladata. Kisebb teljesítményu kIímarendszer esetében is kívánatos, nagy rendszerekben pedig szükséges az irányító-ellenorzo központ kialakítása, amelybol távirányítással ellenorzik és vezérlik a rendszer üzemét. Az átvétel után, de a tervezo és kivitelezo közremuködésével az üzemeltetonek a levego elosztását is muszeres méréssel kell ellenoriznie.
712
KLíMABERENDEZÉSEK 11.10. IRODALOM
(1) Baturin. JI: JI:: LüftIl~oll1gen fUr Industriebauten. Berlin, VEB Verlag Technik, 1953.. [2) Ber/iner. Jv.: KIimatechnik. Würzburg, Vogel Verlag, 1976. [3) Bogoszlovszkij. VO N.: SztroityeInaja teplofizika. Moszkva, Izdatye1sztvo Viszsaja Skola, 1970. [4)Bosnjakovil. Fr.: Technische Thermodinamik. Dresden-Leipzig, Verlag v. Theodor Steinkopf, 1975. [5]Degtrajev.N. JI:: Kondicionyirovanyievozduha. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatye1sztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura. 1970: [6]Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [7] Fekete 1.: Sze1l6ztet6 berendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [8]GyurcsovicsL.: Párás terek épületszerkezeteinek védelme. (Doktori értekezés.) Budapest, BME, 1975. [9]Hirsch L.: Pore1szivás, porleválasztás. Budapest, Táncsics Kiadó, 1964. [10]Homonnayné és szerz6tsai: Példatár. Budapest, Tankönyvkiadó, 1974. [11] Jdszay T.: Muszaki h6tan. Budapest, Tankönyvkiadó, 1974. [12] Jennings-Lewis: Air conditioning and refrigeration. Scranton, Pennsylvania, International Textbook Company,1956. [13) Kamenyev. P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1968. [14)Kazi-Harmath-Vdrjon: KIimatervezés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1975. [15]Komondy-Haldsz: Hutogépek. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [16] Kraft-Elsner: Lehrbuch der Heizung-, Lüftungs- und KIimatechnik. Dresden, Verlag Theodor Steinkopf, 1973. [17] Macskdsy és szerz6tsai: Központi futés. I. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [18]Menyhdrt-Fekete: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó. 1975. [19]Menyhdrt J.: K1fmaberendezések. I-ll. köt. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [20)Menyhdrt J.: Sze1l6zéstechnika, Budapest, Tankönyvkiadó, 1975. [21] Menyhdrt J.: K1fmaberendezések. Budapest, MuSzaki Könyvkiadó,I967. [22] Menyhdrt J. : I.égtcchni.ka-méretezési alapadatok. Budapest, M&:zaki Könyvkiadó, 1968.
[23] Mihejev. M. A.: A hoátadás gyakorlati számitásának alapjai. Budapest, Tankönyvkiadó, 1963. [24]Nesterjenko. A. Vo: Osmovi termodinamicseszki raszcsotov venti1jacü i kondicionyirovanyia vozduha. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1971. [25]Nyerges T.: Ipari szell6zés és portalanitás. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. [26)Plank. R.: Handbuch der KaItetechnik. Berlin, Springer Verlag, 1967. [27] Rákóczy T.: Kórházak légtechnikai berendezései. Légtechnika ;76 Konferencia kiadványa. Budapest, Épftoipari TudományOS Egyesület, 1976.
[28]Rietschel-Raiss:
Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1970. [29]Rietschel-Raiss: Futés-szellozés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [30] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch fÜl; Heizung- und KIimatechnik. München-Wien, Oldenbourg Verlag, 1974/75. klfmaközpontok. BudaE31] Rés.zegh Cs.: Rekuperátoros pest, BME Mérnöki Továbbképzo 1. 1974. [32] Rydberg. J.: Uppviirmnings- och ventilationsteknik, Stockholm TU, Skrivbyran Standard AB., 1968. [33] Sallai-Tömöry: Légkondicionáló rendszer adiabatikus hutéssel. Légtechnika '76 Konferencia kiadványa. Budapest. Épft6ipari Tudományos Egyesület, 1976.
[34]Sebestyén Gy.: Könnyúszerkezetes Muszaki Könyvkiadó,
épftés. Budapest,
1972.
[35]Sprenger.E.: Heizung- und KIimatechnik in USA. München, R. Oldenbourg,
1958.
[36]Szdday R.: 5zabályozáselmélet.
Budapest,
Muszaki
KBnyvkiadó, 1973. [37] Treybal. R. E.: Diffúziós vegyipari muveletek. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [38] Várjon D.: Klfmaberendezések szabályozása. (Kézirat, megjelenés alatt.) 1975. [39] Muszaki elofrás (ME 112-72). Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, ÉVM Tájékoztatási Központ, 1972. [40] Muszaki elofrás (ME 30-65). Épületek és épületszerkezetek Mtechnikai méretezése. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1965. [41] Muszaki elofrás (ME 8-67). Futoberendezések méretezése. ÉVM Tájékoztatási Központ, 1967. [42] Muszaki el6frás (ME 8-53). Ftít6-, szell6ztet6- és klfmaberendezések tervezésére (H6sziikséglet). Buda· pest, ÉVM Dokumentációs Iroda, 1964.
22. Ködtelenítoberendezések Suno:DR.MENYHÁRTJÓZSEF Lektor: Homonnay Györgyné dr.
Azokat a légtechnikai rendszereket, amelyeknek az a célja, hogy zárt térben megakadályozzák a ködképzodést, azaz a terem levegojének túlnedvesedését, ködtelenito- (ködoszlató-) berendezéseknek nevezzük. A berendezés feladatát rendszerint intenziv levegocserével oldja meg. Ehhez elokészitett (hutött-futött) levego szükséges, amit helyileg vagy központilag állítanak elo. Zárt térben a nagymérvu pára képzodés káros, mert növeli a technológiai folyamatok hofelhasználását, a keletkezo köd rontja a látási viszonyokat, és ezzel növeli a balesetveszélyt, továbbá a nedves levego az egészségre ártalmas. A falak és a nyílászáró szerkezetek a levegóbol sok nedvességet vesznek fel, ami az épület ido elotti elhasználódását okozza, a technológiai berendezések pedig intenzivebben rozsdásodnak. Ezért ködtelenito- (vagy
ködoszlató) berendezéssel kell a keletkezo nemkívánatos nedvességet eltávolítani. A ködtelenito feladata az, hogya helyiségben levo nagy nedvesség- és hotartalmú levegot folytonosan cserélje, a légcsere mértékét úgy választva, hogy az óránként behozott levego képes legyen a keletkezo gozt felvenni, továbbá a terem levegojének relatív nedvessége mindenkor a kivánt mértékben 100% alatt maradjon. A ködtelenitoberendezések rendeltetésük szerint két csoportba oszthatók. Az elso csoportba azok a berendezések tartoznak, amelyek az általános szellozést is ellátják, mig a második csoportba tartozók csak a nedvességet viszik el. Ködtelenitoberendezések - a többi légtechnikai rendszerhez hasonlóan - létesithetok központi rendszerként vagy helyi ködtelenitoberendezésként.
22.1. A köd fogalma Ködön általánosságban gáz és benne igen kis méretu (5... 100 !lom)cseppek formájában eloszlott folyadék keverékét értjük. A légtechnikai gyakorlatban leggyakrabban levego és viz keverékébol álló köd képzodésévei találkozunk. Ezért e fejezetben ködön mindJ,g levego és vizcseppek keverékét értjük. 22.1.1. A köd keletkezése A levego nedvessége szemmel nem látható mindaddig, amig a vízgoz parciális nyomása kisebb vagy egyenlo a levego-homérsékletnek megfelelo telítési goznyomással. Ha a parciális goznyomás· eléri a telítési nyomást, a levegoben telített vízgoz van (a levego telített), a vízgoznyomás tovább nem nohet. Ha tovább no a levego nedvességtartalma, akkor goz csapódik 'ki vízcseppek formájában a levegobol, s a goznyomás nem no tovább. A kicsapó-
dott vizcseppek a levegovel köddé válnak. Ekkor a nedves levegoben a nedves alkotó goz és folyadék halmazállapotban van jelen. A ködképzodés lehet: - aktiv, amikor ténylegesen no a levego nedvessége (pl. vízfelületek párolgása, víz forrása, gozbevezetés következtében), s ezzel no a keverékben a nedves alkotó; - passziv, amikor a levego lehul, s ezért jelenik meg a levegoben a gozhalmazállapotú nedvesség mellett a folyadék-halmazállapot is, s igy jön létre a köd. A helyiségekben keletkezo köd légtechnikai szempontból szennyezodésnek számit, amelynek külso levegovel való eltávolításáról gondoskodnunk kell. A köd a szennyezodésfajták között mégis különleges helyet foglal el, mert - a többi idegen anyagból álló szennyezodéstol eltéroen - a nedves levego egyik alkotórésze, a nedvesség okoz szenynyezodést.
714
KÖDTELENíTOBERENDEZÉSEK
22.2. A ködtelenítés módszerei Az aktív ködk:épzodés elleni védekezés nem mindig kizárólag légtechnikai feladat. A vízgozt kibocsátó berendezések kialakításakor arra kell törekedni, hogya helyiség légterébe minél kevesebb nedvesség jusson. Ennek megoldása a gépkonstruktoröknek, a technológia tervezojének feladata. A berendezések megfelelo kialakításával a ködtelenítoberendezés teljesítményszükségletének csökkenése és gazdaságosabbá tétele érheto el (pl. párolgó felületek burkolása vagy lefedése, nyílások, rések kello tömítése stb.).
'"'
II
l
II I
L_
t
t
t \
~I_t _11~ aj hj 12-1. ábra. Helyi (konyhai) ködtelenítö és szagelszívó a) kiskonyhák ködtelenít6kész1iléke; h) nll8Ykonyhák elszÍvóbcrendezéle
A passzív ködk:épzodés ellen elsosorban építészeti eszközökkel védekezhetünk. A helyiség határolószerkezeteinek kello megválasztásával olykor elkerülheto a légnedvesség lecsapódása. Falak és fOdémek megfelelo hoszigeteléséveI a szerkezetek belso síkjainak homérséklete a helyiséglevego harmatpontja fölött tartható. Üvegezett felületek esetében ez a feltétel csupán építészeti eszközökkel általában nem valósítható meg. Ugyancsak megvizsgálandó, hogy van-e lehetoség helyi elszívóernyok alkalm37.9sára. Ezek segítségével a keletkezo gozök kisebb vagy nagyobb része közvetlenül a szabadba vezetheto. így a terem levegojébe jutó nedvesség lényegesen csökken (22-1. ábra). A burkolat, az elszívóernyo a technológiai folyamatokat nem akadályozhatja. Vannak olyan munkafolyamatok, ahol a párolgás a technológia velejárója (pl. száritási folyamatok). E· berendezések kialakításakor is törekedni kell arra, hogy a felszabaduló gozök ne jussanak teljes egészében a munkatérbe. Ha a párolgó felület felett elhelyezett ernyot ventilIátorral megszívatjuk, és az elszívott levegot a szabadba juttatjuk, akkor meggátoljuk a köd szétterjedését a helyiségben. A ködtelenítésnek ez a módja a kiemelo ködtelenítés. Ha általános levegocserével oldjuk meg a feladatot, akkor oszlató ködtelenítésrol beszélünk. Ebben az esetben meleg, száraz levegot juttatunk a helyiségbe. Az felveszi a keletkezett vízgozt, és a vízgozzel feldúsult levegot a szabadba vezetjük.
22.3. Ködtelenítoberendezések A ködtelenítoberendezés méretezésének kiindulási muvelete a zárt tér belso légállapotának rögzítése. Külön rögzítendo a téli és nyári légállapot, ami a technológia függvénye. Ha az építteto máshogy nem rendelkezik, akkor az 5-1. és 5-20. táblázatokban található nyári-téli tbel és /Pbel veheto a számítások alapjául. A tbel és /Pbel ismeretében kiszámíthatjuk a téli és nyári hoterhelést [1. a (19-15) kifejezést], ill. nedvességterhelést [1. a (19-13) kifejezést]. Az így meghatározott Qö és mvö birtokában a 22-2. ábra szerint felírható a helyiség ho- és nedvességmérlege :
méretezése
ill.
Amint a (19-18) összefüggésbol ismeretes, a két kifejezés hányadosát képezve:
;2-il ~ . --=--+J=-, LU
x2-Xl
1hvö
II
L1x
azaz a már korábban értelmezett irányjelzo állítható elo. Amint az utóbbi összefüggésblSlIátható, az állapotváltozás vonala ~~ irányjelzoju egyenes. E vo-
KÖDTELENITOBERENDEZÉSEK
715
MÉRETEZÉSE
m," f1
i1 X1
_
12-1. ábra. KödteleDÍtoberendezéssel
ellátott helyiség sémája
nal mindazon légállapotok mértani helye, amelyek képesek a teremben egyidejlUeg fejUSdo hot és nedvességet felvenni. Mivel az irányje1zoket az dia" 1 LJi éli ári é ék' gram tarta ml'l7.7'~, LJx t -ny rt enek meghatározása és a szellozolevego állapotának megvá1asztása után a helyiségben végbemeno állapotváltozás vonalát megrajzolhatjuk (22-3. ábra). A távozó levego homérséklete tág határok között választható meg. Értékét célszerii 20... 40 oC között választani. Magasabb homérséklet elonyösebb, mert a szellozolevego tömegét csökkenti. Magas homérsékletu levegovel is elvihetjük a keletkezo gozöket, de csak abban az esetben, ha a forró levego embert nem érhet. A távozó levego lehet telítetlen vagy telített. A helyiség levegojét rendszerint nem engedjük telítodni, hanem már 70... 90% relativ nedvesség elérésekor a helyiségbol elvezetjük. Ezzel elkerülheto, hogy a kürtokben, légcsatornákban a nedvesség lecsapódjék. Hogy a határolószerkezeten se jöjjön létre lecsapódás, a távozó levego harmatpontját a fal belso sikjának homérsékleténél alacsonyabbra kell választani (ttharm -< 1CbeJ. Telített levego (ködös levego) elszivása csak olyan esetekben engedheto meg, ha a technológia nem kényes az esetleges kondenzációból eredo visszacsepegésre, az elszívóhálózat anyaga nem nedvszivó és fagyveszély nincs. A szellozolevego állapota nyáron adottnak tekintheto (lkül, qJküJ. Ködtelenités céljára nyáron külso levego minden elokészités nélkül felhasználható. A méretezéskor 30 oC külso homérsékletet és 40% relativ nedvességet vehetünk alapul [22~3. b) ábra, A pont]. A szellozolevego állapota tehát ebben az esetben az A pont, a távozó levegoé a B pont (22-3. ábra). Az elviheto nedvesség LJx=Xi-Xszell gjkg (kgjkg), az elviheto homennyiség LJi=it-iszell kJjkg
ilt
.
1- X
x
b) lJ)
22-3. ábra. Állapotváltozás menete i- x diagramban télen; b) nyáron - a leveg6kezel6központban; -~ a helyiségben
(kcal/kg). Ha a külso levego nedvességtartalma nagy, vagy a szellozolevego térfogatárama nem növelheto tetszés szerint (pl. huzatra érzékeny a technológia), akkor a levego elokészitését hutésseI és száritással kell kiegésziteni [1. a 20.4. pontot]. Az elohutött és száritott levego táplálandó be mint szellozolevego. Télen a szellozolevego állapotát a távozó levego állapotától függoen vá1asztjuk meg. Az ismert végállapot az x diagramba berajzolandó [22-3. a) ábra], majd ezen keresztül az állapotváltozás irányjelzojének megfelelo egyenest kell megszerkeszteni. A külso levego állapota télen -15 oC homérséklet és 80% relativ nedvesség értékkel veendo fel. A szellozolevegot friss külso levegóbol állandó nedvességtartalom mellett melegitéssellehet eloál1itani. A szellozolevego állapota a B, a távozó levegoé a C pont. LJi és LJx most is leolvasható az
i-
716
KÖDTELENfrOBERENDEZÉSEK
ábrából. Az elofutés igénye Lli=iszeu-ikQ\ kJjkg (kcalJkg). A szellozo- és távozó levego állapotának ismeretében már a szükséges légmennyiség is kiszámítható a (19-14) összefüggés alapján. A 22-3. ábra jelöléseivel: Thvö XszeU
x-
IhszeU =
amelyet az entalpiaváltozás
kgfh, alapján ellenorizhe-
tÜDk:
1hszeu-
• Q? 't-Iszen
kg/h.
Energiatakarékossági okokból télen a szellozolevego keveréssel is ellSállitható (1. a 20.5.4. pontot). A ködtelenitoberendezések sok hlSenergiát fogyasztanak. Éppen ezért törekedni kell a berendezések gazdaságosságának javitására. Ennek egyik módja lehet a távozó levego hlSjének hasznositása. Erre alkalmas készüléket a 18-126. és 18-128. ábra szemléltet.
22.4. Ködtelenítoberendezések kialakítása A ködtelenitoberendezés központja megegyezik vonó lehet a hutlSgép hutoközege (közvetlen hutés) a légfuto-berendezések központjának kialakitásávagy szekunder hutlSközeg, pl. hutött édes viz, s6val, és futotestbol, szuroblokkból áll (1. a 20-11. lé stb. (közvetett hutés). A hutotesten áthaladó ábrát). Ezek kiválasztását, beépitését az elozokben nedves és meleg levego lehul, nedvessége kondenmár tárgyaltuk. Kialakitható csak friss levegovel zálódik és kicsepeg. A leveglS azonban magával üzemelo és kevert levegovel üzemellS központként. ragadhat lebego vízcseppeket, ezért a huto után a Ha nyáron friss levegovel nem oldható meg a klimaberendezésekben használatos cseppleválaszzárt tér ködtelenitése, akkor mesterségesen kell tókhoz hasonlóan cseppfogót kell kiképezni (1. a csökkenteni a szellozolevego nedvességtartalmát. 20-4. ábra 3 elemét). Ennek leggyakrabban alkalmazott módja a hutéssei ~ A hutotesten lejátszódó folyamatot a 22-5. ábrán való nedvességkicsapatás vagy a levego nedvességé- szemléltetjük. A levego az AA' egyenes mentén hul nek elnyeleté~. Az. eló'bbi esetben a ködtelenitlS- és szárad, az A' B mentén t'-rol az eredeti t Mberendezés kozpo~tJa ~ltér a 20-ll. ábrán látható mérsékletre melegszik vissza. A nedvességelvonás megoldás,?któl. K.ialakitás~ak elv~t ,a ~2-4. ábra Llx=xA -xB• A folyamat a levego recirkuIáltatásze~élteti. ~egtalálha~ó. Itt a h~tes es esetleg sával továbbviheto, s a levego nedvessége kicsapat~ on~lló hu!,?~rendezes lS, valamInt a csapadék- ható, ha a helyiségben egyidejuleg nincs újra nedVIZeto,~~gyuJto elem. , ., vességfejlodés. A levego hutésére és száritására a A hut,otest -1I;gyanugy, mmt a kli~berend~~nedves hocseréllS is felhasználható. Kialakitására sekben - lehet SIma vagy bordás csoves. A hoel- a 21-3. ábra ad tanácsot azzal, hogy az elofuto elhagyható. Ezek a berendezések kútvizzei is elonyör-------------l 6 I I sen .üzemelnek. I 1I I I __J
i
cs
7
1
2
J
t
4 Helyiség
f'
5 8 t 12-4. ábra. Helyiséglevego nedvességtartalmának hútéssel
csökkentése
1 ventillátor; 2 hAt6; 3 ClIeppfolÓ;4 f'Ot6test; 5 keVer6SZekréDY;6 távozó \evCll6; 7 re\atfVDed~keI6;
8 tii&a1eYeIÖ-bevozetéa
22-5. ábra. Levego száritásának menete
i-x
diagramban
KÖDTELEN1'rOBERENDEZÉSEK
A levego nedvességtartalmának csökkentése úgy is elérheto, ha nedvességelvonó (elnyelo) anyagon áramoltatjuk áto A leggyakrabban használt abszorbens anyag a szilikagél (SiO~, amely szintelen, kristályos anyag. Levegovel érintkezve a levego nedvességtartalmát kondenzál ja és abszorbeál ja, miközben maga a levego felmelegszik, ezért utánhutés kívánatos (22-6. ábra). A szilikagél elnyeloképessége a levego nedvességtartalmának és a rendszerben uralkodó homérsékletnek a függvénye. Jelentos a nedvességfelvétele (22-7. ábra), és melegitéssel (kb. 150... 170 OC-ra) a nedvesség ismét felszabadítható, azaz az elnyeleto regenerálható. Általában a ködtelenítoberendezés központját két
717
KIALAKÍTÁSA
szilikagél elnyeletovel tervezzük, az egyik üzemel, a másik eközben regenerálható (22-6. ábra). SzilikagélIel dolgozó berendezések tetszés szerinti teljesítményu egységekkel készülhetnek. Más abszorbens anyag is felhasználható, pl.
35
25 20
,9 til
4..
2-
~
I S~2
~
---1==:1 Si:z
14 1-_
7 t
5
15
fO
I
10
5 o 1
5
10
15
20
25
~' g/m3
22-6. ábnt. Szilikagéllel dolgozó berendezés elve 1 ventillitor: 2 szilikaa61-tartály: 3 hlitötcst: 4 háromjáratú szelep: 5 f6t6test: 6 és 7 reaenerá\ó love&öbe- és elvezetése; 8 és 9 száritandó levea;ö
'1.2-7. ábra. Szilikagél nedvességfelvétele (Llmy) a levego x' gJm3 nedvességének és t oc h6mérsékletének függvényében Vlov
be- és elvezetése: 10 sz6rö
=0,2 mis: szemcseméret 2 ... 4 mm: r6tetlvastapáa 0,5 m
15
3
22-8. ábnt. Litium-kloridos abszo~i6s leveg6s~t6 berendezés 1 levegoszárit6 oszlop: 2 rea;eneráIóoszIop; 3 tároló: 4 ~vattyú: 5 csovezeték; 6 por1asztó; 7 vf7«y6jto; 8 ventillátor; 9 h6totest: 10 f6totest; 11 cseppleváIasztó: 12 és 13 kezelt leveao be- és kllépése; 14 és 15 szervizlevC8Obe- és küépése; 16 h6tés; 17 f6téscsatlakozás
718
KöDTELENITOBERENDEZÉSEK
alumínium-oxid, klór-kalcium, lítiumsók vizes 01data (foleg Liel, LiBr) stb. A 22-8. ábrán a Kathabar elnevezésii lítium-kloridos berendezést (Van Swaay, holland gyártmány) mutatjuk be. A berendezés folyamatos miiködésii. A baloldali toronyban (22-8. ábra) a keringtetett levego szárítása és hutése megy végbe, miközben az oldat folyamatosan hígul, míg a jobb oldali oszlopban a litium-kloridoldat regenerálódik friss levego felhasználásával. A nedvességben dúsított "szervizlevego" a szabadba távozik. A berendezést 5000... 50000 m3fh teljesítményhatárok között gyártják. A szabályozás az oldatkoncentrációt tartja állandó értéken, ill. program szerint változtatja. A koncentrációval a kezelendo levego nedvességtartalma beállitható. A ködtelenitoberendezés elosztó és gyujto csatornahálózatának kialakítása és méretezése a szelloztetó'berendezések kapcsán megtárgyalt feltételek szerint lehetséges (1. a 20.2.2. és 20.2.6. pontban). A csatornahálózat anyaga fém és miianyag. Épített csatornát - nedvszívó tulajdonsága miatt - ritkán alkalmazunk. A befúvó- és elszívófejek kialakírására a 18.7.5. pont ad útbaigazítást. Ügyelni kell arra, hogy az elszívófejek az elvitt gozöktol és gázoktóI erosen és gyorsan elszennyezodnek, ezért a jó tisztíthatóságot a kialakításkor szem elott kell tartani. Az elhasznált levego elszállitása természetes úton is megoldható [22-1. aj ábra], bár ennek alkalmazása korlátozott. Csak kis légtérfogat és nagy felhajtóero esetén jöhet számításba.
fl ~ Q:~ I
Uf ~
aj
~f
-
ll----
---mI
f
.
~
~
hj
22-9. ábra. ElsZÍvóemyok kialakítása aj csak elszívás; hj c1szívás és egyidcjlí levegóbctáplálás
22.4.1. Helyi iödteleDÍtoberendezés A helyi ködtelenítoberendezés feladata, hogy rögtön a ködképzodés helyén gyujtse össze és vonja el a keletkezo nedvességet. Az egy helyen koncentráltan keletkezo nedvesség megfogása és elvezetése gazdasági okokból is kívánatos. Helyi elvezetéssel - az egyéb elonyök mellett - sokkal kisebb légmennyiség mozgatásával oldható meg a feladat, mint az egész teret átszellozteto általános ködtelenítéssel, s így a berendezés beruházási és üzemeltetési költsége lényegesen kisebb. Az elszivóernyok kialakítására példa a 22-1. ábrán látható. Hasonló feladatokra, de inkább ipari célra használják a 22-9. ábrán látható elszívOernyot is. A 22-9. aj ábrán a párolgó felületek felett az elszívóernyot úgy helyezik el, hogy az a berendezés kiszolgálását ne akadályozza. A gozök és gázok kilépését, kiáramlását megakadályozza az ernyo intenzív elszivási sebessége. Az ábra egyben példa a helyi elszívás és az általános levegopótIás együttes alkalmazására is.
A 22-9. bJ ábrán a friss levego befúvása össze van kötve az elszívással. Padl6csatornában kialakított befúvás csak elszívással együtt üzemelhet. Az így kialakított berendezéseknél a levegofüggöny elzárja a szennyezoanyag-forrást a környezettol, de a technológiát nem akadályozza. Kialakítható a befúvócsatorna a kád oldalán is, ha az technológiai szempontból nem akadály. Az elsziv6ernyok, a kürtok méretezését, kialakítását a 24.7.2. pont
22-10. ábra. Mozgatható 1
nedves levego belépése;
levegoszá.rit6 hutoberendezés
2 száraz leveg6 ki1épéso; 3 h6totcst; 5 kompl'ClSZOr; 6 vfz&ytljtö
-1
f6totcst;
KÖDTELENITÖBERENDEZÉSEK
részletesen tárgyalja. Ha nincs lehetlSség e1szivókürtlSk kialakitására, akkor a leveglS oldalfalon, ablakon át is elvezethetlS. Ugyelni kell arra, hogy a nedves leveglSool a külslS, hidegebb térbe jutva a lecsapódás ne a határolószerkezeteken induljon meg. Nagykonyhákban, mosodákban, slSt ipari léte-
KIALAKíTÁSA
719
sitményekben is szóba jöhet a 22-10. ábra szerinti leveglSszáritó alkalmazása. Ennek segitségével a 22-4. ábrán látható központi rendszer feladata végezhetlS el. A mozgatható berendezés készülhet 1000... 25 000 W ("" 850... 22 000 kcalfh) hutlSteljesitménnyel. Friss leveglS pótlására a berendezés nem alkalmas.
12.5. Különféle rendeltetésu helyiségek ködtelenítése A különféle rendeltetésu helyiségek ködtelenitési módozatai különbözlSk. Ipari épületek glSz-és gázelszivási kérdéseivel a 24. fejezet foglalkozik.
22.5.1. Konyha ködtelenítése Ködtelenités szempontjából különbséget kell tenni a háztartási és üzemi konyha között. A háztartási konyha szakaszos, mig az üzemi konyha folyamatos üzemu létesitmény. A háztartási konyha szel1lSztetésévelkapcsolatos tudnivalókat a 20.4.1. pontban foglaltuk össze. Tekintve, hogy ezek rendkivül kis alapterületu helyiségek, valamint a levegobe csak idoszakosan kerül nedvesség, a ködtelenítési feladatokat célszeru általános légcserével megoldani. Ha lökésszeru gozfejlodés várható, továbbá a konyhai légszennyezodéstol a lakás többi részét óvni kivánjuk, a 22-1. aj ábra szerinti megoldás jöhet számításba. Ezeket az elszívó légtisztító ernyoket 100... 1000 m3fh levegoszálIítással gyártják. A szurobetét olcsó muanyagból készül és cserélheto. Nagy- (üzemi) konyhák h6- és nedvességterhelése az 5.2. és a 19.5. pont alapján számitható. A technológiai berendezések által leadott ho- és nedves22-1. táblázat. Nagykonybai berendezések nedvesséWe-odÁ ••••
I kcalJh
Nedvessés-
kBlh 12 800 4000 2500 1800 20 40 7000 8000 5 10
950Holeadás 2100 4650 2900 8100 9300 W
leadá.
ség a választott berendezés függvénye. Nagykonyhai berendezésekre tájékoztató adatokat a 22-1. táblázatban közlünk. Nagykonyhákban helyi elszivás (1. a 22-10. ábrát) és általános levegocsere egyaránt biztosítandó. A nagykonyha általános szelloztetése mindenkor depressziós (1. a 20.4.1. pontot) megoldású legyen. A depresszió mértéke 10... 30 Pa ('" 1. ..3 V.o. mm) között választható. Tálalókban és elokészítlSkben n=6 ... 1o-szeres általános légcsere biztosítandó. 22.5.2. Mosoda ködtelenítése A kis és középnagyságú (teljesítményu) mosodák hoterhelése, nedvességterhelése szintén az 5.2. és 19.5. pont alapján vehetlS figyelembe. Ügyelni kell azonban arra, hogy mosodákban és más hasonló vizes üzemekben a párolgó felületek nemcsak a tényleges technológiai berendezésekbol tevlSdnek össze, hanem a nedves anyag és a padló szintén erlSsen párologtat. Ez utóbbiakról elpárolgó nedvesség is az (5-16) összefüggéssei határozható meg. A kapott eredmény a p, arányossági tényezlSvel csökkentendlS. Az arányossági tényezlS nedves padló esetében p,=0,3 ... 0,8, míg nedves anyagra p,=0,5 ... 0,9. Párolgó felületként a tényleges nedvesitett padlóanyag stb. felületét vesszük a valós, saját homérséklettel figyelembe. A technológiai berendezések, gépek hlS- és nedvességleadása a választott technológia és üzemmód függvénye. Ezeket az adatokat a gyártó cég adja meg. Mosodákban is kívánatos a helyi e1szívás általános szelllSzéssel kombinálva. A vasalógépek stb. környezetében keletkezo nagy mennyiségu gozt gravitációs vagy mechanikus megszívású kürtokön át vezetjük el, míg a géptermet teljes átszel1oztetéssei látjuk el. Ha a mosodát kisebb festöde is kiegésziti, akkor a technológiától függoen ott is általános légcserét, ill. kombinált leveglSelvitelt tervezünk.
720
KÖDTELENITÖBERENDEZÉSEK
A lakosság céljaira létesített kis, rendszerint automata gépsorokból összeállított mosodákban, ha nincs különös igény, akkor n=5 .. .JO-szeres légcserét kell alkalmazni. 22.5.3. Uszodák és fúrdok ködtelenítöberendezései Az uszodák és fürdok legtipikusabb légtechnikai rendszere a ködtelenító'berendeZés. A nagy víz és vizes felület következménye az igen intenzív párolgás, s ezért itt a nedvesség ugyancsak intenzív elvonása higiéniai és gazdasági okokból szükséges. Uszodák, fürdok belso légállapotát télre az 5-1., nyárra az 5-20. táblázat rögzíti. Más eloírás hiányában uszodák belso terében tbel=25 ... 27 oC és I1'bel=65 ... 75% tartandó télen és nyáron egyaránt. Ugyanígy zuhanyozóban tbel=24 30 oC és I1'bel= =70 90%, kádfürdó'ben tbel=26 28 oC és I1'bel= =60 70%, gozfürdoben tbel=50 80 oC és I1'bel= =90 100%, forrólégfürdoben tbel=60 ... 70 oC és I1'bel= 10 ... 20%, míg kondicionáló- (torna-) teremben tbel= 16 ... 20 oC és I1'bel=40 ... 6O% tartandó. A ho- és nedvességterhelés meghatározásakor a teljes medence-alapterületen kívül az egyéb felületek is mint párolgó felületek veendok figyelembe. Az erre az esetre az (5-16) összefüggésseI nyert értéket a 1-' arányossági tényezovel kell csökkenteni. Ennek értéke nézotér nélküli úsz6csarnokokban 1-'= 0,4 ... 0,9, lelátókkal épített úszócsarnokokban 1-'=0,1...0,7. Ha sugárzó futés van a padlóban, akkor a párolgás intenzívebb, s az arányossági tényezo értéke 1-'=0,6 ... 0,95. Párolgó felületek méretének közelíto meghatározására alkalmazható a következo arány is: ~ ~ 1,5 Amedence.Számításokban a levego sebességét v1ev= 1,0 mis értékkel kell felvenni, ha a tényleges levegosebesség nem ismert. A párolgó felület homérséklete - a sugárzó fütés kizárásával - a levegl> tn hl>mérsékletével vehetl> közel azonosnak. Az emberek nedvességleadása uszodákban, zuhanyoz6kban IhvE= 70... 90 gjhfl>. Úsz6csarnokokban a határolószerkezeteken lecsapódás jön létre. Ennek megakadályozására a szelll>z{)levegotúgy kell bevezetni, hogy minél több és nagyobb felületen elkerülhetl> legyen a konden-
záció. Uvegfal felületeket légfüggönnyel lehet védeni. Mffanyag sátrak (ideiglenes téli burkolat) falán a kondenzáció általában ész1elhetl>.Mivel a gumi é8 a mffanyag a víznek ellenáll, így ez foleg higiéniai szempontból káros. Kettl>s falú sátrak kondenzációja elkerülheto, ha a kettl>s fal közé meleg levegot nyomunk. A sátrak kifeszítéséhez szükséges levego ködtelenítés céljára is általában elég, de a levego homérsékletét számítással ellenorizni kell. Külön gond a zuhanyozók ködtelenítése. A párolgó aktív vízfelület meghatározása nehéz, ezért mérési adatokat használunk fel a méretezéshez (22-2. táblázat). 22-2. táblázat. Bepárolgott nedvesség e1vite1éhez szükséges leveg6-térfogatáram zuhanyoz6kbaD
BelslS térhomérséklete, tbeh oC
SzellozoIOV"gÓoi&6ny.
Vzuh,m'/hdb
22
24 25 26
28 30
200 160 140 130 100 70
Uszodák, fürdok ködtelenito-rendszere és központja a 22-4. ábra szerint alakítható ki. Régi épületekben, ha elosztóhálózat nem képezheto ki, vagy a méretekben vannak korlátok, a 22-10. ábra szerinti helyi levegl>szárító is szóba jöhet. A levegoelosztó hálózat nem korrodáló fémbol, mffanyagból készülhet. Befúvó- és elszívófejek nedvesség elleni védelmét is meg kell oldani. A szenynyezett és erl>sen nedves levegl>elvezetését úgy kell megtervezni, hogy az épület határolószerkezetei ne károsodjanak. 22.5.4. Ipari üzemek ködteleníto-rendszerei Ipari üzemek egyes létesítmenyeinek ködtelenítése az elmondottak alapján szintén megoldható (1. a 22.5.2. és 22.5.3. pontot). Részletesebben foglalkozik még ezzel a kérdéssel a 24. fejezet is.
22.6. Ködtelenítoberendezések ánétele, üzembe helyezése és karbantartása Ködtelenítoberendezések átvételére, üzembe helyezésére a 20.8. pontban elmondottak az irányadók.
IRODALOM
721
22.7. IRODALOM
[I] Baturin. V. V.: Lüftungsanlagen für Industriebauten. Berlin, VEB Verlag Technik. 1953. [2] Bogoszlovszkij. V. N.: Sztroityelnaja teplofizika. Moszkva, Izdatyelsztvo Viszsaja Skola, 1970. [3] Bosnjakovic. Fr.: Technische Thermodinamik. Dresden-Leipzig, Verlag Theodor Steinkopf, 1965. [4] Egyedi L.: Épületgépészeti Kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [5] Fekete 1.: Szellozteto berendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I967. [6] Gyurcsovics L.: Párás terek épületszerkezeteinek védelme. (Doktori értekezés.) BME. 1975. [7] Hirsch L.: Porelszívás, porleválasztás. Budapest, Táncsics Kiadó, 1964. [8] Kamenyev. P. N.: Otoplenyie i ventiljacia. Moszkva, Goszudarsztvenoe Izdatyelsztvo Literaturi po Sztroityelsztvo i Architektura, 1968. [9] Menyhárt-Fekete: A légtechnika elméleti alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965.
48 Az épOJcta6p6szet
kéziköayve
[10] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1974. [II] Menyhdrt J.: Klúnaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I967. [12] Menyhdrt J.: Légtechnika-méretezési alapadatok. Budapest, Mdszaki Könyvkiadó, 1968. [131 Raiss. W.: Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Berlin, Springer Verlag, 1970. [14] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974/ 75. [15] Mdszaki eloirás (ME 112-72). Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, ÉVM Tájékoztatási Központ, 1972. [16] Mdszaki eloirás (ME 30-65). Épületek és épületszerkezetek hotechnikai méretezése. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1965.
23. Hutés a légtechnikában Szerzo: DR. LÁNG LAJOS Lektor: Dr. Lakos Andor
23.1. AlapfogalmAk
23.1.1. A hutoberendezés (gépi hutés) feladata Híítéskor valamely közegbol egy alacsonyabb homérsékletu közeggel hot vonunk el homérsékletének csökkentése céljából. A ho magasabb homérsékletszintrol magától áramlik alacsonyabb homérsékletszintre, tehát mindaddig, amfg a hutendo közeg homérséklete magasabb, lehetoség van az atmoszferikus hutoközeggel (vízzel, levegovel) való közvetlen hoelvonásra, hutésre. Az atmoszferikus közeggel való hutés az ún. természetes hutés. A hutoberendezés feladata a hutendo közeg homérsékletének az atmoszféra homérséklet szint je alá csökkentése vagy azon tartása, azaz a hutés megvalósitása olyan esetekben, amikor a feladat atmoszferlkus hutoközeg közvetlen felhasználásával nem oldható meg. A hutóberendezés a hutendo közegbol elvont hot az atmoszféra homérsékletszintjére szállitja, és ott az atmoszferikus hutoközegnek (viznek, levegonek) adja áto A hutendo közegbol elvont ho a hutoberendezésben megvalósitott hutofolyamat révén kerül az atmoszferikus hutoközegbe.
23.1.2. Hutofolyamat A hutoberendezés feladata a hutendo közegbol a hoelvonás, az elvont honek az atmoszferikus hutoközeg homérsékletszintjére szállitása, és a felszállitott ho atmoszferikus hutoközegnek való leadása. A honek az alacsonyabb homérsékletszintrol magasabb homérsékletszintre való szállitásához egy harmadik közegre, a hutóberendezés munkaközegére van szükség, amelyet áltaIánosan hutoközegnek nevezünk. A hutófolyamat a hutoközeg hutoberendezésben végbemeno állapotváltozásainak azon zárt sorozata, amelynek során a hutoközeg a hoelvonás homérsékletszintjén a hutendo közegbol felvett hot
külso energiabefektetéssel a holeadás homérsékletszintjére szállitja, majd a felszállitott hot és a befektetett energiát az atmoszferikus hutoközegnek (viznek, levegonek) leadva a hofelvétel kezdeti állapotába kerül.
23.1.3. Hútofolyamatok
osztályozása
A hutofolyamatok, az azokat megvalósitó hutoberendezések több szempontból is osztályozhatók. Az osztályozás alapja a hutoközeg és a hutofolyamat fenntartásához szükséges energia minosége. A hutoközeg minosége szerint - goznemu hutoközegu, - légnemu hutoközegu; a folyamat fenntartásához szükséges energia minosége szerint - mechanikai munkát, - hoenergiát, - villamos energiát igénylo hutofolyamatok, ill. hutoberendezések különböztethetok meg. A hutoközeg goznemu, ha a hutofolyamat során halmazállapot-változás következik be; a hofelvétel során folyadékállapotból gozállapotba kerül (elpárolog), a holeadás pedig kondenzációval kapcsolatos, amikor gozállapotból folyadékállapotba jut, ha a folyamat a hutoközeg kritikus homérséklete alatti tartományban játszódik le. A hutoközeg légnemu, ha a folyamat során halmazállapotát nem változtatja, mindvégig túlhevitett goz állapotú; mind a bofelvétel, mind a holeadás - homérséklet-változással jár, ha a folyamat a hutoközeg kritikus homérséklete feletti tartományban játszódik le. Mechanikai munkát igénylo hutofolyamatok. Ebbe a csoportba tartoznak a különbözo kompreszszoros hutofolyamatok, amelyekben a folyamat fenntartásához szükséges energia mechanikai szerkezetben, a kompresszorban lejátszódó surités (kompresszió) során kerül bevezetésre. A hutokö-
723
ALAPFOGALMAK.
zeg egyaránt lehet goznemu vagy légnemu. Sokszor ebbe a csoportba sorolják a hoenergiát igénylo gozsugár-kompresszoros hutofolyamatot is. Hoenergiát igénylo hutofolyamatok. Az abszorpciós, reszorpciós és a gozsugár-kompresszoros hutoberendezésekben megvalósított folyamatok tartoznak ebbe a csoportba. Ezen hutofolyamatok a felhasznált energia egy kis részét szivattyúzási célokra ugyan mechanikai munka formájában igénylik, azonban ennek elenyészo volta, valamint hoenergiával való helyettesíthetosége miatt jogosan kezelhetok csak hoenergiát igénylo folyamatokként. Villamos energiát igénylo a termoelektromos hutoberendezésben megvalósított hutofolyamat, amely a Peltier-hatást használja fel. A hutofolyamatok egyben hoszivattyú-folyamatok is, hot szállítanak alacsonyabb homérsékletszintrol magasabb homérsékletszintre. A hutofolyamatokban a hasznos eredmény az alsó homérsékletszintrol való hoelvonás, a hoszivattyú-folyamatban a felso homérsékletszinten való holeadás. Természetesen a rendeltetésnek megfeleloen különbözok a homérséklethatárok, amelyek között a folyamatok végbemennek.
23.1.4. Hiítöfolyamatok értékelése A hutofolyamatok jóságát a munkát szolgáltató folyamatokban használatos termikus hatásfok helyett a fajlagos hutoteljesítmény alapján ítéljük meg, ami az egységnyi energiabefektetés árán a hutés homérsékletszintjén elvonható homennyiséget jelenti, vagy ami ezzel azonos, az egységnyi bevitt teljesítménnyel létesítheto hutoteljesítményt adja meg. A hutoteljesítmény a hutoközeg által a hoelvonás (hutés) homérsékletszintjén idoegység alatt felvett homennyiség; a teljesítményfelvétel a hutoteljesítmény adott körülmények melletti létrehozá· sához (a folyamat fenntartásához) beviendo teljesítmény. A fajlagos hutoteljesítmény:
e=%
L '
(23-1)
ill.
e= Qo p
,
(23-2)
ahol qo az 1 kg hutoközeggel a hutés homérsékletszintjén felvett homennyiség, J/kg; Laz 1 kg hutoközegre vonatkoztatott, a folyamat fenntartására bevezetendo energia (munka), J/kg; Qo hutoteljesítmény, W; P teljesítményfelvétel, W.
A hoenergiát igénylo folyamatokban, a fajlagos hutoteljesítmény helyett hoviszonynak nevezzük az egyébként azonos fogalmat, annak kiemelésére, hogy a folyamat fenntartásához dönto mértékben vagy teljes egészében hoenergiára van szükség. A hoviszony: (23-3a)
ill.
CIt=--- Qo
Qfut+Qsziv
,
(23-3b)
ahol qfút az 1 kg tömegu hutoközegre vonatkoztatott, a folyamat fenntartása céljából bevezetendo hc5energia, J/kg; qsziv az 1 kg tömegu hutoközegre vonatkoztatott szivattyúzási munka, J/kg; Q fút a Qo hutoteljesítmé_ny létesítéséhez az adott körülmények mellett beviendo futoteljesítmény , W; Qsziv a Qo hutoteljesítmény létesítéséhez szükséges szivattyúzási teljesítmény, W. A fajlagos hiitoteljesítmény egyaránt értelmezheto az elméleti folyamatra és a valóságos, különbözo veszteségekkel terhelt folyamatra. A hutési feladattal két jellemzo homérsékletszint adott: a hasznos hutés (hoelvonás) és a holeadás (általában az atmoszféra) homérsékletszintje. Adott homérsékletszinteken azegységnyi befektetett energiára vonatkoztatott, a hutés homérsékletén elvonható homennyiség a Camot-féle hiitofolyamatban a legnagyobb (vele egyenértéku más folyamat is létezik, de azok fajlagos hutoteljesítménye, hoviszonya nem kedvezobb). A Carnot-folyamat fajlagos hutoteljesítménye : Thu ec=-, Tat-Thu
(23-4)
ahol Thu a hasznos hutés (hoelvonás) homérsékletszintje, K; Tat a holeadás homérsékletszintje [az atmoszferikus hutó'közeg (víz, levegó') homérséklete),K. Abszorpciós hutofolyamat esetén, amikor az elozo"lcönkívül adott még a folyamat fenntartásához rendelkezésre álló hoenergia homérsékletszintje is, a Camot-folyamat hoviszonya : Cltc-
Thu Tat-Thu
• Tfut-Tat , Tfut
(23-5)
ahol T fut a folyamat fenntartásához rendelkezésre álló hc5energia homérsékletszintje, K. A különbözo hutofolyamatok termodinamikai jóságát a jósági fokkal határozzuk meg. A jósági fok az adott homérsékletviszonyok mellett a vizsgált és a Camot-folyamatokkal elérheto fajlagos hutoteljesítmények viszonya (hoviszonyok viszonya);
HÜTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
e (23-6)
TJe= ee' oc
(23-7)
TJe= oce •
Valamely hutési feladatot ellátó, gazdaságos megoldást adó hutofolyamat kiválasztásakor a sok szempont közül csak az egyik lehet a folyamat jósági fokának vizsgálata.
23.2. Hutofolyamatok 23.2.1. Kompresszoros hutófolyamat A kompresszoros hutofolyamat fenntartásához mechanikai munka szükséges. Az alkalmazott hutoközeg egyaránt lehet goznemu vagy légnemu. A 23-1. ábra goznemu hutoközegu ún. összehasonlitó hutofolyamatot szemléltet a T - s és a Bánkiféle 19 p- i állapotváltozási diagramokban. Ez a folyamat már figyelembe veszi a megvalósitás le-
hetoségét is. Jellemzoje: a hutoközeg teljes mértéku elpárolgása az elpárologtatóban ; a hutoközeg ho- . mérsékletének csökkentésére a holeadást követoen alkalmazott hasznos munkavégzés nélküli expanzió (fojtás); a kondenzációt követo utóhutés. Olajban oldódó (ill. olajat oldó) hutoközegek esetében elonyös az elpárologtatót elhagyó Po T
T
!
I
p t
t. o
aj
53
I
IlY "tu ~-~/2 ~ to thi) ,
i
fat
•
7 2bJ I
$
'1
.54/ PO
To
Igp
a g
a
1 c)
, tlJij
TU
f
"-. ..
23-1. ábra. Összehasonlit6 folyamat: aj T-s diagram; bJ 19p-i diagram; ej kapalOlúi ábra; Carnot folyamat; - - - összehasonlltó folyamat a kompml&ZOr;b e1párologtató; e kondenzátor; d utóhlítö; e adasolószerv (fojtóazelep);fhlítend6 közea; g atmoszfcrikus hlítöközea
23-2. ábra. Belso hocserével kiegészitett hutöfolyamat aj T-s diagram; bJ IIIp-i diaaram; ej kapalOlási ábra; belso h6cseré16vel; - - - belso h6cseré16 n6lkül; a kompml&ZOr;belpárologtató; e kondenzátor; d belso h6c:seré16;e adasolószerv (fojtószelep);fhlítend6 közea; g atmoszferikua hlítöközea
725
HUTOFOLYAMATOK
szállitja. A hutendo közegbol felvett ho hatására a elpárolgási nyomáson elpárolgott, 8 állapotú hutoközeget az oldószer az oldóban oldatba viszi. Az oldás során felszabaduló hot atmoszferikus hutoközeg (viz, levegó') szállitja el. Az oldó hutoközegben gazdag oldatot termel, amelyet a Po nyomásszintrol az oldatszivattyú szállit a kondenzátorral meghatározott p kiuzési nyomásra. Az oldatszivattyúból a ~ga koncentrációjú, 4 állapotú gazdag oldat a kiuzó'be való érkezése elott a folyamat hoviszonyát és ezzel a berendezés gazdaságosságát javitó hocserélon halad keresztül, amelyben a vele ellenárajpban haladó, a kiuzot elhagyó ún. szegény oldat lehutése során hofelvétel következtében felmelegszik, és az 1állapottal lép be a kiuzó'be. A kiuzóoen a hoköz1és hatására az oldat hutoközegtartalma csökken, koncentrációja ~ga-ról ~SZeg-re változik. A kiuzés közben a koncentráció változásával emelkedik az oldat homérséklete is, s az oldott közegben szegénnyé vált oldat 2 állapotban hagyja el a kiuzot. A kiuzés során melegedo és szegényedo oldatból (ellenáramú kialakitású kiuzo esetében) kiuzött 5 állapotú gozfázis a hutoközegen kivül kisebb mennyiségu oldószert is tartalmaz, koncentrációja ~g' A kiuzött gozfázis oldószertartalmának csökkentésére rektifikálóoszlopon áramlik keresztül, amelyben ellenáramban, jól érintkezve halad a hoelvonás következtében a deflegmátorban képzodött csapadékkal, az ún. flegmával. Ezen egyideju ho- és anyagcsere révén a goz oldószertartalma csökken, gyakorlatilag zérussá válik, s a kondenzátorba érkezo 5' telitett goz gyakorlatilag tiszta hutoközeg, koncentrációja ~D' A kondenzálódott hutoközeg fojtás után 7 nedves gozállapotban érkezik vissza az elpárologtatóba. A kiuzobol távozó szegény oldat az oldathocserélon áthaladva lehul, és nyomásának csökkentése után 3 állapotban jut vissza az oldóba.
Po 1,05 e,,1J
é 1,00
'IoVD/ fIÚ
go val 0,95
0,90
-15
}NHJ
o
15
30-;;5 f2,
DC
23-3. ábra. Belso hocsere hatása 'hIlo' (ajl8llos h6t6te1jesitmény beIS6 h6cserévcl, ill. anélkül; qOvolhli qOvol volumetrikus h6t6teJjesitmény belso h6cseréve1, ill. anélkül;
'2 h6t6közeg homérséklete a sz!vóoldalon a h6csere után
nyomású, gozállapotú és a kondenzátort elhagyó P nyomású, folyadékállapotú hutoközeg közötti hocsere. A 23-2. ábrán a belso hocserével kiegészitett hutó'berendezés kapcsolási vázlata és a hlitofolyamat látható. A 23-3. ábra a belso hocserének a fajlagos hutoteljesitményre és a volumetrikus hutoteljesitményre gyakorolt hatását szemlélteti [1] alapján F-12, F-22 és NH3 hutoközegek, valamint 10= -15 oC elpárolgási homérséklet esetére. Látható, hogy F-12 hutoközeg esetében a belso hocsere mind e, mind qOvol javulását eredményezi, F-22 közegnél csekély mértéku romlást mutat, mig NH3 hutoközeggel már jelentos mértéku a romlás.
23.2.2. Abszorpciós hutófolyamat Az abszorpciós hutofolyamat fenntartásához az atmoszferikusnál magasabb homérsékletszintu hoenergia szükséges. Munkaközege közegpár (oldat), amelyek közül a hutoközeg az oldott. A legelterjedtebben alkalmazott közegpár az NH3-H20 (NH3 a hutoközeg, H20 az oldószer); klimatechnikai célokra a H20-LiBr. Az oldat minoségét a ~ koncentráció, az egységnyi tömegu oldatban levo oldott közeg mennyisége jellemzi. Az abszorpciós hutofolyamat vizsgálatára az entalpia-koncentráció (i-~) állapotváltozási diagram használatos (~3-4. ábra). A folyamatos muködésu, NH3-H20 közegpárú abszorpciós hutofolyamatot és az azt megvalósitó berendezés elvi vázlatát a 23-5. ábra szemlélteti. A hutoközeget az elpárolgási nyomásról a kondenzációs nyomásra az ún. termikus kompresszor
Az elpárolgási és kondenzációs nyomást (Po. p) a hutendo és az atmoszferikus hutoközeg homérséklete, a lehutés, ill. felmelegedés mértéke, a véges hoátadó felület miatt keletkezo hofoklépcso határozza meg. A méretezés alapjául veheto, jellemzo fajlagos mennyiségek meghatározásának elofeltételét képezo oldatkoncentrációk megállapitásához az elobbieken kivül a futoközeg homérsékletének ismerete is szükséges. Figyelemmel a kiuzo kialakitására és a beépitett hoátadó felület véges nagyságára, a futoközeg 1(6t homérséklete ismeretében elozetesen felvett, a kiuzÖt elhagyó szegény oldat homérséklete (12< 1mJ alapján az diagramban (a 12izoterma és a p nyomású forrásvonal metszéspontja) adódó 2 szegényoldat-állapot határozza meg a szegényoldat ~szegkoncentrációját. Az oldót huto atmoszferikus közeg homérséklete, felmelege-
i- ~
716
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
I
"
_c.U·~ I 120'0 :I0,7 I, ••. I(\"o.v/
I0';2 I·55'0 tO ag fM 0,3 I I IM 0,1,. 46 : I \ Nedvesgáz teriilete
J, L-I~
I550~,-
v,v
1,0 'OD 25'0
II
I
I
5'0'0 350 5'0'0 ~O
-100
-15'0
-1sa
""r"" j
OJ
0,2
" ,,,- .
-""-+""~~
q~
23-4. ábra. NHlI-H20
il.
~5
$, kU/kg
közegpár
i-~
-20C
0,5
47
állapotváltozási
0;8 diagrarnja
0,9
1,0
NHJ
727
HUTOFOLYAMATOK
il
A folyamat ismeretében meghatározhatók, ill. a jelölt módon az diagramból közvetlenül is leolvashatók az elpárologtatóba kerülo 1 kg tömegG, ~D koncentrációjú hütoközegre vonatkoztatott fajlagos hlSmennyiségek, a forgalmazandó oldatmenynyiségek. A bemutatott hütofolyamat elméleti folyamat, a valóságos berendezésben bekövetkezo veszteségeket, eltéréseket nem veszi figyelembe. Az abszorpciós hütofolyamat alkalmazhatóságát döntoen befolyásolja a forgalmazandó gazdag oldat fajlagos mennyisége. értékének növekedése a berendezés nagyságának növekedését, a hoviszony romlását vonja maga után. Ezért dönto je-
i- ~
P Po
9ab
f
s=o
a)
.c ki
6
b)
d/
2.3-5. ábra. Abszorpci6s hút6folyamat folyamat1- e diagramban:eU_ll a szegényoldatkoncentl'ációja; ella a gazdagoldatkoncentrációja; eEl a rektifikálóoszlopot elhagyófIegma koncentrációja; ell a JdClz6ben képrodött86zkoncentrációja; er. a roktifikálóowopotclhqyó g6zfáziskoncentrációja; a rektifikálóoszlopot elhagyó,1 ka tömea6, eD koncentrációjú g6zfmsravonatkoztatottb6Ilo azelpárololllatóban felvett,II a kondenzátorban leadott, mennyiségek: qD a defteapnátorban leadott,Illd a JdClz6be bevezetett,Ilab az oldóból elvont,11•• 6 a szegény68 gazdagoldatokközöttkicser61t; f a rektifikáló~opot clhqyó,l kstömcgfl,eD koncentrációjú s6zfúisravonatkoztatott gazdagoldatmennyisése; bJ kapcsolási elve:" elpárololllató; o oldó; ko kondenzátor; h oldatb6arcr6l6;U oldatszivattyú; aio az adagolósze1epok (fojtóaze1epok); b fCIt6bClt6közes (pl. viz);d bCltendö közes,kl JdC1z6 közes;c atmoazferikus
aj
f
;p-
lentoségíi ;szegszerepe; koncentrációkülönbség, a megvalósítható az ún. kigázosítási sáv növekedése értékének csökkenéséveI jár, ill. fordítva. Általában 10 + 6%-nál kisebb kigázosítási sáv már kérdésessé teszi a hütlSfolyamat gazdaságosságát. A kigázosítási sáv értékét a kondenzációs és elpárolgási homérséklet, a kiGzot és az oldót elhagyó szegény, ill. gazdag oldat homérséklete határozza meg, tehát a fíitoközeg szükséges homérséklete a megoldandó hütési feladattóI függ. A 23-6. ábra az elpárolgási és a hütoYÍZ-homérsékletektol függoen adja meg, telített gozzel való fütés esetére, a fütogoz szükséges homérsékIetét, ill. telítési nyomását, NH3-H]O közegpárú abszorpciós hütofolyamatra. Az ábra adatai ;ga- ~szeg=6% kigázosítási sávra, a futogoz és a szegény oldat közötti 5 oC homérséklet-különbségre, 10,20, 30 oC hütoYÍZ-homérsékletre 25, 30, 38 oC kondenzációs és gazdagoldat-homérsékletre vonatkoznak. Olyan ese-
f
11 180
10
9 dése, az oldó kialakítása, a véges hoátadó felület miatt eloálló hofoklépcso határozzák meg a gazdag oldat 14 kilépési homérsékletét. Ennek alapján az diagram ból (1. a 23-5. ábrát) meghatározható az oldót elhagyó gazdag oldat 4 állapota (a 14 izoterma és a Po nyomású forrásvonal metszéspontja), és ezzel adott a gazdag oldat ~ga koncentrációja. A kiüzot elhagyó és a rektifikálóosz1ophoz érkezo goz állapotát, ellenáramú kiuzokialakítás esetén a ~gagazdagoldat-koncentráció vonalnak a p nyomású vonallal (forrásvonallal) adódó metsiéspontján áthaladó izoterma határozza meg a p nyomású (kondenzációs) vonalon (5 pont); a kiGzött goz koncentrációja ~g' Végezetül a rektifikálóosz1opotelhagyó goz ~D koncentrációja a berendezés muködési tartományátóI stb. függoen kiindulási adatként veendlS fel (~D~l).
i- ~
.•.... 8 l) b 7 ,~
~ ~ 6 ~5
•• ~
..~
4-
•.~ 4: 3 2
1 -'10-50 -50 -40 -30 -20 -10 O tOl oC
23-6. ábra. Ega- Eszeg=O,06kigázositllSi sáv biztositásához
szükséges fút6g6z teUtésihomérséklet az elpárolgási homérséklet (tO> függvényében(2) (1 at=9,81 . 10' Nfm2)
728
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
-
Vv ii-'.~~S - ~... -v .~
tekben, amikor a szükséges h6mérsékletu futokö./ ./ 'J( Fd/dgtÍ. LJ J.--- _ ./.••. oC f-'""" l~ .•.•10 Nehéz .-~ .••.• fú/óoh ./?? 1 zeg nem áll rendelkezésre, ?-kétfokozatú ,~,~•• IIt ~. abszorpciós ',- ·r-:;... 250C ~'l5 ""tv:::25~ .' '.-?~o/aj ' ..."or I I ? ~),.. ~\..i"'" ,~ ?v.~ ~.., ') f-... -~ Konnyuo;OJ f--+--t~40.YI ..••...V"---l I/FtJ/llole. -:::_1-" ..., /.••..•.... ...•' J:. ~olaj r;;::::-1-' ~15OC, Könny!} 250 hut6folyamatra van szükség. h' ~~';:. .•e~./ezaa; V ./ l'~? r;~~ ~_.(3:§. .. '\ --íJ: földgóz ? A 23-7. ábra telített g6zzel futött abszorpciós hutó'berendezés energia- és hutoviz-fogyasztásáról ad tájékoztatást. Az elpárolgási és hutoviz-h6mérsékletek függvényében adja meg 116,3 kW hutoteljesítményre a fut6teljesítmény-, a hut6viz- és a szivattyúteljesítmény-igény alakulását. Látható a fut6g6z szükséges telítési h6mérséklete is. Az ábrából leolvasható értékek EIlll- Eszeg= 8% kigázosítási sávra, ~o=99,8% koncentrációjú rektifikátorból távozó g6zre, triít-tz=8 oc fut6közeg és kiüz6t elhagyó szegény oldat közötti h6mérsékletkülönbségre, valamint a h&serékben részt vevo közegek közötti 5... 10 oC h6mérséklet-különbségre vonatkoznak. A telített g6zzel való futés mellett az utóbbi években megjelentek már a közvetlen olaj- és ióldgáztüzelésu abszorpciós hut6berendezések is. A 23-8. ábra közvetlen olaj-, ill. földgáztüzelésu, NH3-HzO r,.)
VV
........-
o.>::;
lj
'aj
-10
-20
-3'0
-40
-50
-60
tOi elpórolgós;
.,100 ·C
-50 -60 tOl
oc
23-7. ábra. NHa-HzO közegpárú, egyfo~ozatú, 116,3 kW hutöteljesítményu abszorpciós hutöberendezés teljesítményfelvételének, hutöVÍZÍgényének és a futögöz szükséges teIítési homérsékletének alakulása az elpárolgási és hutovízhomérséklet függvényében [2] - - soros vízoldali kapcsolás; - - - párhuzamos vizolda1i kapcsolás
homérséklet, DC 23-8. ábra. NHa-HzO közegpárú, 1163 kW hutoteljes.ítményu, közvetlen olajo, ill. földgáz-tüzelésu abszorpciós hutoberendezés futoközeg-, hutoviz-fogyasztásának és szivattyúteljesítmény-felvételének alakulása az elpárolgási (és hutoviz-) homérséklet függvényében [3]
közegpárú abszorpciós hut6berendezés fut6közeg-, hut6viz- és szivattyúteljesítmény-felvétel igényérol ad tájékoztatást 1163 kW hut6teljesítmény mellett. Az ábra adatai a Eo= 99,8% rektifikátort elhagyó . g6zkoncentráció, EIlll- Eszeg=10.. .4% elpárolgási Mmérséklett61 függ6en változó kigázosítási sáv, valamint a hut6vizoldalon párhuzamosan kapcsolt kondenzátoron és oldón áthaladó hutovíz 10... 15 oC-os felmelegedése esetére vonatkoznak. A fut60laj aDIN 51 603-nak megfelel6 minoségu; a könnyu olaj max. kéntartalma 0,8, a nehéz olajé 2,8 s.%. A könnyu olaj alsó fut6értéke 41 868, a nehéz olajé 39 775 kJjkg. A fóldgáz alsó fut{)értéke 31 707 kJjNm3; surusége 0,83 kg~m3, 85 tf.% CH4, 3,4 tf.% CnHm, 14 tf.% Nz és 0,8 tf.% COz összetétel esetén.
HUTÖFOLYAMATOK
23.2.3. Termoelektromos bútofolyamat A folyamat közvetlenül villamos energiát igényel, külön hiitoközege nincsen. Alapja az -ÚD. Peltierjelenség. Két, különbözo anyagból kialakított áramkört egyenárammal táplálva, a két anyag (elempár) érintkezési pontjai között homérséklet-különbség jön létre. Az egyik pont homérséklete a környezeti homérsékletnél alacsonyabb, a másik ponté magasabb lesz; az egyik hot vesz fel környezetébol, a másik hot ad le környezetének. Az elempárokból különbözo teljesitményii hiitoegységeket (blokkokat) alakítanak ki, amelyek közvetlenül alkalmasak mind a hideg-, mind a melegoldali hocserélok csatlakoztatására. A villamos oldalon sorba kapcsolt elempárok, az elempároktói villamosan szigetelt ÚD. izotermikus lapok között foglalnak helyet. Az izotermikus lapok jó hovezeto tulajdonságú anyagból készülnek, aminek következtében külso felületük minden pontján gyakorlatilag azonos a homérséklet. Felületük nagy sima-
729
ságú, és a két lap teljesen párhuzamos két síkot képez. A blokk hideg- és melegoldali izotermikus lapjainak homérséklet-különbsége természetesen kisebb, mint az egyes elempárok hideg- és melegpontjai között mérheto. A megvalósított blokkokkal jelenleg elérheto maximális homérséklet-különbség mintegy 50... 70 oC nagyságú, holott az elempárral megvalósítható érték 130... 150 oC tartományba esik. A blokkok üzemi viselkedését a forgalomba hozó vállalatok az elempáréhoz hasonló jelleggörbékkel adják meg. A blokkok izotermikus lapjainak felülete általában kicsi (pl. egy Qomax=20 W hiitoteljesítményii, LIT max= 55 oC maximális homérséklet-különbséget létesíto, átlagos minoségii blokk 64X 54X 10,5 mm méretii). A hofelvevo és a holeadó közeg minoségétol függoen tehát, a kedvezotlenül nagy hofoklépcso elkerülésére, a blokkhoz, annak izotermikus lapjaihoz megfelelo hocserélo felület csatlakoztatása szükséges.
23.3. Hutötözegek A hiitofolyamatot megvalósító berendezés munkaközege a hiitoközeg. A nagyszámú lehetséges anyag közül különbözo szempontok alapján választhatók ki az alkalmas hiitoközegek.
- Tegye lehetové a hiitoberendezés tömörtelen helyeinek könnyii felderítését. - A kompresszor kenoolajában ne oldódjék. Jelenléte ne rontsa az olaj kenési tulajdonságait. - Az elpárolgási homérséklethez tartozó telitési nyomása lehetoleg ne legyen kisebb az atmoszferi23.3.1. A bútoközegek iránt támasztott kusnyomásnál. követelmények - A kondenzációs homérséklethez tartozó telitési nyomása ne legyen túl nagy. - A kondenzációs és elpárolgási nyomások vi- A hiitoközeg a hiitoberendezésben alkalmaszonya lehetoleg kicsi legyen. zott szerkezeti és egyéb anyaggal szemben közömbös legyen. A berendezés nyomás- és héSmérséklet- Kritikus homérséklete lényegesen magasabb tartományán belül azokkal kémiai reakcióba ne lép- legyen a kondenzációs homérsékletnél, párolgásjen. hoje pedig lényegesen nagyobb a folyadékhojénél. - Kémiailag stabil legyen. A berendezés nyo- Fajlagos hiitoteljesítménye nagy legyen. más- és homérséklet-tartományan belül a berende- Volumetrikus hiitoteljesítménye nagy legyen. zés szerkezeti és egyéb anyagainak katalizáló hatá- Dermedéspontja alacsonyabb legyen a kísára kémiai kötésében változás ne következzék be. vánt elpárolgási homérsékletnél. - Ne legyen mérgezo. A berendezésbéSl esetleg - Könnyen beszerezheto és olcsó legyen. kikerülo hiitoközeg sem az emberi szervezetre, sem A felsorolt kívánalmaknak minden üzemi héSméra berendezés környezetében levo anyagokra ne legyen káros. sékleten megfelelo ideális hiitoközeg ugyan nincs, - Ne legyen se robbanás-, se tiizveszélyes; biz- azonban a mintegy 5O-féle használatos hiitoközeg tonsági okokból igen fontos, hogy levegovel alko- közül minden hiitési feladat számára, a körülmétott keveréke is feleljen meg ezen követelményeknyek és lehetoségek gondos mérlegelése után kivánek. lasztható a legalkalmasabb.
730
HuTÉS A LÉGTECHNlKÁBAN
23.3.2. Klímatecbnikai célokra gyakrabban használt hiítöközegek Ammónia (NR3), Nagy berendezésekben csaknem kizárólag ammóniát használnak minden olyan helyen, ahol mérgezo tulajdonsága nem kizáró ok. Az abszorpciós hutoberendezések legelterjedtebb hiitoközege. Klímaberendezésekben csak a biztonségi eloírások messzemeno figyelembevételével használható. Molekulasúlya: 17,032; forráspont ja 1,01325 bar nyomáson - 33,4 oC. Nagy párolgáshoje, valamint a hutoberendezésben kialakuló mérsékelt nyomásértékei következtében kedvezo gépméreteket tesz lehetové. Gáz alakban a viz intenzíven oldja, folyadék alakban a vízzel korlátlanul elegyedik. Színtelen, erosen fojtó hatású gáz. A nyálkahártyákat támadja meg, a halálos balesetek is ennek következményei. Levegoben kismértékii jelenléte is kellemetlen, 0,0005 tf.%-os koncentrációban már szaglással érzékelheto. A hiitoberendezésben üzemszeruen eloforduló körülmények között stabil vegyület, amely irodalmi források [4] szerint 260 oC felett nitrogénre és hidrogénre bomlik, és 110... 120 OC-onöntöttvas jelenlétében az ammónia vizes oldatából hidrogén válik szabaddá. Ezért a hiitoközegkörben korlátozott mennyiségu viz lehet csak jelen. Levegovel robbanó keveréket alkot. Tekintettel a különbözo katalizáló hatásokra, a tm- és robbanásveszély elkerülésére feltétlenül ajánlatos a gépház jó, teljes átszelloztetése, a hiitóközeg nedvességtartalmának minimális értéken tartása (a berendezést atmoszferikus nyomás alatt ne járassuk), a berendezésben levo levego folyamatos ellenorzése és eltávolítása, az idegen gázok és az olaj eltávolítása az elpárologtatóból. A szerkezeti anyagok közül a vasat, acélt és ötvözeteit nem támadja meg. Vízmentes állapotban
az alumíniummal szemben is közömbös. A rezet, ötvözeteit és az egyéb színes fémeket megtámadja, ezek alkalmazása ammóniás berendezésben tilos. Tömítoanyagként IT lemez, speciális gumiféleségek és olajálló elasztomerek alkalmazhatók. Tisztaságára vonatkozóan szabvány intézkedik. A berendezés tömörtelenségeinek meghatározására felhasználható tulajdonságai: szén-dioxiddal keveredve fehér füstöt képez: jelenlétében a nedves piros lakmuszpapír kékre, a fehér fenolftalein-papír pirosra változtatja színét. Alkalma7BAAesetében a biztonsági eloírásokat messzemen5en figyelembe kell venni (MSZ 11 101-63). Freonok. 1930 táján jelentek meg kereskedelmi forgalomban, s azóta a hiitotechnika minden teruletén elterjedten használatosak kedvezo tulajdon,ságaik miatt. A telített szénhidrogének hidrogénjének fluorral és klórral való helyettesítése útján létrehozott vegyületek. A gyártó vállalattóI függoen különbözo elnevezéssel kerülnek forgalomba: Frigen, Areton, Algofrene, Isceon, Flurion, Frigedohn, Genetron, Isotron stb. Számozással jelölik oket. Az amerikai jelölési rendszer felépítése a következo. Általános kémiai képletük:
C",R"F
pClq,
ahol n+p+q=2m+2. Az egyes Freon-fajtákat lölik:
három számjeggyel je-
xyz, ahol x=m-I; y=n+1; z=p. Tehát a metánból származó dik1ór-difluor.-metán (CF2Cl~ esetében m= 1; n=O; p=2; q=2. A jelzo számok'tehát x=O; y= 1; z=2, azaz 012, neve Freon-12, jelölése F-12. A 23-1. táblázat a különbözo országokban hasznáJatos jelölések közötti kapcsolatra ad felvilágosítást.
23-1. táblázat. Halogén derivált széobidrogén lúitoközegek eIoevezéseinek CisszebasooIitótáblázata (5] Kémiai képlet
--cr
USA ,,Arcton R-14 R-22 R-131 R-2l R-23
R-ll Freon-23 Freon-ll Arcton Freon-14 Freon-22 94637 6251 Freon-2l Freon-13 R-12 Freon-12 11. 12. Electro 21 13 12 Frigen 22 II Algofrene
ország
,
, NSZK
Anglia
Olaazorazáa
Franciaonz6&
jeJöléJ
1Nemzetközi
HÜTOKÖZEGEK Kémiai tulajdonságaik hasonlók: színtelenek, általában szagtalanok, gyakorlatilag ártalmatlanok, ingerlo hatásuk csekély. Kémiai stabilitásuk a fluortartalom növekedéséveI no. A legkevesebb fluort tartalmazó Freon-ll pl. 200 oC-os fémfelület mentén már bomlásnak indul, míg a Freon-12 rövid idore 750 oC-ra felmelegítve is stabil marad. Vizoldó képességük általában kicsi és a homér·· séklet csökkenéséveI csökken. Az alacsony homérsékleten kiváló viz az adagolószelepben kifagyás, ill. hidrátképzodés következtében dugulást okoz, a hutoberendezés üzemképtelenségére vezet. A nagy viztartalom emellett a berendezés korrózióját és az olaj bomlását is eloidézi. Freonos hutóberendezésekhez a berendezés gondos kiszárltása, vizmentes hutoközeg és olaj felhasználása elsorendu követelmény. Olajban csaknem valamennyi Freon minden arányban oldódik, ez alól csak néhány kivétel van. Az F-13, F-14 és F-115 gyakorlatilag nem oldódik olajban, az F-22 és F-1l4 csak korlátozott mértékben, míg az F-ll, F-12, F-2l, F-1l2, F-113 korlátlan mértékben oldódó. Levegovel keveredve nem alkotnak robbanóképes keveréket. Magasabb homérsékleten, nyílt lángban vagy vörösen izzó fémrészekkel érintkezve hidrogén-klorid és hidrogén-fluorid (HCl, HF) keletkezik. Bomlástermékeik között azonban nyomokban szabad klór (CI) és foszgén (COCl~ is található. A vizmentes Freonok általában nem támadják meg a fémes szerkezeti anyagokat a hutó'berendezésekben szokásos nyomás- és homérséklet-tartományban. A vizzel telitett F-12 atmoszferikus homérsékleten közömbösen viselkedik a legtöbb fémmel szemben, viszont az F-ll, F-1l3 viz jelenlétében hajlamos a hidrolizisre és korrozív. A korróziós jelenségek magasabb homérsékleten gyakoribbak. Magnézium és magnéziumtartalmú ötvözetek alkalmazását Freonos berendezésekben kerülni kell. A hutóberendezés tömörtelenségein bekövetkezo esetleges szivárgás megállapítására a keresolámpákon kívül a szivárgást vizsgáló elektronikus készülékek is alkalmazhatók. Ezek érzékenysége igen nagy, évi 0,001 +0,3 g hutó'közeg-veszteséget okozó szivárgások megállapítására is alkalmasak. Gyakrabban alkalma7.ott Freonok felhasználási területe, jellemzo tulajdonságai. Freon-ll (CFCI3). Kisnyomású hutoközeg,
amely mindenekelott turbókompresszoros hutoberendezésekben alkalmazható elonyösen, foleg klíma- és ipari berendezéseket kiszolgáló édes víz vagy alacsonyabb dermedéspontú folyadék hutésére.
731
Molekulasúlya: 137,37; forráspont ja : 1,01325 bar nyomáson + 23,7 oC. A Freonok közül a legkevésbé stabil, ezért víz jelenlétében hidrolizisre a leghajlamosabb. Folyadékállapotban - 18 OC-on30 mgjkg, O OC-on60 mgjkg vizet old. A nedvességet folyadékállapotban kell eltávolitani. Folyadékállapotban olajban korlátlanul oldódik, s az olaj a viszkozitását nagymértékben csökkenti. Freon-12 (CF2CI~. Már 1930 óta egyre növekvo mértékben alka1mazzák kis és nagy dugattyús kompresszoros hutoberendezésekben, 0 ... -40 oC elpárolgási homérséklet tartományban mindenütt, ahol veszélytelen hutó'közegre van szükség (klímaberendezések, szállítóeszközök, háztartás stb.). Turbókompresszoros hutó'berendezésekben is felhasználják, foleg olyan alacsonyabb elpárolgási homérsékleteken, ahol a Freon-ll telítési nyomása már kedvezotlenül kicsi. Nagy villamos átütési szilárdsága miatt a hermetikus hutogépekben is 'elonyösen alkalmazható. Molekulasúlya 120',92, forráspont ja 1,01325 bar nyomáson -29,8 oC. Atmoszferikus nyomáson és szobahomérsékleten színtelen gáz, igen gyenge, kellemes éteres illatú; folyadéka ugyancsak színtelen. Kémiailag inaktív és stabil. Vizoldó képessége igen csekély. A hutó'berendezés homérséklet- és nyomástartományában, katalitikus hatású fém jelenlétében a vizzel reakcióba lép; a reakciótermék korróziót okoz. A hutoberendezésbe szárltó (nedvességszfuó) beépítése feltétlen ajánlatos. Olajban korlátlan mértékben oldódik; az F-12tartalom növekedése jelentosen csökkenti az olaj viszkozitását, amint az a 23-9. aj ábrán is látható. A 23-9. hj ábra F-12 goz olajban való oldhatóságát szemlélteti, a 23-9. ej ábra az F-12 olajoldat olajtartalmának függvényében mutatja a goznyomás alakulását. Fizikai tulajdonságai, elsosorban korlátlan oldódása olajban, nem teszik lehetové, hogy valamely más hutoközegre kialakított hutó'berendezést minden további nélkül F-12 hutó'közeggel tartsunk üzemben. A kompresszió véghomérséklete alacsony, emiatt hengerhutés nem szükséges. Freon-21 (CHFCl~. Kisnyomású hutoközeg. Turbókompresszoros hutoberendezésekben alkalmazzák, foleg a klímatechnika területén olyan esetekben, amikor kis kondenzációs nyomás tartása kívánatos. Molekulasúlya: 102,92, forráspont ja : 1,01325 bar nyomáson 8,92 oC. Színtelen, víztiszta, éteres illatú; a levegovel keveredve szagtalan. Folyadékállapotban jól oldja a
732
HÜTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN 16 5001
11.
~
!-..
~ 12
(.)400
~
,~
~ ~
'~ 10
JOO
';!.
~ c::
.t:I .C)
200
l....
~ t)
~
8
~I
'>:
100
•c::
~
O
-20
O 20 40 60
O/ojhÓmérsék/et,
10 20 30 40 50 60 F-12 $.%
"C
aj aj F-12-tartalom
ej
bJ 23-9. ábra. F-12
jellemzo adatai
hatása az olaj viszkozitására [5]; hj F-12-goz oldódása olajban [5]; ej F-12 telítési nyomásának alakulása az olajtarta1om függvényében [5]
vizet; - 17,8 oC-on 270, O oC-on 550 és + 30 oC-on 1600 mg H20/kg F-21 a vÍzoldó képessége. Hutoberendezésben azonban 50 mg!kg értéknél nagyobb víztartalom a korrózióveszély miatt nem engedheto meg. Folyadékállapotában ásványolajban minden körülmény között oldódik. Gozállapotban az olaj homérsékletétol és a hutoközeg nyomásától függoen oldja az olaj. A hutoközeg-tartalom jelentosen rontja az olaj viszkozitását, amint az a 23-10. ábrán látható. Freon-22 (CHF2Cl). Az ammóniához hasonlóan a közepes nyomású hutoközegek közé tartozik, telitési nyomásgörbéje kevésbé meredek. Telitési nyomásaik + 40 oC homérsékleten közel megegyezok, de alacsony (negativ) homérsékleten az F-22 nyomása nagyobb. Kétfokozatú hutoberen .• dezésben -60 ... -70 oC homérsékletig használható. Gyakran használják F-12 helyett is, nagyobb nyomásai ellenére, mert azonos homérsékletviszonyok .mellett volumetrikus hutoteljesítménye mint-
egy 6O%-kal nagyobb. Elterjedt ezenkívül F-12vel alkotott azeotróp elegyének hutoközegkénti alkalmazása is: jele R 502. Molekulasúlya: 86,48, forráspont ja : 1,01325 bar nyomáson -40,80 oC. VÍzoldó képessége nagy, gozfázisának vízoldó képessége azonos körülmények között kisebb, mint a folyadékfázisé. Nagy vízoldóképessége ellenére - különösen alacsonyabb elpárolgási homérsékIetek esetén - kívánatos a hutoberendezésbe nedvességszüro beépítése. Az olajban korlátozott mértékben oldódik, ami a hutoközegkörben nehézséget okozhat. A 23-11. ábra F-22 és a 23-2. táblázatban megadott különféle olajok oldási tulajdonságait tünteti fel. Amíg a hutoberendezés melegoldalán, a kompresszorban és kondenzátorban az olaj a folyékony F-22-vel korlátlanul oldódik, addig az elpárologtatóban - a homérséklettol és az olaj fajtájától függoen - az oldási viszonynak megfeleloen két folyadékréteg alakul ki, a nehezebb olaj-
11,.2,0
60
28,5 1+,2 ~
~
5,7 ,
,1:;
~
s:
2,9
~
1,85
,~
1,3
~
E:
1,15
1,.0
~
~ .~
-
..•...
20 O
-20 f1
L
- 29
O - 6,7
15,6 :17;8 60 77,7 HtJmérsék/et, oc
23-10. ábra. F-21-tartalom
hatása az olaj viszk:ozitására [s]
I
I
20
1
,
40
O/ojtarf%m,
23-tl.
1-'
60
%
ábra. F-22 oldódási tulaNonságai néhány (a 23-2. táblázatban megadott minoségu) olajjal [S]
733
HÜTÖKÖZEGEK 13-2. táblázat. Néhány olaj jeIlemZ6 adatai [5)
---
lomhoz náspont pont tartozó súlyi ·C 177 199 min6222 Anilinsúly 4pont kgJmo FolyásFajn 10 109 90 30 89 93 60 900 920 910 81 880 egyong p 16,6 -12,2 -31,7 751,7 ,2 -6,7 séklet homértartaolaj- zitáai
10%-08
index Viszko-
folyadékok hütésére készült berendezésekben közepes teljesitményekhez használatos. Molekulasúlya: 170,93, forráspont ja : 1,01325 bar nyomáson + 3,5 oC. Vizoldó képessége kicsi, emiatt a hütoberendezésben nedvességszfuot feltétlen alkalmazni kell éppen úgy, mint F-22 esetén. Olajokban csak korlátozott mértékben oldódik. A 23-2. táblázatban megadott olajokkal való oldódását a 23-12. bJ ábra mutatja.
23.3.3. Hiitoközegek jellemzo tulajdonságainak összefoglalása .p =paraffinbázisú, g =kovort bázisú, n =nafténbázisú.
23.3.3.1.
tartalmú F-22 folyadékon úszik egy könnyebb, F-22 tartalmú olajréteg. Emiatt az olaj minoségét alapos körültekintéssel kell kiválasztani; a hatásos olajleválasztás indokolt. Freon-l13 (c;F3CI3). Kisnyomású hutoközeg, amelyet magas elpárolgási homérsékletet igénylo hutoberendezésben alkalmaznak. Nagy molekulasúlya, kis volumetrikus hütoteljesitménye turbókompresszoros berendezésekben elonyös; fo alkalmazási területe a klimatechnika. Molekulasúlya: 187,39, forráspont ja : 1,01325 bar nyomáson +47,68 oC. Vizoldó képessége kicsi. Ásványi olajokban oldódik. Ezek viszkozitását erosen csökkenti [23-12. aj ábra]. Freon-114 (c;F 4CIJ. Kisnyomású hütoközeg, rotációs és turbókompresszoros hütoberendezésekben kedvezoen alkalmazható. Klimaberendezésekben, valamint ipari viz és alacsony dermedéspontú
,..0
14,0
~
5,8
•• ~95 ~
:. o ~-20 1!-40
t85
~
t: 13
s:
1,05
II
I
L-L-=S
-2.9 -6,7 15,6 37,8 60 02 99 H6mérsék/ef, ·C
A hütoközegeket mérgezo hatásuk, gyúlékonyságuk és robbanó készségük alapján a Hlitoberendezések biztonsági eloirásai (MSZ 11101-63) három veszélyességi csoportba sorolja (23-3. táblázat). Az elso csoportba tartozó hlitoközegek levegovel könnyen égheto és robbanóképes keveréket alkotnak 3,5 tr. % alatt. A második csoportba tartozó hütoközegek mérgezo, maró hatásúak, vagy levegovel alkotott keverékük szLikhatárok között égheto és robbanóképes 3,5 tf. % felett. A harmadik csoportba tartozó hutoközegek nem éghetok, egyáltalán nem vagy csak kis mértékben mérgezo hatásúak. A hutoközegek robbanókészségére a 23-4. táblázat tartalmaz adatokat. Az élettani hatásokra vonatkozóan néhányadatot a 23-5. táblázat, ill. ennek alapján az osztályozást a 23-6. táblázat tartalmazza. A felhasználás helyétol, az alkalmazott hütoközeg fajtájától függoen a közvetlen elpárologtatású hutoberendezésben megengedheto hutoközegmennyiségeket az ASHRE eloirásai szerint a 23-7. táblázat foglalja össze. A hut6berendezések létesitésekor, tervezésekor, üzemeltetésekor be kell tartani az MSZ 11101-63 rendelkezéseit .
e
"2011
~-:60
23.3.3.2. Vízoldó képesség, tisztaság
C
0204060
O/ajforf%m,
aj
."
bJ
13-12. ábra. Freon Mtoközegekjellemzoi a) F-113
Veszélyesség
hatása az olaj viszkozitására [5]; b) F-114 oldódási tulajdonságai a 23-2. táblázatban levo A. B. C. D olajokban (5]
A hutoberendezés üzembiztonságát, élettartamát jelentos mértékben befolyásolja a benne levo viz, amely a hutoközegben oldva vagy szabad viz formájában lehet jelen. A szabad viz részben lefagyást, részben korróziós veszélyt okoz. A hutoközegek vizoldó képessége folyadék- és
734
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN 23-3. táblázat. Hfitoközegek csoportosítása veszélyességük alapján
I
Veszélyességi Kémiai Kémiai Elso Második Kémiai képlet képlet képlet Szén-dioxid Metil-formiát Metil-klorid Diklór-etilén Ammónia Diklór-metán Etilén-klorid Harmadik Diklór-tetrafiuor-etán Diklór-monofiuor-metán Monoklór-difiuor-metán (Freon-114) (Freen-22) (Freon-21) CaFa Diklór-difiuor-metán (Freon-12) S02 CHaa CHa2F C2a2F, caaF HCOOCHa CHClFz CH2aZ CaZF2 C2Ha NHa C2H2Cl2 COz czaaFa C:JHs C2H, (CHa)aCH C,H1O C2H6a Megnevezés Megnevezés
I
I
I
I
gázállapotban különbözo és a homérséklet függvénye. Gázállapotban általában vízoldó képességük nagyobb. A 23-13. aj ábrán a folyadék-, a 23-13. bj ábrán a gozállapotú hutó'k:özeg teIítési víztartalma látható a homérséklet függvényében. A 23-14. ábra a goz- és fólyadékállapotú hutoközeg vízoldó képességének homérséklettol függo alakulását szemlélteti. A hutoközegek tisztaságára vonatkozó követelményekrol szabvány intézkedik, tájékoztató adatokat a 23-8. táblázat tartalmaz.
---- -I
23.3.3.3.
A hutoközegek kaIorikus jeUemzoi
A biztonsági követelmények mellett az egyes hutoközegek alkalmazhatóságát döntoen kalorikus jellemzoik határozzák meg. A 23-9. táblázat néhány, a kIímatechnikában használatos hutoközeg kalorikus jellemzoit foglalja össze, a 23-15. ábra pedig goznyomásgörbéiket adja meg. A 23-16. aj, bY, ej, dj ábra, valamint a 23-17. ábra az egyes hutoközegek állapotváltozási diagramjait, a 23-18. áb-
23-4. táblázat. Néhány hutoközeg robbanási határai (20 oC, 1,01325 ·106 NJm2)
robbaná6i 10" alsó Nfm' U Ua. a.égheto 7,4 3,5 5,4 Nem 107 25 14 93 33gfm' 174 42 398 400 39 172 398 16 51,86 felsoIlevego, 15,0 11,4 8,41 9,5 12,5 18,7 3,0 8,25 5,6 2,3 4,0 3,1 II 3435 tf.% Megjegyzés
156
csoport
IN=~~
Kémiai Max.
CF2Cl2 CHFCl2 CHF2CI C2F,CI2 C2H2Cl2 CFaa C,H1O C2Ha CHaCl NHa CH, C2Faaa C:JHs CH2Cl2 C2H6a C2H,
nyomás,
Robbanási
határok
HUTOKÖZEGEK 23-5. táblázat. Hlitóközegek levegovel alkotott elegyeinek élettani hatása
- --
-I
• csak
10 alatt 5,1...5,3 10,2 20,1...21,5 tartózkodás alatt csak okozó tneI1IIyiséa: NéháDyórai könnyfl tüneteket 42 halált okozó 480 60,03 2...... ..tartózkodás .4 •.. 20,7 620 ... 3mennyiség 10 40 károsodást nem okozó 0,05 0,10 28,5 ... 30,4 0,01 0,25 ... 0,45 60 perces tartózkodás ,
az oxigénhiány
-
veszélyes alatt még mennyiség 15... 15... 30komolymennyiség 30 .•. 60 perces 15.•.30 0,1...1,0
I
miatt veszélyes.
23-6. táblázat. Hlitoközegek osztályozása mérgezo hatásuk alapján (USA osztályozás
~ I
tengeri
malacokon
HdtlSkozegek
I 1. 2.
Iso. NHa,CHaBr
3.
4.
C.H.O., C.H.Br, CH.O, CHzO.,
5.
CO.,CFO., CzF.O., CzH" CzH., CaH., C,H10' CHFsO CFsO., CsF,Os
CsH.O
6.
735
I
végzett Idsérletek
alapján)
Mogjeayzés
I
0,5 ... 1 tf.%-os jelenléte 5 percen belül halált okoz 0,5 ... 1 tf.%-os jelenléte 60 percen belül halált okoz 2 ... 2,5 tf.%-os jelenléte 1 óra alatt halálos vagy tartós károsodást okoz 2 ... 2,5 tf.%-os jelenléte 2 óra alatt káros hatást vált ki 20 tf.%-os jelenléte 2 órán belül károsodást nem okoz 20 tf. % feletti jelenléte 2 órán belül károsodást nem okoz
ra a dinamikai viszkozitás, a 23-19. ábra pedig a hovezetési tényezo alakulását mutatja a homérséklet függvényében. A 23-10... 23-13. táblázatok néhány hutoközeg volumetrikus hutoteljesitményét, a 23-14. táblázat pedig az NH3 fajlagos hutoteljesitményét adja meg a jellemzo homérsékletektol függoen. Az ammóniára meghatározott fajlagos hutoteljesitmény jó közelitéssel alkalmazható a többi huto közegre is. Az elpárolgási homérséklet 0 ... -50 OC; a kondenzációs homérséklet 20 .. .45 oC tartományában F-12-t alkalmazva + 2% az eltérés alacsonyabb értékeken, a magas értékeken pedig - 5%; F-22 esetén +2%, ill. - 8%. 23.3.4. Közvetítoközegek A közvetitoközeg általában folyadék, O oc feletti homérsékleten viz, alatta különféle alacsony dermedéspontú oldatok. Alkalmazhatóságukat fizikai jellemzoik, korróziós tulajdonságuk és áruk együttesen határozzák meg. A 23-15. táblázat néhány eutektikum jellemzo adatait, a 23-16. táblázat az etilénglikololdat fizikai jellemzoit adja meg.
736
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN 23-7. táblázat. A hlitobereodezésben ASHRE-Circular Nr. 15-R szerint megeugedhetö hfitoközeg-mennyiségek [5)
Kórház, 1:: helyiségek Üzlethfitoközog-mennyiség, kg/m' Nyilvános gyülekezoO helyiségek helyiség O·· Hiitoközog 136 272 Szén-dioxid Korlátozás 454 nélkül Ammónia O Kémiai képlethivatali227 0,384 9,1 2,7 Direkthelyiségek elpárologtatású max. hfitoberendezésben 1 m' helyiségtérfogatra vonatkoztatott 0,560 0,705 0,352 0,096 0,176 0,208 CHFClz HCOOCHa CzHzClz CFCla CFzClz CHFzCl CzFaCla CHzClz CzF.Clz SOz COz NHa CzHöCl 0,496 Lakó- Gyárilag készre szerelt egységek ban···· (Unitok) sekkel ellátott séges gépházbanu. ~dezésben megengedett max. gépházhutoközog-monnyiség·, kg
1.
•A 2. csoportba tartozó hutoközogekkel közvetlen e1párologtatású rendszer sem kórházban, sem hivatalos helyiségekben, sem nyilvános gyülekezési helyeken nem valósítható meg. "2,7 kg hutoközeg-mennyiség megengedbeto, ha a hutoberendezés konyhában, laboratóriumban, hullakamrában van vagy egyéb, nem emberi tartózkodásra szánt terek kondicionáló berendezéseiben. "·Ha a hutoberendozés közönséges gépházban úzomel; nem szárnit gépháznak az a helyiség, amelyben az elpárologtató van (pl. hutotér), vagy csupán emberi tartózkodásra szüt helyiségbol van bejárata . •••• Ha a szükséges biztonsági berendezésekkel felszereIt, tuzveszélyes berendezések nem üzemelnek, nincsenek benne; elkülönitett bejárata van, jól megközelitheto, falazata a tuznek egy órán át ellenáll. Két kijárata van, amelybol az egyik a szabadba nyilik; a helyiségen kivül, a bejárat mellett elhelyezott vészkapcsolója van; mesterséges szellozésú,amely a helyiségen kivulrol is úzomeltetheto; minden csovezeték, amely határolószerkezetein halad át, az áthaladási helyen tömitett.
10000
1L
-50 -30
aj
o
10
30
HJmérsék/ef,
oc
-10
b)
50
23-13. ábra. Hutoközegek vízoldó képessége [5] a) folyadékállapotú hútoközegek vízoldó képessége; b) Gozállapotú hutoközogek VÍzoldóképessége
737
HUTO KÖZEGEK 23-8. táblázat. Hfitéiközegek tisztaságára vonatkozó követelmények (5) Hutoközegek 1ellemzok NH,
I
I
CH,Cl
-
nem Atmoszferikus nyomáson telitési homér5lehetnek benne 250 5klór,a 2klorid, 10 50 25 20 25 000 100 100 50 50000,9 0,0025 0,4 0,5 1,0 Szabad 0,005 0,001 0,0025 0,5 0,28 0,2 halogének s.% x=O,97 elpárolgás során, x=O,05 oC mennyisége cm3/1OOcm3 mg/kg nyomáson séklet közötti megengedheto folyadék végbement (N2, °2, változása H2), elpárolgás után, és
F-12
IF-22
I F-1I3
F-ll
I
F-114
0,3
100 80 60 40
NHJ '-22
30 20
'-12
10
-114
8 6
4-
-21 -11
2
-113
3 ~
.Q
., 1 -t:) 0,8 E: aB <:>
~
0,4 0,3
0,2 a1 (J,C8
MB
~$; 0,1
50
0,02
a01 -70-60-50-40-30-20-10
13-14. ábra. Hútoközegek telitési \clztartalma goz- és folyadékállapotban [5]
49 Az épületgépészet kézikönyve
o
10 203040506070
Homérséklet;
oc
23-15. ábra. Néhány hutoközeg telitési nyomásgörbéi [4]
~
--lll
-
térfogata sékleten kulaKritikus Molekor túlaközepes túIhevftési szakaszra 20°Cos bar hevltésP, nyomáson suruség O oC-on, I113 bar-on, 0,72 0,325 3,85 2,]5 ]37,2 326,5 nyomás, homérPI=á1I. 0,963 Inyomábar Kritikus oC ·C DermeKritikus kI/kg Goz száraz, FolyadékPárolpsho, dmi/kg déspont, térfogat, séklet, 22] 149 -]88 425 ]43 427 362 -]55 ]98 234 ]67 235 197 -]8] ]328 ]370 cp,kI/kaK -]60 ]8] ]50 telitett oC 2,83 ],92 -30,] 0,111 ],79 son -77,9 0,]34 ],54 ],72 0,338 170,93 3886,48 ,] -24,3 ],80 164,0 51,6 ,5 49,4 3,89 -4],] ],285 0,603 ],394 ],9] 0,093 4],1 ]20,92 ],36 ],97 23,3 0,628 0,56] ],73 -33,6 17,03 (-80 ° ]44.5 -8],8 0,64 2,227 0,624 4,26 ]04,47 ]45,7 0,96 0,8]6 2,30 66,8 32,6 0,992 50,49 ],532 4-]35 3,7 ]37,38 ]78,5 143,2 ],42 állapotban, ]63,5 5,46 0,586 ]]2,0 96,0 0,69] 0,695 246,] 0,544 5-96,7 39,8 9,7 84,93 0,586 24],5 2]4,] 47,3 34,2 -36,6 ]32,4 38,6 4,65 ],118 0,755 0,670 28,8 0,753 2,655 I],62 bar-on, °C/+30 oC) ((-20 - 20 fajhoje, °C/ (-20 + 30 oC 102,93 0C/+3O °C/+3O oc) sékleten, CCl.F. CHCIF. 0,582 ]87,39 (-80 oC/-20 <;CI.F. CHCl.F kg/dm" ,;-97,6 homérCClaF pont O °C-on, képlet NHa CHaCI CH.Cl. surdség <;ClaFa CClFa 'Ihomér-
23-9. táblázat. Egyes hlitöközegek termikus jellemzoi [4] (-20
oC 0(,
(-20
OC)
Goz faj-
C
~
;!, CfJ
> t'"
; ~
i •..
MegjellYz1zek:
" kondonzácl6a homérséklet;
'1 e\pároJa4si homénéldet; p, kondenzációs nyomás; p, elpárolllisi nyomás.
739
HUTOKÖZEGEK 23-10. táblázat. NHa YOIWneáikUS hitoteljesítméuye
I 381,8
+35 +50 +20 +15 +45 +40 +30 +15 667,0 682,5 806,1 781395,7 42,6 1198,1 922,4 521,9673,9 576,7 635,8 734,0 787,4 547,7 573,0 605,0 633,0 646,7 651,5 697,8 712,8 784,2 751,0 699,8 716,9 824,7 768,4 767,7 861,0 597,8 727,8 800,7 878,8 17,0 96,2 494,6 471,3610,1 424,7551,2 842,7 517,6 483,0 445,8 476,8 400,8 410,2 924,0 863,3 1227,0 1255,7 1284,3 1128,2 1008,0 1179,0 528,9 428,8 437,9 943,8 883,7 1312,5 1340,4 1011,2 1054,3 1104,6 1152,8 486,9 963,5 1368,2 1151,6 983,1 1281,5 1075,7 1175,0 447,0 496,9 534,9 560,0 619,0 843,0 585,5 590,9 1080,7 1199,7 506,1 435,4 456,2 466,5 419,5 903,9 944,9 1032,3 1205,0 1126,4 540,1 391,3 1032,8 967,2 1056,6 1230,7 1256,2 989,3 660,3
I
I
HllmO!n6kIetaz adaaolószav e16tt, tu, oc Volumetrikus htit6te1jesítméay, kcal/ro'
20 bor
~ 1/
f--+-
~
~
"1 LI
0,3
0,4
0,5 -------a6- 0,7
i, MJ/kg
1,6
~7
,1
~8
23-16. a) ábra Néhány hiitöközeg 19p--i diagramja [7] aj NH3 (ammóuia)lap-Idlqramja; hj F-lIlap-ldiaarulia; ej F-121gp-1 49·
~9 diagramja
2,0
2,1
740
HÜTÉS A LÉGTECHNlKÁBAN
aj
NH,
(ammónia)
19 p-i
diagramja;
hj
23-tl. táblázat. F-tl 104,79 IS 3S 4S 20 40 30 SO I I _138,SO 2S 86,67 33,94 150,11 69,70 37,25 38,34 39,41 41,56 49,94 63,57 76,14 102,25 94,54 97,14 106,92 47,24 43,11 60,19 55,02 SO,34 131,08 110,15 142,60 153,86 44,51 45,88 56,77 89,33 58,39 99,68 134,98 119,61 146,39 91,95 113,32 48,60 61,90 78,26 116,47 40,49 36,16 51,28 65,26 82,44 71,88 74,02 84,53 157,58 656,93 2,62 125,81 122,69 128,89 I 35,06I I
F-lllg
el F-12
19 p-I
diagramja
volumetrikus hiítéiteljesítménye
Homérséklet
I
p-:.-t diagramja;
az adagolószerv
elott. tu. oC
--
HUTOKÖZEGEK
741
I ~r\ :!TI
.....
••
742
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
710
-r--1"
-1=-+--~-+--+-----T
_
700
---l ~~--
580
-
I
I=EE =~
670 :Ir-
= -
-+-+'cl-f=+=~~-=P---l1--,=, +-_--+
.;:::1=1=
'c-+-
I f~ ----+-
.-í=-i-+- _ -~::-=--tz ~'=+-+-'-'--" =l-c-i:=l-
m=J::.- ~ t=t=
~
l=~_:
CC
-+--~
"~
=-f=I=-~ ,g3C;; •
590
"~~
tOO
~
c'
' ~ .~550 , 550
OL ••••
/."
..
"-toO.
, 540
./
•
530 ,
,l>-
::Q.l
,. ,520
>'-'
'"
"'''',
L"""
~
510
'~~,~,~.~t.ó " ••',,~~~,
500
~;";/J!l"-:$
,r
., '"
•.••
~~~.
'v
-ó'~
'; •
• 7
0!lI
•. "" :J
0i&J-j. 590
"'_
~ 580
580
'
••• , .••••••
570'
••
'
..•
I
' ••
,
'?"
~
1,90 ~92
~.
'0'
~94
-P ;: '"ail
~96
~98
"--B~
~
-i.-+
--
+-
T:8'~ MO
kis nyomástartományra
lla:al/l
N
1 kp/an·=0,981·10" -
-
-;;0=0,981 - jéa fölött
.::::L ': 570
,_,_;--1-1
550
•
550
j::=:j=:j::=t:=J=~ 2,12 2,1~ 2,16 2,18 2,20
s, entropio, !reol/kg /(
;-s diagramja
I =1=1' 1==1~ --+ 1
--+~m~Lm;
~ -~_~. .:1' "l::=i=:l= ~ +-t--L..-...L2,00 2,02 2,D* 2,06 2,08
23-17. ábra. HzO
:
+-tc=j_,-
~ .
'I
+--
•
560
55/
570
,
/,,,
/
~i!I
i'.
••~
"'"
~
I:=t--±=tc::
600
•
.
C=St=t=~~
510
~
590
,580
---1
2~~§==?~
+-- ~=,
700
,
C-.
-1-
~, '?ó"
z0-"
= :-c-r:."--+
-
710
~
"'I~-=~$· *=~- -I·+- ",,...-,,, ffi'iTi
560
I
~ TJ':2.'
__
~$==-=~~_I=--
590
-/-il 7"
---r----r----r-
bar
[5]
743
HUTO KÖZEGEK 23-12. táblázat. F-12 629,9
I
+50 +30 +45 +25 +40 +35 +15 +~O 527,4 530,7 578,8 486,4 442,3 338,8 445,9 406,9 483,0 600,1 644,9 701,6 508,1 550,9 592,4 228,5 711,9 768,6 682,6 623,1 282,7 657,2 709,3 265,3 279,2 252,2 293,2 307,9 228,4 240,8 253,1 318,5 278,5 354,5 265,7 331,2 364,3 385,3 415,3 312,2 343,9 378,0 405,1 369,3 466,0 462,1 425,5 438,6 337,0 371,8 505,0 422,2 388,9 543,3 455,2 497,5 677,6 554,1 628,6 553,1 577,3 506,9 653,3 529,7 571,7 464,4 250,6 261,4 239,7 206,0 217,3 740,0 272,1 796,6 652,9 574,5 602,2 824,5 682,8 735,4 761,3 288,9 292,4 305,6 369,9 306,8 277,1 322,4 336,3 350,4 322,8 400,4 300,6 485,4 444,0 405,5 354,4 524,2 479,9 388,1 604,1 622,6
I
volumetrikus hlitóteljesítménye
Homérséklet az adagolószerv elott. tu. oC Volumetrikus htít6teJjesltmény. kcal/mo
I
F-12
...• 4.[ O~
-80-4.0 Homérséklet,
·c
b)
aj 23-18. ábra: Hutoközegek
dinamikai
a) folyadék;
viszkozitása
a) [8]
b) g6z
I
I
·c
hj
23-19. ábra. Hutoközegek a) folyadék;
23-13. táblázat. F-22 +35 +40 +50 +15 +25 +45 +20 +30 494 407 429 451 461 922 814 1045 878 493 621 546 571 742 8901 1086 1160 1217 1036 1324 408 335 354 372 515 473 426 444 390 556 836 1004 7051125 741 778 884 919 963 53 713 519 653 683 647 596 773 590 671 1183 1442 1276 1230 1278 9861551 536 849 1388 1135 1499 1332
O 4.0 80 120
Homérséklet,
volumetrikus hlitóteljesítménye
Homérséklet az adagolószerv elott. tu. oC Volumetrikus htítoteljcsltmény, kcal/mO
hovezetési tényezoje [8] b) goz
,iós oC
744
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN 23-14. táblázat. NH3 fajlagos hutoteljesítménye (más közegekre is jó közelítéssel érvényes)
35 4239 4417 4721 3774 5549 5103 6056 4147 3601 4270 3691 4997 6331 6941 4521 6804 4058 6076 6464 6819 4722 4371 5824 4954 4571 7932 7201 7359 7844 8884 3968 25 6144 3483 4722 4011 6017 4476 4906 6474 4959 4672 3842 3573 4821 4462 7147 3928 3652 4575 6606 4621 3612 5395 7944 81ll 3730 5065 10071 9089 8903 3331 3358 3369 3405 3479 20 4791 4053 6404 6143 5625 6207 6744 4855 3970 4624 3770 3691 10490 9274 8714 9982 9181 3442 3516 3574 3524 4923 4659 5028 5794 5444 4031 4094 5562 4186 4098 3808 3883 4907 3800 4804 5341 5228 II 9774 9879 5024 3552 3764 3612 tu, 197 ·C 15 Fajlagos h6töte1jesltmény, kca1jkWh 4136 4234 3944 3363 4802 4450 3227 5534 5664 5201 4005 5508 4274 3964 5452 4318 8114 7296 7223 5062 5010 10290 3726 3688 3650 11901 11669 392 188 4124 6476 5396 89ll 10 086 4332 4034 3766 2891 4662 4711 4820 5675 3097 2909 5032 3520 5220 3083 5921 6195 6460 6792 6641 30 3861 2780 4056 3226 4368 6068 3947 4612 5557 5111 3026 5433 5337 3012 6510 6659 2825 7184 7347 4185 4236 5802 6203 5679 3369 4900 5224 5335 3152 6950 2891 2957 3147 7507 4466 4145 4619 5444 6524 6393 5889 3365 5683 3422 3293 5564 5946 3599 5116 6668 7058 5391 7132 7515 3082 8787 3148 8350 8001 25 3441 3222 3014 3022 6081 6525 6535 5953 4772 5450 3735 4325 3653 5172 5063 3407 8272 8017 8187 3182 3253 9170 8980 6082 5511 4852 3854 3886 4526 6994 6678 5896 5338 5280 5225 3594 10282 7291 8103 3218 9075 3843 5184 4439 4125 6410 6364 7787 6542 4768 8277 8820 7869 7859 4477 6814 8028 3815 5454 5169 7446 7076 7071 5285 7003 7521 7222 3558 5012 10 10177 11434 8356 8809 8996 3324 3288 9360 9965 9859 386 4238 3945 4561 3683 3445 2780 2914 2742 2848 2679 3029 2895 2767 2615 2524 6321 5916 3677 4908 5311 4095 6275 6675 6079 8194 3302 4525 4430 4714 4362 3764 5713 6928 8636 5112 7368 7704 3535 5435 315 4046 3367 4459 3767 3596 3604 2807 3857 3600 4702 4356 4813 2890 3516 3288 2615 3852 3682 4916 4556 3378 3151 2645 3172 5092 5323 2554 6064 6181 5651 5784 35 6019 4620 6543 5958 9002 4231 3924 4654 9093 6610 8032 4761 4424 5138 5558 7951 7150 552 4363 4464 2738 2716 3155 4926 5934 3218 4718 4564 2842 4823 4563 5331 8176 7666 4276 5005 3219 5118 7445 4323 7213 5009 9266 6335 5769 5568 5682 5833 7371 7775 3589 3358 4326 5837 5776 4413 4655 8728 4043 2959 3099 2583 9183 3522 II 786 3099 4143 2715 2958 2981 2463 4572 5898 3291 3298 3444 3777 4013 5566 4141 4279 2323 2462 I 2613 2776 3079 3154 2496 3442 3858 3680 3926 4187 3694 4100 4232 Konden17,5 3441 4548 2743 2954 2913 3147 2438 +7,5 I 2585 szerv elott, I -20 I -17,5 I -IS I -12,5 I -10 I -7.5 I -5 I -2,5 I O ~~~I~ 3937 I 14226 2381 2524 2845 HomérI I 2678 I302713225 Elpárolgási homérséklet. ·C
+10 I +5 +2.5I I
745
HUTOKÖZEGEK 13-15. táblázat. Néhány eutektikum jellemzo adata [4) 86
I
(vizmentes), sék1et, s.% oc 86 I E~~~~:,us
244 324 213 301 206 309 284 241 246 155 336 Nátrium-szulfát -2,1 -6,55 -17,4 -3,9 -11,1 -11,4 -15,8 -15,5 -21,2 -55,0 -33,6 -18,5 -1,2
(olvadásho),
kl/kg I Dermedésho
39,7 41,2 36,9 22,4 29;8 19,0 5,9 27,2 19,7 35,5 18,7 3,8 21,6
23.3.5. Híítogépolajok A hiitóberendezé8ekben alkalmazott kenoolajokat a másutt használtaktói már külön megnevezéssei is megkülönböztetik. A kompresszoros hiitoberendezésekben az olaj rendeltetése a mozgó alkatrészek kenése, tömítés és a hermetikus motorkompresszorokban hoszállitás is. A kompresszort a szállitott hiitoközeggel együtt elhagyó olaj a hiit6berendezés minden részébe eljut, ezért vele szemben fokozott követelményeket kell támasztani.
------
- -
oC 0,53 0,48 0,45 0,44 0,43 0,41 0,9 1,0 Fagyás kezdete, 0,51 0,50 0,47 00,98 l,1 ,7 ,8 ,6 -10 Hovezetési tényczö, -2 -26 -29 -21 -4 -5 -33 -13 -15 -17 -7 14,5 2,3 0,98 0,40 0,38 16,4 2,8 3,0 8,8 0,82 0,83 0,84 9,8 0,80 5,7 3,8 6,3 1,2 1,4 11,0 2,0 0,90 0,37 0,87 7,0 18,5 0,94 1,6 42,6 23,6 38,8 2,1 2,6 2,2 2,5 0,43 4,5 4,0 1,9 0,50 0,49 0,47 0,44 0,46 0,45 0,42 0,41 0,97 0,88 0,89 3,2 5,2 3,6 2,0 5,8 3,1 6,8 1,2 1,4 1,7 1,5 1,8 0,91 0,92 31,2 -416 0,97 0,95 0,99 0,99 4,1 0,39 0,85 0,81 0,38 0,88 0,86 0,37 3,5 4,7 0,92 1,4 0,79 0,78 1,1 0,89 0,84 35,0 0,96 7,8 0,94 2,9 0,40 0,93 5,0 0,95 27,4 12,2 16,0 19,8 8,4 0,96 46,4 kg glikol tartalom, ,1,6 100 kg oldat +SO I +20 I~
A hiitogépolajok a hiitoközeg minoségétol függoen alapvetoen három nagy csoportba sorolhatók. A csoport: ebbe a csoportba az olajban nem oldódó hiitoközegekhez (pl. NH3, CO2, F-13, F-23) alkalmazható olajok tartoznak. B csoport: kén-dioxidhoz használható olajok. C csoport: ebbe a csoportba tartoznak a különféle olajban oldódó hiitoközegekhez (pl. F-ll, F-12, F-21, F-22, CH3Cl, ... ) megfelelo olajok. A hiitogépolajokkal szemben támasztott követelmények hiitoközegfajtánként változnak. A fontosabbak a következok: - tiszta és átlátszó legyen, szilárd szennyezodéseket nem tartalmazhat; -lobbanáspontja 160 oC vagy annál magasabb legyen. Ez különösen a nagy adiabatikus kitevojii hiitoközegeknél fontos, mert ezek kompresszióvéghomérséklete magas; - savtartalma a korrózióveszély miatt csak minimális lehet. Az 1 g olajban levo savtartalom max. 0,08 mg kálium-hidroxiddal legyen közömbösitheto az A csoportba tartozó olajok esetében; a B csoportban 0,05 mg-mal, a C csoportban pedig 0,02 mgnál kevesebbel; - szappanosodásra hajlamos alkotókat nem tartalmazhat, mert ez növeli az elektromos vezetoképességet és a korróziós hajlamot. Az elszappanosodási szám 0,2 mg KOH/g-nál kisebb legyen; - hamutartalma nem haladhat ja meg a 0,01%-
ot;
- vfztartalma ne legyen nagyobb 30 mgfkg értéknél, a 1efagyási és korróziós veszély miatt;
13-16. táblázat. EtiléngUkololdat fizikai jellemzoi [8) A,
I
Viszkozitás, '1' 10', Homérséklet, oCkps/m" kad/mhoC Fajbo,c,kad/kgOC
-20
I I +10 I I +50 I +20
I -10 0,481-
±o
I -20 I +50 I +20 I
±o
I -10 I -20
HUTÉS A LÉGTECHNlKÁBAN
746
- hutoközegálló legyen. Nem léphet kémiai reakcióba a hutoközeggel, a vele alkotott keveréke nem támadhat ja meg a berendezés szerkezeti elemeit. Különösen a C csoportba tartozó olajok esetén lényeges követelmény. Fontos követelmény továbbá, hogy az ún. Freonban oldhatatlan részek értéke a B csoportban 0,5 s.%, a C csoportban 0,05 s.%-nál kisebb legyen. Vízben oldható ásványisav- és lúgtartalma nem lehet. Viszkozitása a berendezésben eloforduló legalacsonyabb homérsékleten se okozzon áramlási zavarokat, de a kompresszorban uralkodó homérsékleten kenési tulajdonságai még jók legyenek. Az A csoportban + 20 oC-on 35 eSt-nál, ill. 4,5 °E-nál, 50 oC-on 10 eSt-nál, ill. 1,8 °E-nál, a B és C csoportban +20 °C-on 76 eSt-nál, ill. 10 °E_ nál, + 50 oC-on 17 eSt-nál, ill. 2,5 °E-nál kisebb nem lehet a viszkozitás.
23.3.6. Hútoközegekre, hútogépoIajokra vonatkozó magyar szabványok MSZ 11101-63 MSZ MSZ MSZ
MSZ
MSZ
23.4. A hutoberendezések 23.4.1. Kompresszor
A hutokompresszor a kompresszoros hutofolyamatot megvaIósitó berendezésben a folyamat fenntartásához szükséges energia bevezetésének helye. Feladata a hutoközegnek az elpárolgási nyomásról _ a kondenzációs nyomásra való szállitása. A hutokompresszorok muködési elvük, kivitelük stb. alapján csoportósithatók: - térfogatkiszoritás alapján muködo kompreszszorok: alternáló dugattyús, rotációs kompresszor; - áramlástechnikai elven muködo kompreszszor: turbókompresszor. 23.4.1.1.
Alternáló' dugattyús bútökompresszorok
Szállítóteljesítmény , bútoteljesítmény. Az idoegység alatt elméletileg szá11itható Vkll közegtérfogatot a kompresszor hengerének méretei, hengereinek száma és fordulatszáma határozzák meg:
• Y kO=
4 ~
n 5 s 60 zi mIs,
(23-8)
ahol d dugattyúátméto, m; slöket, m; z a hengerek száma; n fordulatszám, limin; i muködésszám. A tényleges szállitóteljesitmény a kompresszor károstere. szivó- és nyomóoldali áramlási ellenál-
Hutoberendezések biztonsági eloirásai 20 916-55 Cseppfolyós ammónia, ipari 922-56 Kompresszorolaj 13 156-53 R Hutokompresszorolaj széndioxid és ammónia kompresszorhoz (dermedéspont -35 oC, ill. -50 oC alatt) 13 198-42 R Jégkompresszorolaj ammónia és szén-dioxid kompreszszorhoz (Dermedéspont - 25 oCalatt) 13199-53 R Hutogépolaj kén-dioxid és halogénezett szénhidrogén kompresszorhoz (Dermedéspont - 30 oC alatt)
elemei
Iása, a szivás alatti hocsere. a munkaszelepek zárási és a dugattyú és henger közötti tömörzárási elégtelenségek következtében kisebb az elméletileg megvalósithatónál: Yk= lVkO ahol
A.
m3/s,
(23-9)
a kompresszor szállitási foka.
A szállitási fok a kompresszor konstrukeiójától, kivitelétol, állagától, a nyomásviszonytóI stb. függ; a kompresszor egyedi jellemzoje. A 23-20. ábra A. általános meghatározására alkalmas nomogramot tüntet fel NH, kompresszorokra. Ez azonban csak tájékoztató jelleg(i, nem pótolja a kompresszor mérés alapján meghatározott szállitási fokának ismeretét. A nomogram abszcisszáján a plPo nyomásviszony található, amelynek értéke NH,-ra - a to elpárolgási és t kondenzációs homérséklet alapján - közvetlenül meghatározható. A nomogram felso részében a kompresszor eo fajlagos károstere és egy hengerének YkO elméleti szállitóteljesitménye mint paraméterek alapján, külön-külön határozható meg a 1]yol volumetrikus hatásfok és a falhatásokból, a dugattyú melletti tömftetlenségbol származó veszteség (1-1]r), amelynek különbsége közvetlenül a A. szállitási fokot adja. A kompresszor hutoteljesitményét a szá11itóteljesitmény és a szállitott hutoközeg volumetrikus hlitoteljesitménye határozza meg. Különbséget kell
A HUTÖBERENDEZÉSEK
"voI 0,9
ft-71f) ~8 0,7 0,6
~5 IM0,3
Q2 O,t O
10 O
Po
Piod=-
-20
1 2 3
23-20. ábra. Szállitási fok közelíto meghatározása
[1]
tenni az elméleti és a tényleges hCitoteljesitmény között: QOelm=VkoqoVGlW,
(23-10)
Qo=A.Vkoqovol W,
(23-11)
A volumetrikus hutoteljesitmény és a szállitási fok a jellemzo üzemi homérsékletek függvénye; a kompresszor hutoteljesitménye tehát az üzemviszonyoktól függoen változó. Egyértelmu megadása csak pontosan definiált körülmények esetén lehetséges. Rögzftendo adatok: - a kompresszor tipusa, forduIatszáma; - a hutoközeg minosége; - az elpárolgási homérséklet (nyomás a szivócsonkban); - a kondenzációs homérséklet (nyomás a nyomócsonkban) ; - az utóhutési homérséklet.
'TJme
W,
1Jiod
to -10 -30
747
Szénhidrogénalapú hutoközegekhez (Freonokhoz): - a hut5közeg homérséklete a szivócsonkban. Hermetikus motorkompresszorokhoz : - a környezeti homérséklet és a motorkompreszszor küls5 hutésének módja. Teljesítméoyfelvétel. A szállitott hut5közeg és a géprészek közötti h&:sere, a tömörtelenségek hatása következtében a kompresszor PiDdindikált (bels()) teljesitményfelvétele nagyobb a Po elméleti értéknél:
En=O 1,0
'17
ELEMEI
(23-12)
ahol1Jiod az indikált (bels()) hatásfok. Hasonlóan a szállitási fokhoz, 7]iodértéke is számos paraméter függvénye. Egyedi jellemzoje a kompresszornak (azonos minoséget biztositó sorozatgyártás esetén a tipusnak). Az egyes tényezok hatásának szemléltetésére, NH) hutoközegu kompresszor indikált hatásfokának meghatározására alkalmas nomogramot ad meg a 23-21. b) ábra. A nomogram a 23-20. ábrán levegovel együtt 1)a~7.mUandó,A.értékét abból kell megállapitani. Tekintettel a hut5közeg min&égének kisebb hatására, a közölt nomogramok egyéb hut5közegek esetében is megfe1el5 tájékoztató értéket adnak. A nomogram nem pótolja a méréssel meghatározott indikált hatásfok ismeretét. A kompresszor tengelyén igényelt tényleges (effektfv) teljesitményfelvétel a mechanikai veszteségek fedéséhez szükséges teljesitménnyel nagyobb az indikált teljesitményfelvételnél : (23-13) P= Piod W, 1Jme ahol 7]mea kompresszor mechanikai hatásfoka. Értéke megfelelo konstrukció, jó kivitel esetén a kompresszor nagyságának növekedéséveI növekvo tendenciájú; természetesen a kompresszor terhelésének is függvénye, csökkeno terhelésseI romlik.
1,0 50 0,0 0,0 0,6 0,2 ~q.I---t--
~ /hao
500
5lJOO
567891011 pfpo
19 '4o,m3jh
a)
bJ
23-21. ábra. Mechanikai és indikált hatásfok közelíto meghatározása aj mec"anilcai
hatásfok tájékoztató 6rtékei; bJ indikált (bels6) hatásfok
[1]
748
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
A kompresszor nagyságától való függését teljes terhelés esetére a 23-21. aj ábra szemlélteti. Teljes terhelésen az indikált teljesítményfelvétel, to= = -IS oC, t= 30 oC homérséklethez tartozó értéke értendo. Az abszcisszán, logaritmikus léptékben, az elméleti szállítóteljesítmény értéke látható. A hutokompresszor tényleges teljesítményfelvétele a kompresszor jellemzoi mellett az üzemviszonyok függvénye, tehát egyértelmu megadása csak a szállító- és hutoteljesítménnyellehetséges. Jelleggörbék. A hutokompresszor hutoteljesítményének, teljesítményfelvételéne.k az elpárolgási és kondenzációs homérséklettol való függését a jelleggörbék adják meg, amelyeket a gyártók mérés alapján állapítanak meg. A 23-22. ábrán a TRANE Company 3ES sorozatú tömszelencés kompresszorainak F-22 hutoközeggel felvett, egy hengerre vonatkozó jelleggörbéje látható (d=92,96 mm, 8=69,85 mm, n= =1750 limin) [1]. A kompresszor hutoteljesítménye az elpárolgási homérséklet emelkedéséveI jelentos mértékben no, a kondenzációs homérséklet emelkedéséveI pedig csökken. Teljesítményfelvétele a kondenzációs és elpárolgási homérséklet emelkedéséveI no, kivétel csupán az alacsony kondenzációs homérséklet esetén emelkedo elpárolgási homérséklet, amelyen a teljesítményfelvétel egy maximális érték elérése után csökken. Kialakítás. Az alternáló dugattyús hutokompresszorok egyen- és váltakozó áramlású kialakításúak lehetnek. Az egyenáramlású kialakitás esetén a kompresszor munkaszelepei közül a szívószelepet a dugattyú fenekébe építik be, míg a nyomószelep
a hengerfedélben foglal helyet. A szelepek elhelyezése elonyös: a dugattyúba épített szívószelep azonban bonyolultabb dugattyúkialakítást, nagyobb alternáló mozgást végzo tömeget eredményez. A váltakozó áramlású kialakításhoz mind a szíVÓ-, mind a nyomószelepet a hengerfedélbe építik be. A dugattyú kis tömegu, egyszeru kialakítású. Munkaszelepek a hutokompresszorok munkaszelepei (szívó- és nyomószelep). Kialakításuk igen változatos. Jellemzojük a kis elmozdulás, a kis elmozduló tömeg. A szelep zárási ideje [9] : tzá~
V fr."2hm_,_,
s,
(23-14)
ahol m a szeleplap· tömege, kg; F rugóero a szelep zárt helyzetében, N; c rugóállandó; h szelepemelkedés nyitott helyzetben, m. A megfelelo muködéshez szükséges zárási ido: tzá~-
1 n s
legyen; n a kompresszor percenkénti fordulatszáma. Adott szerkesztésu munkaszelep csak meghatározott fordulatszám-tartományban muködik kielégítoen. A munkaszelepeken átáramló, szállított hutoközeg nyomásesése mind a kompresszor szállítási fokát, mind indikált hatásfokát befolyásolja; növekvo nyomásesés mindketto értékének romlását okozza. A volumetrikus hatásfoknak a szívószelepen fellépo LJpo és a nyomószelepen fellépo LJp nyomáseséstol való függését az
1163·60 50 40
17voi=(1+eJ ( I-~ LJPo)
30
~
-eo (p+ ---p;;LJp )
~
(23-15)
kifejezés adja meg, ahol m és n avisszexpanzió és kompresszió politropikus kitevoje. Más hutoközegre való áttéréskor a szelepek felülvizsgálata elengedhetetlen. A változatlan szállítóteljesítmény érdekében 1 közegrol 2 közegre áttérve, az azonos nyomásesésekhez tartozó közegsebességek viszo-
20 10 O
0,'1355'20 15
nYfl
10
5
[1] :
.!2= V2
O
-20
-15 -10 -5
O
5
10
Elpárolgósi hlJmérséklef, oC
23-22. ábra. Kompresszor jelleggörbe (TRANE Company 3ES sorozatú tömszeJencés kompresszorainak egy hengerére vonatkoztatva; h6toközeg F-22) [1]
l!
;2M2P2TJ V ;JMJpJT2
,
(23-16)
ahol MJ, M2 a közegek molekulasúlya. Ez azt jelenti, hogy to= - 10 oC és t= 30 oC elpárolgási és kondenzációs homérsékletet véve alapul, NH3-ról F-12 hütoközegre áttérve (azonos veszteségtényezoket feltételezve: ;J =;~ a nyomószelepben az
A HÜTOBERENDEZÉSEK
alapul vett sebességnek csak 47%-a, a szív6szelepben pedig csak 43%-a engedhetéS meg. A tömszelence (tengelytömités) a kompresszor forgattyúházából kimenéS,forg6 mozgást végzéStengelyt tömiti. A 23-23. aj és bJ ábra két szokásos megoldást szemléltet: az ún. csúsz6gyurus tömszelence cséSmembrános, ill. gumimembrános kivitelét. Jellegzetességük, hogy a tömitést a tengely középvonaIára meréSleges sikú, két gyurufelület között hozzák létre. A tengelytömitések szükséges tulajdonságai: -tö~retesgázzárásmindüzemk&ben,minda megállás után; - hosszú ideig tart6, megbizhat6 miiködés karbantartás nélkül; - könnyu cserélhetéSség; - legfeljebb minimális tengelykopás ; - kis, tengelyre hat6 axiális er6hatás; - olcs6ság; - lehet61eg a forgattyúház nyomását61 független tömités. A tömör zárás és a hutés eléSsegitésérea tömszelenceház több megoldásban olajtöltésu. Az egyik csúsz6felület rendszerint keményitett, csiszolt és NH3-hoz
ELEMEI
749
leppelt felületu acél, a másik öntöttvasb61, grafitból, foszforbronzb61, szintetikus gumib61, muanyagból stb. készül. Esetleges hutéSközeg-változtatáskor a tömszelencét mind az anyagok, mind a méretek stb. szempontjából ellenéSriznikell. Kenés. A hut6kompresszorokban általános a csú· sz6csapágyak alkalmazása, rezgés- és zajcsillapit6 hatásuk miatt. A nagyobb kompresszorokban az olaj a kenésen kivül a kenési helyeket huti is. Hermetikus kompresszorokban feladata tovább béSvül, a motor veszteséghéSjének elvitelében is szerepet kap. A henger- és dugattyúfelületek között az olajfilm egyben tömités is. A kisebb kompresszorokban szokásos szór6olajozás mellett általános a kényszerolajozás, amellyel az olaj megfeleléStúlnyomás alatt kerül a kenési helyre. A forgattyúház nyomását61 mért olajtúlnyomás 0,5 ... 2 bar értéku. Az olajszivattyú általában a forgattyús tengelyr61 hajtott fogaskerékszivattyú, de gyakoriak az alternáló, forg6dugattyús és egyéb megoldások is. Egyes tipusokban külön motorral hajtott olajszivattyú található. E megoldás eléSnye, hogy a kenést igényléS helyek már az indulás pillanatában megfeleléSolajellátásban részesülnek. A teljesitményszabályozásos kompresszorokban az olaj segéd-energiahordoz6 is lehet. Forgattyúház futése. A forgattyúházban levéSolaj hutéSközegben való feldúsulásának elkerülése végett meg kell akadályozni az olaj állásidéSalatti lehulését. Ez a forgattyúház olajterébe beépitett villamos fütéssel érhetéS el, amely az olaj héSmérsékletét állásidéSben is a környezeténél 20 ... 30 OC-kal magasabb Mmérsékleten tartja. A futést termosztát vagy a kompresszor leállása, ill. indulása kapcsolja.
23.4.1.2. Rotációs kompresszorok
2
a)
.-----.-----.--.--.--------. b) 23-23. ábra. Tengely tömítés és tömszelence kialakitása aj cs6membrános tengelytömités; bJ llUmimembránOS kett6s tömsze1ence; 1 membrán; 2l:S1ÍSZÓ1Y6l1Í; 3 forgóay6r6; 4 rugó; 5 szintetikus 1IJIIIigYQr6; 6 gumimembrán; 7 álIólJYÍlfCl; 8 futóay6r6
A rotáci6s kompresszor egy fokozatban kis nyomásviszony áthidalására, kis és közepes mennyiségu gáz szállitására alkalmas. Nincs alternál6 mozgást végzéS tömege, nagy fordulatszámmal járathat6. Kis méretli, viszonylag kevés alkatrészbéSláll. Sziv6szelepe általában nincs; szállitási foka (A) kedvezobb és a nyomásviszonyt61 kevésbé függo. Nyugodt járású, az alapozás szempontjából igénytelen, viszont kellemetlen nagyfrekvenciás zaj forrása lehet. Nagy gyártási pontosságot igényel. F6ként elotét-kompresszorként alkalmazzák. Forgódugattyús kompresszor. A kisebb átméroju dugattyú a nagyobb átméroju henger mentén gördül, miközben középvonala a henger középvonala körül kört ir le. Ennek során a henger és a dugattyú között változ6 térfogatú terek alakulnak ki, amelyek egybeolvadnak minden fordulatnál, amikor a
750
HUT~ A LÉGTECHNIKÁBAN
dugattyú és a henger zárásbiztositó alkotói a tömitolapáttal egybeesnek. Foleg kis teljesitményu hutoberendezésekben alkalmazzák, de pl. az Escher-Wyss cég ilyen kialakitású Rotasco kompresszorcsaládja [23-24. aj ábra] toltlto= -10125125 oC homérsékleteken '" 600 000 W hutoteljesitmény-határig készül. Forgó/apátos kompresszor. A forgó dugattyúba épitett lapátok a henger és a forgó dugattyú közötti teret több, a dugattyú elfordulásával változó térrészre osztják. A Iapátok számának növelésével növelheto a szállitott térfogat a geometriai viszonyok, továbbá az egyes cellák közötti kisebb nyomáskülönbség következtében csökkeno szivárgási veszteség miatt is. Muködési elvét a 23-24. bJ ábra szemlélteti. Csavarkompresszor. Az ún. kettos forgórészu kompresszorok egyik speciális változata. A forgórészek csavar alakúak, nagy menetemelkedéssel. A két forgórész közül az egyik forgórészen kevesebb, a másikon több bekezdés van. A kevesebb bekezdésu forgórész (az ún. him) nagyobb fordulatszámmal jár, mint a több bekezdésu (ún. no), amelynek csak záró szerepe van. A forduIatszámok aránya megegyezik a bekezdések arányával. A forgórészek menetei egymással nem érintkeznek. Mu-
23-24. ábra. Kompresszorok
ködési módjuk a 23-24. ej ábrán látható. A szállitott közeg a kompresszorba ferde irányban lép be, és ugyanigy hagyja el azt. Fordulatszáma nagy, 1500 és 30000 limin határok között változó. Volumetrikus hatásfoka, effektiv hatásfoka igen kedvezo. Általában 0,056 ... 16,7 m3/s szállitóteljesítményre, egy fokozatban 3, két fokozatban 7 nyomásviszonyig készül. A forgórészek kenése nem szükséges, a szállitott közeg ola.üal nem szennyezodik, a forgórészek és a henger nem súrlódik, az alapozás szempontjából igénytelen. A turbókompresszorokhoz képest elonye a kis szállitóteljesitmény mellett a kedvezobb hatásfok, a szállitott gáz suruségétol, a nyomásviszonytól gyakorlatílag független szállitóteljesitmény, az instabil muködési tartomány hiánya. 23.4.1.3. Turbókompresszorok A turbókompresszorok az áramlástechnikai gépek csoportjába tartoznak. A nyomásnövelést kinetikai energia potenciális energiává való átalakítása révén hozzák létre. Két alapveto tipusuk a radiális és az axiális turbókompresszor. A hutotechnikában
kialakítása, muködési vázlata
a) Rotasco forg6dugattyÚs kompresszor (Escher-Wyss): 1 ház; 2 tengely; 3 dugattyú; 4 tömlt6lapát; 5 excenter; 60yom6szelep; 7 károstér; 8 ellensúly; 9 hengerfedél; 10 rugalmas gy6r6; 11 tömltés; 12 hengeres di6; 13 rugalmas réteg; 14 fedél; 15 csapágy; 16 tenseJyt6mltés; 17 szelep; 18 úsz6ssze1ep; b) forg6lapátos kompresszor m6ködési vázlata: 1 forg6dugattyú; 2 henger; 3 lapát; e) csavarkompresszor m6köd&i vázlata: 1 ház; 2 06; 3 bim
751
A HuTÖBERENDEZÉSEK ELEMEI . 120
/ I
/
/
I I1I
/
V
~J-
xi(Í( Tur. 0-I radiál Dugaflgús
.-
\
'@100
."
fl 80 120 / 1/0 'v ~ \ \
~
\b
::: 90
60
b'
~ 110
o::;;
~~ 80
~
~ 70
:ö:!:
60
."
~ Q..12 10
'3 10
',. 10·
Szá///fófe/jes/fmény,
m3/h
Szóllífófeljesífmény,
%
hj
aj 13-15. ábra. Kompresszorok tájékoztató adatai [1] aj kompreuzorok
a1ka1mazási területe;
bJ
jellepetcs kompresszortipusok
nyomésviszony hatására; a du pttyús
kompreuzor;
a szállitóteljesitmény-igény általában nem teszi gazdaságossá az axiálkompresszorokat, ezért a radiálkompresszorokat alkalmazzák. Szállitóteljesitményük nagymértékben függ az áthidalandó nyomásviszonytóI, az egy fokozatban megvalósithat6 nyomásviszony pedig a szállitott közeg mó1súlyát61. A fejlodés során az egyes kompresszortipusok kedvezo alkalmazási tartományai elég egyértelmiien e1különithetové váltak. A 23-25. aj ábra a szállitóteljesitmény és az áthidalandó nyomásviszony alapján mutatja az egyes tipusok kedvezo alkalmazási tartomáayait. Természetesen a határok nem élesek, adott körülmények között jelentos mértéldi átfedés is indokolt lehet. ,
szállItóte1jesItményének alakulása változó
b axiálkompreuzor;
c radiálkompreuzor
A szállitóteljesitménynek a nyomásviszonnyal való kapcsolata a 23-25. bJ ábrán láthat6. Elonyös tulajdonságaik: kis helyfoglalás, kis fajlagos súly, csekély kopás, kis karbantartási igény, nyugodt járás, olajmentes komprimálás. A kialakitás, felépités szempontjából elonyös a kis fokozatszám. A néhány hiitóközeg esetében szükséges fokozatszámról, a jellemzo sebességekrol, a 23-17. táblázat ad tájékoztatást. A 23-18. táblázat az egyfokozatú radiális turbókompresszorokkal megval6sitható nyomásviszonyokat tartalmazza. A 23-26. ábrán TRANE gyártmányú kétfokozatú turbókompresszor metszete és jelleggörbéje láthat6.
40
E
10 .50 60 70 .80 90 faO 110 120 Szóllífóieljes/fmén!l'
~
%
~
13-26. ábra. Kétfokozatú TRANE gyártmányú turbókompresszor aj fdéPítése: A motor foraóRsze; B C8llpqy: C j6rókerék: D a két fokozat:
motor:
bJ
E állítható vezot6lapátok; F vezet6lapátok állít6lzCll'k_: jelleu6rbéie
G Vi1IamOe
752
HuTÉS
A LÉGTECHNIKÁBAN
23-17. táblázat. Turbókompresszorok jeUemz6 adatai (/0= +4 oC elpárolgási, 1=40 oC kondeozációs hömérsékleten) NH, 2103 417 114 17 C,HCI, 80000 16000 23 400 200 70000 200 3161 194 150000 136 70000 3140 162 175000 300000 168 134 181 137,5 131,5 187,5 169 (F-1l3) 97 I
I
85 tén,m3/s W szállítóteljesítmény
I
GJH,CI,
I
H6toközcg
5000 406 18 5 400
(F-21) CH,CI, (F-Il)
eseCHCI,F GJCI,F,
II
CCI.F
23.4.1.4. Hermetikus motorkompresszorok Jellemzojük a tömszelence elmaradása, a kompresszornak és a motornak közös házba való gyári összeépítése. Ha a közös ház oldhatatlan kötéssel lezárt, hermetikus, ha a kötés oldható, félhermetikus motorkompresszor a használatos megnevezés. (A félhermetikus kivitel is hermetikus, ezért helyesebb lenne a szerelheto hermetikus motorkompreszszor megjelölés.) Kis teljesítményekhez a hermetikus, közepes teljesítményekhez a félhermetikus kialakítás a gyakoribb. A ház (burkolat) belso tere általában szívóoldali nyomás alatt áll. A kompresszorok csaknem kivétel nélkül váltakozó áramlásúak. Az olajozás függoleges tengelyelrendezéssel kényszerolajozás, vízszintes tengelyeirendezéssei kisebb teljesítmények mellett szóróolajozás is elofordul. Gyártásuk a nyitott kompresszorokénál nagyobb gondosságot igényel, s a hutóberendezéssel szemben is nagyobbak a tisztasági követelmények. A 23-27. aj ábra hermetikus, a 23-27. bJ ábra félhermetikus motorkompresszor metszetrajzát ábrázolja. Az ábrák alapján is megáIlapíthatók a hermetikus motorkompresszorok elonyei:
- elmarad a tömszelence; - elmaradnak a kompresszor és a motor különkülön felálIításával kapcsolatos problémák; - helyfoglalása kisebb az azonos teljesítményu külön kompresszorénál és motorénál; - súlya kisebb az azonos teljesítményu külön kompresszorénál és motorénál; - üzembiztonsága nagyobb. Esetenkét hátrányos, hogy - az alkalmazási területnek megfeleloen a hajtómotor nem cserélheto, ezért az egyes tipusok csak meghatározott alkalmazási tartományban használhatók fel. A hermetikus motorkompresszor hutése fokozott jelentoségu. A motorkompresszor házát (burkoIatát) nemcsak a kompresszor, hanem a motor veszteségei terhelik. A hütoközeg '(eszteséghot a burkolaton átáramló, iskisnyomású (túlhevülés közben) és a burkoIaton át a környezet felé irányuló hoáramlás szálIítja el. A veszteséghonek a környezet felé való szálIításában az olajnak is jelentos szerepe van. A hermetikus motorkompresszorokban fennálló, a nyitott kompresszoroktól eltéro hutési viszonyok, eltéro üzemi tulajdonságokat okoznak. Különös
23-18. táblázat. Egyfokozatú turb6kompresszor nyomásviszonyai [10J H6toközeg F-114 1,178 86,5 1,13 120,9 137,5 1,13 3,1 8,75 1,084 170,9 Jel1emz6k F-ll3 3,1 3,86 4,31 5,55 F-12 F-22 F-Il II 4,6 1=40 homérsékleten 220 mis kilépési kerületi sebesség, séklet, fl!oC =kondenzációs 1,3 nyomástényezó esetén 10=0 oC elpárolgási homér10= oC O elpáro1gási,
10,8 5,3 187,5 1,082
A HÜTOBERENDEZÉSEK
753
ELEMEI
+20 oC, vizhutéssel + 15 oC. A hutovíz homérséklete 15 oC, felmelegedése a kondenzátorban 10 oc. Jól megfigyelheto, hogy mindkét esetben emelkedik a motor tekercsének közepes homérséklete az elpárolgási homérséklet csökkenésekor. Hasonló értelmu változás látható a bemutatott többi jellemzonél is. A motorkompresszorokat egyfelol meghatározott elpárolgási homérséklet-tartomány kiszolgálására, másfelol különbözo indítónyomatékú motorral készítik. Kis indítónyomatékú motorkompresszorok készülnek olyan hutoberendezések számára, amelyekben a berendezés kis- és nagynyomású oldalai között állásidoben a nyomáskiegyenIítodés biztosított (kapilláris csöves berendezések); a nagy indítónyomatékú motorú motorkompresszorok a terhelés alatti indításra alkalmasak. 140 120 100
80 50 40 160 140
120 [
100
80 60 40
20
h) 23-27. ábra. Motorkompresszorok
:!::~
kialakítása
a) hermetikus motorkompresszor
metszete b) félhcrmctikus motorkompl'OIISZOr metszete; 1 szfvócsonk; 2 szívóoldali hangtompító; 3 szívószeIcp; <# nyomószelcp; 5 nyomóoldali hangtompító; 6 nyom6cso; 7 nyomócsonk ; 8 olajszívattyú; 9 motorállvány
figyelmet érdemel az elpárolgási homérséklet csökkenésekor a motorkompresszor üzemében bekövetkezo változás. Az. elpárolgási homérséklet csökkenéséveI csökken a hutoközeggel elszálHtott veszteségho, emiatt emelkedik a motorkompresszor homérséklete. A 22-28. ábra vizhutésu és léghutésu kondenzátoros hutogépcsoport (motorkompreszszorMI és kondenzátorból kialakított, közös gépkeretre szerelt egység) viselkedését mutatja az elpárolgási homérséklet függvényében. A hutoközeg F-12, a környezeti homérséklet 25 oC, a hutoközeg h5mérséklete a léghutésu egység szivócsonkjában
-:;S:'lc !:i",
~;:;;~ti
SOOO
4000 -li; ." 3000 l.'~
~ ~ ~ ~ ~
2000
_"0
~ ~ ~
fOOO
~o.l:!
500
i~ ~~
.
II A 0,0 0,6
.
Olt 1
P.kW;~ 1 -40 -30 -20 -10 tOl elpórolgós;
O
homérséklet
10
oc
23-28. ábra. Motorkompresszor jellemzo homérsékleteinek alakulása az elpárolgási homérséklet változásakor [1] (huto-
közegF-12) -léghutés;
-'-
vízhutés
754
HuTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
A hermetikus motorkompresszor megválasztásához tehát sokoldalú, körültekinto munka szükséges, és célszeru e tekintetben a gyártóval való szoros együttmuködés. 23.4.1.5. Huto'Kompresszorok teljesítményszabályozása
4-
3 2
A hutokompresszor hutoteljesítményének a pillanatnyi hutési igényhez való illesztésére több beavatkozási mód is van. A beavatkozások részben közvetlenül a kompresszor muködését módosítják, részben a hutóberendezésben lejátszódó folyamatot változtatják meg. A kompresszor muködését módosító beavatkozási módok a következok: Szakaszos üzemeltetés. Igénytelenebb hutóberendezések vagy több, párhuzamosan üzemelo kompresszor esetében a kompresszor leállitásával és újraindításával hozható összhangba a hutóberendezés hutoteljesítménye a· hutési igénnyel. Fordulatszám-változtatás. Jelenleg csak ritkán alkalmazott beavatkozási mód, mert elofeltétele a hajtómotor fordulatszámának változtatási lehetosége. Alkalmazásakor a kompresszor fajlagos hutoteljesítménye részteljesítményeknél sem változik. Egyaránt alkalmazható dugattyús és turbókompresszorokhoz. A károstér változtatása alternáló dugattyús kompresszorokban. Korábban nagy teljesítményu hutokompresszorokhoz gyakran alkalmazott beavatkozási mód volt. Gazdaságos, a kompresszor fajlagos hutoteljesítménye részterhelés esetén is gyakorlatilag állandó. A beszívott goz visszaáramoltatása alternáló dugattyús kompresszorok esetén. A kompresszor hengerébe beszívott hutoközeget a szívószelep zárásának meggátlásával (kitámasztásával) a dugattyú a szívótérbe tolja vissza. Egyik megoldása a 23-29. ábrán látható. A szívószelepet szervohenger támasztja ki; ha dugattyúja alá segéd-energiahordozót (olajat, nagynyomású hutoközeget, gozt) vezetnek, a rÖg2Ített helyzetu dugattyúhoz képest a henger rugó ellenében elmozdul, megszünteti a szelep kitámasztását. A segéd-energiahordozó elvezetésekor a szelep ismét kitámasztott helyzetbe kerül. E beavatkozással többhengeres kompresszor állásos teljesítményszabályozása és egyben tehermentes indítása is megoldható. Speciális változata a szívószelep késleltetett zárása, amellyel folytonos teljesítményszabályozás valósítható meg. A beszívott goz visszaáramoltatásával megoldott beavatkozás gazdaságos, mert a kompresszor fajlagos hutoteljesítménye gyakorlatilag változatlan részterhelések esetében is.
1
23-29. ábra. Szívószelep kitámasztása 1 szervodugattyú;
2 szcrvohenger; 3 nyomott rugó; 4 csúszóhüvely loaap rugóval; 6 szfVMZClep
; 5 eme-
Turbókompresszorok gazdaságos, folyamatos teljesítményszabályozása valósítható meg a beszívott közeg perdületének változtatásával, a vezetolapátok, ill. a diffúzorlapátok állításával.
23.4.2. Elpárologtatók Az elpárologtató felületi hocserélo. Feladata az alacsonyabb homérsékletu hutoközeg és a magasabb homérsékletu hutendo közeg közötti hocsere létrehozása. A hutendo közeg minosége alapján: folyadékot huto és .levegot huto elpárologtatók, az elpárolgási folyamat alapján száraz rendszeru és elárasztott rendszeru elpárologtatók különböztethetok meg. 23.4.2.1. Száraz rendszeru elpárologtatók A száraz rendszeru elpároJogtatókban a nagynyomású, folyadékállapotú hutoközeg nyomáscsökkentés (fojtás) után nedves gozállapotban, közvetlenül a hoátadó felületet képezo csobe (csövekbe) kerül, amelyben végigáramolva, hofelvétel közben folyadékfázisa teljes egészében elpárolog, és az adagolószervtol függoen telített vagy kismértékben túlhevített gO1.állapotban hagyja el az elpárologtatót. A csóben áramlás közben elpárolgó hutoközeg hoátadási tényezoje minden részletében még nem egyértelmuen tisztázott. Bo Pierre és más kutatók F-12 és F-22 hutoközeggel végzett kísérletei alapján [4] a közepes hoátadási tényezo meghatározására csoben való teljes mértéku elpárolgás esetén az
A HÜTOBERENDEZÉSEK
13-19. táblázat. H5mérsék1et-váItozú hatása CSéibeDeIpárolg61úit(iközeg áramlási eIleuállására [4)
(23-17)
Nu=0,OO75(R.t?Kcorr)0A,
részleges elpárolgásra az f}be
Nu=0,OCXJ9Re(Kcarr)O,S
(23-18)
755
ELEMEI
f}1d
0,2 0,1 1,0 0,49 0,40 0,8 0,5 0,55 0,34
1,00 O
y
általános összefüggések használhatók. Az összeiüggésekben ru!
LU
Kforr=rg ;
Nu=y--;foly
wd Re=--=--, 41#1
v Coly
ndpcoly
ahol Lli a hutoközeg entalpiaváltozása, kJ/kg; g nehézségi gyorsulás, 9,81 mjs2; Acoly a folyadékállapotú hutoközeg hovezetési tényezoje, JjmsK; "folyafolyadékállapotú hutoközeg kinematikai viszkozitása, m2js; Pfoly a folyadékállapotú hutoközeg dinamikai viszkozitása, N sjm2; 1#1 tömegáram, kgjs; / a cso hossza, m; d a cso belso átméroje m; ex az elpárolgó hutoközeg közepes hoátadási tényezoje, J jm2 sK. F-12 és F-22 hutoközegre egyszerubb összefüggések is ismertek, teljes elpárolgás esetén : ex=0,02 (
id• ) 08.
J/m2sK;
(23-19)
részlegesclpáro~áseset~: ex=O,OOI~. ( Llx 1
)OS•
Jjm2sK,
homérséklet~ek különbsége kilépéskor; f}be a hutendo és az elpárolgó hutoközeg homérsékle~ek különbsége belépéskor). A számításokat könnyíti meg a 23-31. ábra nomogramja. A nomogram használatához a b tényezot meghatározó összefüggés:
b= Tki ·273 ,
ahol Tki a hutoközeg homérséklete kilépéskor, K; Tbe a hutoközeg homérséklete belépéskor, K; ep az elpárolgás mértéke (teljes elpárolgáskor ep= 1). A nomogramból kapott eredményt zy szorzattal még meg kell szorozni. Olajban oldódó hutoközeg esetében a kialakitásnak lehetövé kell tenni az elpárologtatóba került olajnak a kompresszorba való visszajutását is. Mind hotechnikai, mind üzemi viselkedés szempontjából egyaránt kedvezó'bb a kisebb (12.•.20 mm) belso átméroju csövek alkalmazása, a gyakran használt nagyobb csoméretek helyett .
(23-20)
ahol !x=4,4dO.2S/-o,s; Llx az elpárologtatóban bekövetkezo fajlagos goztartalom-változás; 4 hoáramsuruség (a cso belso felületére vonatkoztatva), Jjm2s.
A számítást megkönnyito nomogram látható a 23-30. ábrán. Az összefüggések, a nomogram O,5%-nál kisebb olajtartalmú hutó'közegre vonatkoznak. Az olajtartalom kedvezotlenül hat a hoátadási viszonyokra. Vizsgálatokkal [ll] megállapitották, hogy növekvo olajtartalommal csökken a hoátadási tényezo értéke. A csoben áramló, elpárolgó hutoközeg nyomásesése a
23.4.2.2. Elárasztott rendszeru elpárologtatók Az elárasztott rendszeru elpárologtatóban a nyomáscsökkentés (fojtás) után a nedves gozból a gozfázis közvetlenül a kompresszorhoz kerül, és csak a folyadékfázis jut a hoátadó felülethez. A legelterjedtebb változatai a különféle csoköteges (fekvokazános) kialakitások, amelyekben a hutoközeg a hoátadó felületet képezo csövek külso felületével érintkezik. A hutoközegoldalon a hoátadási tényezo az anyag minosége, az elpárolgási homérséklet mellett e1sosorban a felületi hoterhelés függv~ye: ex=Bqn
A/2
LJP=ZY· 0,01 d Wll'o
bar
(23-21)
összefüggéssei [4] határozható meg, ahol Wo a teljesen elpárolgott hutó'közeg áramlási. sebessége, mjs; eo a hutoközeg-goz surusége, kg/m3; z a folyadék súrlódására jellemzo tényezo, olajmentes hutohiitoközegben z=2,5, normálolajtartalmú közegben z= 5,5 ; y a homérsékletviszonyoktói függo tényezo (értékeit a 23-19. táblázat tartalmazza, ahol f}ki a hutendo és az elpárolgó hutoközeg
(23-22)
T~q;2
W/m2K,
(23-23)
ha 4<8; n=2/3, [12] alapján n= 1/4, B=BI' 4>8, ahol 4 felületi hoterhelés, Wjm2; határhoterhelés, Wjm2; B az anyag minoségétol, a homérséklettol és a forrás minoségétol függo tényezo, értéke:
B=B20 ha
8
W3/4
BI m3/2K
'
(23-24)
.
(23-25)
Wi/3 B2 m2f3K
-r-\l'"
756
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
"'-."'1"'-"'-"" _
r
7 1 1'\ ll,. IT1 f"\:"'~ l'1/ '" f\. r'\: 1f'\. i/l7Vi ,/'"/v 1"~~ V f'\. -I":I":~ i\ , ...-:I c:::o ~ c:::o c:::o c:::o ~ "l 16l.(:) t\"j "l --L-iV',12 I ,1 I 1 1 r I 1 Ii"'- "-I"''' 1/~l)I//Vf////IA/I//~ "'''''1''-1'''-.'''' 1"-1""-I"-N 1""-""j"-I"'-. ~ 6< c:::. ~ ~f'\.!:r ~~ ~ ~ ~ 1~ ~ /V / V "', ')./ /71, ,7 '" '" "~ ~a ~ 'v /V / 1/ V A Á51~ 0-~ "'-. " l"'" i"-t'........ " !/-1--<' _ //1/1/ V 1'" ,71 "" ;~\)~~{ '(1".:: 77 1'\." /1/ i/ 1/ 1 / 1'\. / ~ 1"'-. /1/ "1"-1'..."''' / /171/ " / / -~ 1"-1"'-'''"'-.""f"'-.,"'-'" 1//1/\/ / /i/VfAL'I/I/ //0Z +--t'" "'1'~,,~ /f/ /1/ / /I/r/ / '/ / 1--2 A/ /1/ ~ '1~/" / / /,,~ "" ~ -'" ~~ ~"'" ~ ••• 'j A/1/ -/ ",' / r/ i'" ~ ~ 0, .... ,."-'" 1'" f'\. ~ i-+ \~~12'~/ "~O"''%,-:::: --fo' ~A( / /1/ V V "" '" 1":","" \.l' "-'" ~~
~'" -t ~~\t 1"\
1
I
~~I'" ~P0.. 1"-
\1[
<::o
"<}
~
"""'
'(
1"-
.
,6
). folg {458
.}/ms K {45~ 0,18 ,
J 8 103(jlT/folg
10
5 .v.
F-2,
~10 -1,.0-20
-
", 1'--, F-~ F-2,....•... 1'""'\.
{411,-
O,06-IF-tf
1
F-
0,50
F-'1(l
O 20 40
t, DC
CHJ~ NHJ..--t:1
2
=1==:::;[=*-1
-40-20
O 20
fi
O
OC
23-30. ábra. Vmzintes csoben elpárolgó hutoközeg hoátadási tényezoje [41 () a hdt6közcg és a csöfelület közötti h6mérséJdet-különbség
B és S értékeit a 23-20. táblázat tartalmazza. Az értékek fekvo, csoköteges elpárologtatóra vonatkoznak. A sima csövek mellett egyre gyakrabban alkalmaznak kis bordamagasságú bordáscsöveket. Az elpárologtatóban levo hfitoközeg típusától függöen, különbözo magasságú, folyékony hfitoközegoszlop nyomása alatt állhat, ami a forráspont emelkedését okozza, befolyásolja a közepes homérsékletkülönbség értékét és ezzel az elpárologtató teljesítményét. Az elárasztás mértéke a szerkezettol, a hoterheléstol, az alkalmazott hfitoközegtol függ. Külön folyadékleválasztó nélküli fekvokazános eJpárologtatókat L1t= 5 oC közepes homérséklet-különbség esetében NH3-val az átméro 70... 80%-
ának, F-12-vel 6O%-ának megfelelo magasságig kell a folyadékállapotú hfitoközeggel feltölteni. A változó terhelési viszonyok mellett üzemelo berendezésekben feltétlenül ajánlatos külön folyadékleválasztó alkalmazása.
23.4.2.3. Folyadékot huto elpárologtatók
A folyadékot hfito elpárologtatók nyitott és zárt rendszerfiek lehetnek. A nyitott rendszerfi folyadékhfitok egyik jellegzetes kialakítását a 23-32. aj ábra szemlélteti. Megfelelo méretfi, hoszigetelt kádban, általában
----- ----- - -tn-~-
A HUTÖBERENDEZÉSEK
--r-r-rb -ítP"_ V /r-)-Nli1/ -t-} I :;: p: / -~~,-
-~.-..:::-> '1:' ::;;;.-' :;;... ;..... --I .~ .~7f •••• ~ :::;... ~ U,i :..-..-~t--....:1::::::= tf:-~...-: -;,!...,--':"-02 :;::;.::: I J:::-:: :..--,..., •... I r-;......-' r-.;;:;:;:: F-:: ~ ~::if--:::::: 30 :0~ ~ ..........: bor -/;.....'~~ ~-20~ ~~ r:::: ~ r-d Jn :;::... fo~10~ :::.. 7Q -ti :::::: ~:::::: 't;; tlJl; 400:h-~~ ~ -:;:::: ~ F::::: ~~ 'J f-"'::: ...-:-;;_f-': ~J"fr 50 ~JJp ~~ 10 '~~ :::::: 1,.-~ ~O,f!!...: ~ ~ O c?q,Jh -30~ ILT TI TTrL~,- ll' '1 -....;
....o;;
":..:::::
l"-
t---
:::;;;...
ELEMEI
757
:;;..
~~
23-31. ábra. Csoben elpárolgó bútoközeg áramlási nyomás esése [4]
elárasztott rendszerli, meredekcsöves elpárologtató foglal helyet. A hfftendl> folyadékoldalon a hl>átadási tényezl> kel1l>értékének fenntartására, a kádban a hl>átadó felület mentén külön keverl> hozza létre a szükséges áramlási sebességet. A zárt rendszerff folyadékhfftl>k csl>kötegesek, száraz vagy elárasztott rendszerffek. A hfftendl> folyadék egy vagy több járatban halad a hl>átadó felületet képezl> kis méretff csövekben. A zárt rendszerff folyadékhfftl>k ell>nye, hogy azonos teljesítmény esetében, azonos. viszonyok mellett kisebb a beépítendl> hl>átadó felület Ennek oka, hogy kedvezl>bbek a hl>·· közlési viszonyok, valamint nagyobb a hl>átadó felület mentén a közepes hl>mérséklet-különbség. A hfftend() folyadékoldalon a hl>átadási tényezl> értékének meghatározásához a VDI Warmeatlas [13] nomogramjai használhatók fel. Csoben áramló folyadékra a következl> egyszerff összefüggés [13] is jól használható: WO.87
tX=y(1+0,015t)
tJO.13
J/m2sK,
(23-26)
aholyértékei: vizre2050; ammóniára 2500; F-12re, F-22-re 780; mig sólevekre
y=2040/1-b(e . 10-3-1), ahol e a sólé sffrffsége, kg/m3; b NaCl-oldatra 1,2; CaCl2-o1datra 1,5; MgCl2-o1datra 2,4. 23.4.2.4. Levegot huto elpárologtatók A levegl>t hfftl> elpárologtatók (közvetlen elpárologtatású léghfftl>k) általában száraz rendszerffek. A levegl>oldali hoátadási tényezo kis értékei miatt a kedvezotlen, nagy méretek (beépítendo nagy csohossz) csökkentésére általánosan elterjedt a levegooldalon felületnövelo bordázattaI ellátott ún. bordáscsöves léghutok alkalmazása [23-32. b) ábra]. A levegooldalon a hl>átadási viszonyok, valamint a bordáscsl> hl>átbocsátási tényezoje a VDI Warmeatlas F, G, M munkalapjai alapján egyértelmffen számítható abban az esetben, ha a léghuto levegooldalán a felületi homérséklet magasabb a léghfftohöz érkezo nedves levego harmatponti homérsékleténél. Ha a léghffto felületi homérséklete alacsonyabb a belépl> levego harmatponti hl>mérsékleténél, a felületen nedvesség csapódik le, amely meg-
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
758
23-20. táblázat. CSÓkiiISli feIületén elpárolgó bfitoközegek jeUemzoi [12} E1párolgúi bömérséldet, oc
H6toközeg jele
jellemz6i
---
11,11 ,46 ,25 2,58 2,17 1,55 1,98 1,54 71 12 1930 114 118 120 69 70 1010 1380 52 530 69 715 2700 1130 58 1000 600 1070 2600 1960 760 50 125 123 51 126 385 3630 1900 460 1420 1480 3330 59 58 850 Bl B2 3,74 2,50 2,95 1,74 4,57 1,97 3,40 2,74 6,68 4,53 2,86 4,09 3,66 6,02 5,88 5,10 7,58 3,92 3,26 5,20 2,43 4,39
50
-.30 7000 5700 51 50 4430 59 2000 3400 61,5 57,5
-20
2920 43
50
+10
o
-10
+20
+25
5750 1860 41
II
J 1
T
ó
a)
7
változtatja a hoközlési viszonyokat. E témával a 21.5.1. pont foglalkozik. Általános törekvés a kompakt kialakítás, a értfogategységre eso nagy teljesítmény biztosítása. 23.4.2.5. Elpárologtatók jeIleggörbéi Az elpárologtató hutoteljesítményét meghatározó összefüggés:
QOpár=
1-;
(
W,
~OlyCrOlY kpArAPlir) mfolyCfoly(tfOlybe-tO>
(23-27) ha a hutendo közeg belépési homérséklete adot t:
QOPár=
(
e
mrolyCroly kplirÁplir
-1)
mfOlyCfoly(trolyld
- tO>
W,
(23-28) aj nyitott rendszer6, folyadékot htito (elárasztott rendszer6 - meredekcsöves) elpárologtató: 1 8ZÍvóoldalicsatlakozás; 2 csatlakozás az adaaolóhoz; 3 folyadékelvála2ztó; 4 meredekcsöves elpárologtató; 5 légte1enítés; 6 kevero; 7 h6szígetelt kád; 8 fedél; b közvetlen elpárologtatá2ú légh6to külso nyomáskiegyenlltés6 termosztatikus expanziÓ2 szeleppel, folyadékelosztóva)
ha a hutendo közeg kilépési homérséklete adott : QOpár=kpuApár(troly-to)
W,
(23-29)
ha a hutendo közeg közepes homérséklete adott:
A HUTOBERENDEZÉSEK
ahol ~r az elpárologtátó szerkezetének, üzemének figyelembevételével meghatározott, a mértékadó felületre vonatkoztatott hoátbocsátási tényezo, W/m2K; Apár az elpárologtató mértékadó hoátadó felülete (általában a hfitött közegoldal felülete), m2; 10 az elpárolgási homérséklet, oC; 1 foly be a hutendo közeg belépési homérséklete, oC ; 1foly ki a hiitendlS közeg kilépési homérséklete, oC; mfolY a hutendo közegáram, kg/s; c foly a hiitendo közeg fajhlSje, JjkgK. A hoátbocsátási tényezo értékére a szennyezodések is hatnak. A szennyezodések okozta hovezetési ellenállás értéke rendeltetés szerinti üzemeltetés esetében (4 ... 10) . 10-4 m2K/W tartományba esik. Az egyes elpárologtatótípusok hoátbocsátási tényezoinek helyes kialakítás és üzemeltetés esetén szokásos értékeirol a 23-21. táblázat ad tájékoztatást. Helyes megválasztásukhoz azonban nem nélkülözheto pontos bemérésük. Az elpárologtató hutoteljesítményének az elpárolgási homérséklettol való függését a 23-33. ábra
mfolg
=0/1.
tfoly
= áll. =áll.
Apór
/Je
Hocserélo
típusa
tényezo, x,
W/m'K -\ Hoátbocsátási
Meredekcsöves, elárasztott rendszeru elpárOlogtat6k nyitott folyadékhutokhöz (a folyadéksebesség -0,3 mis) Fekvokazános, elárasztott rendszeru elpárologtat6 (a folyadéksebesség 0,7 ... 2,0 mis) Közvetlen elpárologtatasú léghutok simacsöves természetes légáramlás oC felett oC alatt
° °
mesterséges légáramlás oC felett oC alatt bordáscsöves természetes légáramlás oC felett oC alatt mesterséges légáramlás oC felett oC alatt
450 450 ... 700
14... 18 11...14
°
°
20 23 16 18
° °
6 4,5
7 5,5
7
12
6 9
23.4.3.1. Átfolyásos kondenzátorok
tfoly be
Elpárologtat6
23-21. táblázat. E1párologtatók hoátbocsátási tényezoinek tájékoztató értékei
° °
t, elpárolgás! homérséklet, 23-33. ábra.
759
ELEMEI
oc
jelleggörbéje (kalorikus)
mutatja a hutendo közeg belépési homérsékleteinek és a hutendo közeg mennyiségének állandósága esetén. Látható, hogy mind a mértékadó hoátadó felület, mind a hoátbocsátási tényezot befolyásoló hatások módosítják az elpárologtató hutoteljesítményét.
A hutoközeg kondenzálódása során leadott hot a víz veszi fel. A kondenzátor szerkezeti kivitele általában fekvo vagy álló csoköteges, ritkábban kettos csövii, ellenáramú. Fekvokazános ( csoköteges) kondenzátor nagy egységteljesítményre készül. A leggyakrabban alkalmazott típuso Frissvíz-hiitésen kívül elterjedten alkalmazzák vízvisszahiitovel kombináltan is. Freon hiitoközegekre kis magasságú bordákkal ellátott csövekbol alakítják ki a hoátadó felületet. Frissvíz-hiités esetében a szokásos vízfelmelegedés 8+ 10 oC; vízvisszahiitovel kombinált alkalmazásakor általában 4+ 6 oC. Kettos csövu, ellenáramú kondenzátor. A két koncentrikusan egymásba helyezett csobol álló csofalak párhuzamos kapcsolásával kialakított kondenzátort nagyanyagfelhasználása miatt ma már csak ritkán alkalmazzák. A kondenzátum bizonyos mértéku utóhutésre is.alkalmas.
23.4.3. Kondenzátorok 23.4.3.2. Víztakarékos kondenzátorok A kondenzátor feladata a túlhevített (egyes hutoberendezés-fajtákban telített) goz állapotban érkezo hiitoközeg kondenzálása és típusától függ(Sen kismértékii utóhiitése. Alapvetoen három jellegzetes típusa különböztethetlS meg: frissvízhutésii (átfolyásos), víztakarékos és léghiitésii.
A víztakarékos kondenzátorok az átfolyásos kondenzátorokénál kisebb vízfogyasztásukat a hiitovíz párolgáshojének felhasználásával érik el. Régebbi, ma már csak ritkán alkalmazott megoldásuk a permetezett kondenzátor.
760
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
felület túlnyomó része általában sima csövekbol készül és a vízpermetezo fejek alatti térben helyezkedik el. A sima csövekre permetezett vízmennyiség általában (1...1,6).10-5 ljJ, a légmennyiség (1,95.. .4,2) . 10-5 m3/J, a légsebesség 4 ... 6 mis. A ventilIátor és a ketingtetoszivattyú teljesítményfelvételének 100 kW hoteljesítményre vonatkoztatott értéke 1,6.. .2,5 kW. Alkalmazását hutovízhiány vagy nagy hutovÍZköltség indokolja.
3,
-.--
Keringte/eff VIZ
23.4.3.3. Léghutésu kondenzátorok
1 23-34. ábra. Evaporatív kondenzátor 1 keringtetoszivattyú-csatlakozás; 2 szintmutató; 3 biztositószelep; 4 gozbelépés csatlakozása; 5 folyadék kilépocsonkja; 6 légtelenítocsatlakozás
Efpárofogtató (evaporatív) kondenzátor. Vízszükséglete az átfolyásos kondenzátorok vízfelhasználásának csupán 5... 8%-a. Felépítése a 23-34. ábrán látható. A hoátadó felület kis (bordáscsöves) hányadát a kondenzátor feletti légáramba építik be, amely a túlhevítési ho leadására való. A hoátadó
Vízszir7fes cso
Függoleges cso,
fal
1f~, I I { I
{
J
{f
Foleg kis teljesítményu hutoberendezések kondenzátoraként kerülnek alkalmazásra. Újabban azonban már nagyobb, kb. 105 W hutoteljesítményu berendezésekben sem ritka felhasználásuk. Hoátadó felületük a kedvezotlen levegooldali hoátadási viszonyok miatt lényegesen nagyobb a hasonló· teljesítményu egyéb kondenzátorokénál. Energiafogyasztásuk jelentos. Hoközfési viszonyok. A kondenzálási hutoközeg oldalán a hoátadási tényezo nagyságrendi meghatározásához a 23-35. ábra nomogramja ad segítséget [4] alapján. A vízszintes csoben való kondenzálódáshoz a hoátadási tényezo az oc= 1,08MqO,5fo.35d-o.25
~Of, "
1b41 I I .5 I J 2 /(;'3' I hoáfadási tényezo, .7/ m2 s 1(
·k 0(,
y,
23-35. ábra. Nomogram
kondenzálódó
közeg hoátadási 6=tCl1m -
tc
{ I 6-
f
'4
I1/JO
O~lftJ[)--'--L!201í
Filmhomérsékfef,
oc
I j
tényezo jének meghatározásához
{4]
'(23-30)
A HUTOBERENDEZÉSEK 23-22. táblázat. Az M tényezo értékei [141
t. oc
IF-ll
NH,
I
o
I
F-12
IF-22
2,67 2,17 2,58 7,52 5,00 2,93 2,88 2,69 4,20 3,08 4,56 3,31 3,91 3,51 3,12 3,40 8,84 8,15 3,66 6,90
összefüggésseI határozható meg [l4] szerint. M értékét a 23-22. táblázat tartalmazza; lj felületi hoterhelés, Wjm2; I a cso hossza, m; d a cso belso átméroje, m. A hoátadó felület szennyezodése stb. hovezetési ellenállást képez, amely (4 ... 10).10-4 m2K/W nagyságrendu lehet.
761
ELEMEI
telen megválasztása az egyébként helyesen kialakított hutóberendezés tervezettol eltéro, nem egyszer helytelen üzemének okozója. Rendeltetése a hutoberendezés elpárologtatójának helyes üzeméhez szükséges hutoközegáram átengedése, a berendezés rendeltetés szerinti üzemi körülményeinek teljes tartományában; a kompresszor "nedves üzemének" megakadályozása. A kézi adagolószelep a szeleporsó emelésével fokozatosan változtatja az átömlési keresztmetszetet, ezzel téve lehetové az átáramló hutoközeg-mennyiség finom változtatását. Ma már csak igen ritkán, szükségmegoldásként alkalmazzák. 23.4.4.1. Automatikus adagolÓ8Zervek A szabályozott jellemzotol függoen lehetnek nyomásszabályozók, a túlhevülés mértékét szabályozók, folyadékszint-szabályozók.
23.4.3.4. Kondenzátorok jelleggörbéje
Állandó nyomású adagolószelep (automatikus expanziós szelep). Az elpárologtatóba adagolt huto-
A vÍzhutésu kondenzátor hoteljesítményére vonatkozó összefüggések alapján a termikus jelleggörbét meghatározó egyenlet:
közeg mennyiségét az elpárologtató nyomásától függoen változtatja, a nyomás növekedésekor csökkenti, csökkenésekor növeli az átbocsátott hutoközeg-áramot. Muködési vázlata a 23-37. ábrán látható. Arányos muk.ödésu. Az elpárQlgási nyomás (homérséklet) alapértéke az Fl rugóerovel állítható be. Muködését jellemzi: a nyitás kezdetéhez tartozó ún. statikus szÍvóoldali nyomás (POst), az alapértéknek megfelelo POü nyomás, a nyitási nyomáskülönbség,po nyit= POst- Poü· A hutoberendezés leállásakor az adagoló biztos zárásának feltétele, hogyakisnyomású oldalon a leállás után a nyomásnövekedés a Po nyit értékét meghaladja. Alkalmazási területe egyre szukül. Száraz rendszeru elpárologtatók adagolószelepeként akkor használatos, ha a hutoberendezésnek
Q= ( l-e
;"yCv kkoAkO)
mvcv(t-tvbe)
W, (23-31)
ha a hutovíz belépési homérséklete adott :
Q= ( e
;"yCv kkoAko
-1
)
mvcv(t- tv ki)
W,
(23-32) ha a hutovíz kilépési homérséklete adott, ahol kko a kondenzátor mértékadó felületére vonatkoztatott hoátbocsátási tényezo, Wjm2K; Ako a kondenzátor mértékadó hoátadó felülete, m2; mv hutovÍzáram, kgjs; ev a hutovíz fajhoje, JjkgK; t a kondenzációs homérséklet, oC; tvbe a hutovíz belépési homérséklete, oC; tv ki a hutovíz kilépési homérséklete, oc. A kondenzátor hutoteljesÍtményének a kondenzációs homérséklettol való függését a 23-36. ábra szemlélteti. Minden hatás, amely akár a hoátbocsátási tényezo, akár a hutovÍzmennyiség vagy a hoátadó felület változását okozza, módosítja a jelleggörbét.
tv be = áll. o
mv
I
=011.
Ako =óll.
23.4.4. Adagolószervek oC:;
Az adagolószerv, amelyet gyakran föjtószelepnek neveznek, a hutoberendezés tervezett üzeme szempontjából a berendezés egyik lényeges eleme. Hely-
tv pe f)
kondenzációs homérséklet, oc
23-36. ábra. Kondenzátor jelleggörbéje
762
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
•
....•
'-....6
2
Lp,---
II
I I
1----- -1.1J
I
j
23-37. ábra. Állandó nyomású adagolószelep muködési vázlata
Az érzékelo töltése többféle lehet: folyadéktöltésu, kondenzálódó gáz töltésu, gázadszorpciós töltésu stb. A töltés fajtájától függoen különbözo eloírások betartása szükséges annak érdekében, hogy az érzékelo Pérz nyomását egyértelmuen a ttúl homérséklet határozza meg. A közvetlen muködésu termosztatikus adagolószelepek általában F-12 hutoközegre 210 kW, F-22 hutoközegre 350 kW, NH3-ra 460 kW névleges hutoteljesítményig készülnek. Nagyobb teljesítményekre kizárólag szervomuködésu adagolószelepek alkalmazhatók. Ezek kis teljesítményu termosztatikus adagolószelepbol mint vezérszelepbol (Pilot ventil) és magát a hutoközeget mint energiahordozót felhasználó beavatkozószeJepbol (fosze-
1 membrán; 2 szeleptu; 3 állítórugó; 4 állítócsavar; 5 csatlakozás a folyadékvezetékhez; 6 csatlakozás az elpárologtatóhoz
csak egy elpárologtatója van, és a hutendo közeg homérséklete csak szuk tartományon belül változik. Hátránya, hogy az elpárologtató növekvo hoterhelése esetében az elpárologtató hutoközeg ellátása elégtelenné válik. Csökkeno hoterheléskor, amikor az elpárolgási nyomás csökken, túltöltés következik be. A túltöltés veszélyének elkerülésére kívánatos 00. elpárologtatótermosztát alkalmazása. Termosztatikus adago/ósze/ep (termosztatikus expanziós szelep). Száraz rendszeru elpárologtatók leghasználatosabb adagolószerve. Az elpárologtató hutoközeg-ellátását az elpárologtatót elhagyó huto~özeg-goz túlhevítése mértékének (ttúl- to= LlttúJ állandó értéken való tartásával valósítja meg. Az elpárologtató változó hoterhelése esetében is biztosított a hoátadó felület teljes kihasználásához szükséges hutoközegáram, ugyanekkor véd a túltöltodés ellen. Felépítésének és muködésének vázlatát a 23-38. aj ábra mutatja. Arányos szabályozó. Csökkeno ttúl túlhevítési homérséklet vagy emelkedo to elpárolgási homérséklet a szeleptestet egyaránt a zárás irányába mozdítja el, ill. fordítva. A hutoberendezés leállásakor az elpárolgási Po nyomás gyors növekedésévei a szelep lezár. Azonban, ha a kompresszor leállásakor az érzékelo homérséklete is emelkedik, továbbá az érzékelo és az elpárologtató nyomásainak különbsége nem csökken a rugóerovel és a membrán hatásos felületével meghatározott érték alá, a zárás nem következik be. A bizonytalan zárás miatt, az elpárologtató túltöltési veszélyének kizárására, gyakran külön elem, egy mágnesszelep végzi a zárást. Szerkezeti kialakításának egyik lehetoségét a 23-38. bJ ábra mutatja.
5 ftú/ \ P,rz
V
\
/
3 / r, 4-
aj
hj 23-38. ábra. Termosztatikus
adagolószelep
aj muködési vázlat; hj Jdalakítás (Danfoss); 1 szeleptú; 2 membrán; 3 állítórug6; 4 állítócsavar; 5 érzékelöcso; 6 kapilláris; 7 csatlakozás a folyadékvezetékhez ; 8 csatlakozás az elpároloatatóhoz; 9 érzékelo
A HUTOBERENDEZÉSEK
23-39. ábra. Szervomuködésu
termosztatikus
adagolószelep
1 elpárologtató; 2 érzékelo beépítése; 3 szívóvezeték; 4 nyomáskíegyenlíto vezeték; 5 vezérlo mágnesszc1ep; 6 vezérlo termosztatíkus expanziós szelep; 7 folyadékvezeték; 8 szárító szílro; 9 foszelep
lep) állnak. Egyik megoldásukat a 23-39. ábra szemlélteti. A termosztatikus adagolószelepekkel tartott túlhevítés (Llttúl= ttúl- to) - a szabályozó arányos jellegébol következoen - a terheléstol függoen változó [23-40. a)· ábra]. Kedvezo, ha az üzemi túlhevítés a teljesítménnyel csak kismértékben változik. Eroteljes változása részterhelés mellett nedves üzemet okozhat, vagy teljes terhelés esetén az elpárologtató elégtelen kihasználását. A túlhevülés mértéke -adott teljesítmény mellett az elpárolgási homérséklcttol függoen is változik. Jellegzetes esetei a 23-40. b) ábrán láthatók. Az 1 jelleggörbéju termosztatikus adagolószelepek széles elpárolgási tartományban gyakorlatilag állandó túlhevítést hoznak létre, alacsonyabb elpárolgási tartományban sem áll fenn nedves üzem lehetosége. A 2 jelleggörbéju adagolószelep az elpárolgási homérséklet emelkedéséveI növekvo túlhevítést ad. Emiatt a magasabb elpárolgási homérsékleten csökken az elpárologtató kihasználtsága, bizonyos mértéku védelmet biztosít magas elpárolgási homérséklet esetén a kompresszort hajtó motor túlterhelése ellen, a kompresszor leállásakor pedig biztos zárást ad. A 3 jelleggörbéju adagolószelep Jt/ull
763
ELEMEI
kedvezotlen üzemu, az elpárolgási homérséklet emelkedéséveI csökken a túlhevülés mértéke. Emelkedo elpárolgási homérsékleten nedves üzem következhet be, a kompresszor leállásakor bizonytalan zárást ad. A túlhevítésnek az elpárolgási homérséklettól való függése miatt a termosztatikus adagolószelepek meghatározott elpárolgási homérséklet-tartományokra készülnek. A hermetikus motorkompresszorok túlterhelésének elkerülésére lehutési folyamatokban, leolvasztási periódusok után stb. meg kell akadályozni, hogy az elpárolgási homérséklet egy meghatározott felso értéket túllépjen. Ezt a feladatot töltik be a nyomáshatárolású termosztatikus adagolószelepek. A nyomáshatárolás mechanikus úton vagy az érzékelo töltetéveI valósítható meg. Ha az adagolószelep és az érzékelo közötti szakaszon {az elpárologtatóban) a hutoközegoldalon a nyomásesés nagyobb a .telítési homérséklet 1,5 oC-os változásával meghatározott nyomáskülönbségnél, az ÚD. külso nyomáskiegyenlítésu ter, mosztatikus adagolószelepek alkalmazása indokolt. Ezen szelepek beavatkozása az elpárologtatót elhagyó hutoközeg és az érzékelo nyomásának különbségétol függ. Kialakításuknak egyik megoldása és bekötése a 23-41. ábrán látható. A nyomáselvételi hely mindig a cso felso alkotója mentén legyen. A 23-42. aj ábrán a túlhevítés mértéke és a szelep teljesítményének kapcsolata látható. Az állítórugóval a nyitási túlhevítés változtatható. A 23-42. b) ábra az elpárolgási és kondenzációs homérsékleteknek az adagolószelep hutoteljesítményére gyakorolt hatását mutatja teljes nyitás esetén. Az adagolószelep hutoteljesítménye a szelepteljesítmény (msze' kgjs) és az adotthomérsékletekkel meghatározott hutokörfolyamatban körforgásban tar"cl
I
1
Teljesifménv,
%
Elpárolgás;
aj
hOmérséKlet,
OC
b) 23-40. ábra. Túlhevítés hatása
aj termosztatíkus adagolószelep túlhevítési értékének a teljesítmény tói függo változása; homérséklet hatása a túlhevítés mértékére
bJ
az e1párolgásí
764
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
2
23-41. ábra. Külso nyomáskiegyenlítésu termosztatikus adagolószelep 1 érzékelo; 2 folyadékcsatlakozás; 3 csatlakozás az elpárologtat6hoz; 4 kiegyenlitöcsö csatlakozása
tott 1 kg hutoközeg-mennyiségre vonatkoztatott elvont homennyiség (qo, Wjkg) szorzata. A termosztatikus adagolószelepek megválasztásakor feltétlenül tekintettel kell lenni az alkalmazott hutoközegre ; az üzemi körülményekkel meghatározott, igényelt teljesítményre, annak maximális és minimális értékére; az adagolószelep elott és után a nyomások értékére (a várható minimális kondenzátornyomás figyelembevételével); a folyadékállapotú hutoközeg homérsékletére az adagoló szelep
~
-
tor/oliM }1~~7:}~~~;;;;é~~_-~7--J/ / /1
~100%r-------lU _~ ' I <-
~ ~
I
1
I ! I I
I I
~
I I ] II
I
I I
I
,1
/
Lill
aj
1
I
I
""" ~ -.~
elott; az elpárolgási homérsékletre; az adagolószelep alkalmazhatóságának homérséklet-tartományára. Folyadékelosztó. A száraz rendszeru elpárologtatók a legkedvezobb hoátadási viszonyok, a lehetoleg kis hutoközegoldali áramlási ellenállások stb. miatt általában több, hutoközegoldalon párhuzamosan kapcsolt ágból állanak. Az egyes ágak közötti azonos hutoközeg-elosztást a különbözo megoldású folyadékelosztókkal valósítják meg [23-43.
I
I
-+-- "L J--
i
1
I
J
1
_
I'r4!!}ev('é~ ".~~i/osi i/1uködésl/obbletfúlhevítés tú/~e~ílé, a /e!j~snyitásig •.•.. '!zeml tulhevJfes .1
23-42. ábra. Termosztatikus aj v41tozás a túlhevítés füavényében:
L
b)
[/póro/gdsi
homersék/ef,
oC
adagolószelep teljeSítménye [IS]
hj változás az elpárolgási és kondenzációs homérséldet függvényében
A HÜTOBERENDEZÉSEK
a) ábra]. Alk.almazásukkor minden esetben
külso, nyomáskiegyenlítésu termosztatikus adagolószelep beépítése indokolt. A folyadékelosztót az elpárologtatóval azonos méretu, hosszúságú és átméroju csövekkel kell csatlakoztatni. A termosztatikus adagolószelep és a folyadékelosztó közötti csovezeték legyen rövid, közöttük szerelvény nem lehet. 23.4.4.2. Szintszabályozók A szintszabályozók az elárasztott rendszeru elpárologtatók adagolószervei, amelyek az elpárologtató kello mértéku elárasztásához szükséges állandó folyadék- (hutoközeg-) töltést biztosítják. Alkalmazásukhoz célszeru az elpárologtatót külön folyadék-
aj
765
ELEMEI
leválasztóval ellátni, amely lehetové teszi megfelelo, szabályozható folyadékszint kialakulását. Nagynyomású úszós adago/ósze/ep. A hutoberendezés nagynyomású oldalán, a kondenzátorban, vagy ha van, a folyadéktartályban levo folyadékállapotú hutoközeg mennyiségét szabályozza; a folyadék szintjét tartja állandó értéken. A folyadékszint emelkedésekor nyit, a fölös mennyiséget elengedi a kisnyomású rész felé, süllyedésekor zár. A 23-43. b) ábrán vázolt megoldás ún. szelloztetocsöve az úszóházban a nyomás nemkívánatos növekedését gátolja meg, egyben lehetové teszi az úszóháznak a kondenzátum szintje fölött való elhelyezésé~. A szellozteton keresztül az elpárologtatóba kerülo közegmennyiség csupán elhanyagolható veszteséget okoz. Mivel a nagynyomású oldalon tart állandó fo-
1 bJ
1 1
ej dJ
23-43. ábra. Folyadékadagolás
2
szerelvényei
aj folyadékelosztó; h) nagynyomású úszós adagolószelep: 1 belépöesonk; 2kilépocsonk;3
sze1lozöcso; e) kisnyomású úszós adagoló: 1 nagynyomású folyadék belépése; 2 kisnyomású goz kilépése; 3 kisnyomású folyadék kilépése; d) elektronikus úszós adagoló (Danfoss): 1 csatlakozó a goztérhez ; 2 csatlakozó a folyadéktérhez ; 3 úszó; 4 impulzustekeres ; 5 transzduktor-re1é
766
HuTÉS
A LÉGTECHNIKÁBAN
rendezés kis- és nagynyomású oldalai között a nyolyadékszintet a változó terhelésu üzem, a hutomáskiegyenlítodést, ezzel a kompresszor tehermenközeg-veszteség az elpárologtató hutó'közegtöltésének változását vonja maga után, ezért a nagynyo- tes indulását. A kapilláris csövön átáramIó hutomású úszós adagolószelep alkalmazásakor kello közeg mennyiségét, a belso átméro és hossz mellett, körültekintéssel kell eljárni. dönto mértékben a belépo tömeg nyomása és homérséklete határozza meg.· Az irodalom [4] szerint Kisnyomású úszós adagolószelep. Az elpárologtaaz átbocsátott hutoközegáram : tót kello mennyiségu folyadékállapotú hutoközeggellátja el. A hutoközegszintnek az elpárologtatóban az .alapérték alá csökkenésekor nyit, aIölé m=2,48' 10-3"V?- yj kgfs, (23-33) emelkedésekor zár. Párhuzamosan kapcsolt, több elpárologtató adagolószerveként használható. Ki- ahol d a kapilláris cso átméroje, mm; l a kapilláris vitelezési példát láthatunk a 23-43. ej ábrán. hossza, m;.f-nek F-12 hutó'közegre meghatározott Elektronikus úszós adagolószelep. Ellentétben a értékeit a 23-23. táblázat tartalmazza. Látható, hogy kis- és nagynyomású úszós adagolószelepekkel, az a végnyomásnak csak csekély hatása van a közegúszót csupán impulzus adására használják fel. Az áramra. úszó elmozdulásával kiváltott elektromos jelet az Alkalmazásakor a berendezés kialakítása során ún. transzduktor-relé erosíti fel és muködteto jelet figyelembe kell venni sajátos viselkedését, gondot ad a beavatkozást végrehajtó mágnesszelepnek kell fordítani a folyadékütés lehetoségének elkerülé[23-43. dJ ábra]. Helyes beálIítással igen pontos sére. szintszabályozást tesz lehetové. • Termosztatikus szintszabályozó. Felépítése, muködése megegyezik a belso nyomáskiegyenlítésu 23.4.5. Kiegészíto elemek termosztatikus adagolószelepekével. Erzékelojét az elpárologtat6 folyadékleválaszt6jában a tartand6 szint magasságában elhelyezett védohüvelybe építik 23.4.5.1. Utóhuto be. Az érzékelo mintegy 15 W teljesítményu, kis feszultségu (24 V) villamos futéssei ellátott. EmelAz utóhuto a kondenzátorban lecsapódott hutokedo folyadékszint esetén a hüvelyt folyadékállaközeget telítési homérséklet alatti értékre huti le. potú hutoközeg veszi körül, csökkeno folyadékszint A hutést végzo közeg fajtájától függoen az utóesetén telített goz állapotú hutoközeg. A hoátadási hutó'k vízzel hutött és kisnyomású, alacsony homértényezok különbsége miatt bekövetkezo érzékelosékletu hutoközeg gozévei hutött típusokra oszthomérséKlet-változásnak megfeleloen nyit, ill. zár hatók. az adagolószelep, s a folyadékszintet közel állandó Vízzel hutött utóhutok. Ellenáramú hocserélok, értéken tartja. leggyakrabban kettos csövu kiviteluek, amelyekben Kapilláris cso. Kis teljesítményu hutoberendezéa folyadékállapotú hutoközeget a hutovíz belépési sekben gyakran alkalmazott adagolószerv, amely homérsékleténél ~ 2 OC-kal magasabb értékre hua kompresszor üzemszunetében lehetové teszi a be- tik. A hutovíz a belso csóben, a hutendo folyadék a két cso közötti, gyuru keresztmetszetu térben áramlik. A hutendo folyadékoldalon a hoátadási ténye23-23. táblázat. Azftényezö értékei F-12-re zo [4] szerint, ha w a sebesség és d a csoátméro, kapilláris csonél [4] NH3 esetén: tbe, 0,87 oc 1,61
40 303,61 0,982,04 2,19 2,49 1,713,52 1,462,66 0,55 3,52 2,04 3,61 1,06 1,51 1,07 0,81 0,46 1,23 0,280,78 0,34 0,26 0,21 0,51 0,37 0,44 0,79 0,711,51 2,66 1,87 1,66 -60 I550,78 ° II-60 0,56 I1,02 /1,02
(23-34) F-12
esetén: WO.8
cx.~700 dO,2
Xbe
a kapilláris esohoz érkezo folyadék fajlagos goztartaIrna.
Wfm2K
(23-35)
, összefüggésseI határozható meg Re?!=. 3000 tartományban. Hutoközeggel hutött utóhuto. Az olajban korlátlan mértékben oldódó hutoközeggel üzemelo hutoberendezésekben alkalmazzák elsosorban. Az ilyen hutoberendezésekben az elpárologtatóba a hutoközeggel együtt folyamatosan olaj is érkezik, amely-
767
A HUTOBERENDEZÉSEK ELEMEI
nek eltávolításáról gondoskodni kell. Az olajhiány a kompresszorban rendellenességekre vezc;t, ill. az elpárologtatóban összegyulo olaj, változatlan nyomás mellett, az e1párolgási homérséklet emelkedését okozza. Száraz rendszeru elpárologtató esetén emiatt túlhevített goz és olajban dús folyékony oldat hagyja el az elpárologtatót, elárasztott rendszeru elpárologtatókban pedig a kompresszor olajhiányának és az elpárologtató teljesítménycsökkenésének megakadályozására ugyancsak olajban dús folyékony oldatot kell eltávolítani az elpárologtatóból. Az olajban dús oldat a kompresszorba kerülve részben a kompresszor szállítási fokát csökkenti, részben rontja a kompresszor kenési viszonyait. A hutoközeggozzel hutött utóhuto rendeltetése ilyen esetekben kettos: a nagynyomású folyadékállapotú hutoközeg lehutése, és a leadott hovel az olajban dús oldatból a hutoközeg kipárologtatása. Ezen utóbbi funkció miatt szokásos a túlhevíto elnevezése is. Egy típusa a 23-44. ábrán látható. A folyadékoldalon a sebesség használatos értékei 0.7 ... 1 mIs, a gozoldalon 8... 10 mIs. A hoátbocsátási tényezo F-12 hutoközeg esetében 200 ... 260 W/m2K nagyságrendu. Méretezéséhez, üzemi viselkedésének megállapításához G. Bambach F-12-0Iajoldatra kidolgozott diagram ja (23-45. ábra) ad lehetoséget.
~ :~C~.-,_---i ~~ 90:O 10 20 30 1,.0 50 50 S, koncenfróció, 23-45. ábra. Olaj-F-12
70 80
90 100
$. %
i-;
diagramja [16]
jat futi, csökkentve annak hutoközeg-tartalmát. A kompresszor és a kondenzátor közötti nyomóvezetékbe építik be, nem túl közel a kompresszorhoz, lehetoséget adva nagyobb olajcseppek képzodésére.
i-~
23.4.5.2. Olajleválasztó A dugattyús hutokompresszorokkal elhordott olajnak a berendezés többi részébe való jutását kell meggátolnia, s az elhordott olaj kompreszszorba való visszatérését kell lehetové tennie. Alkalmazása az olajban nem, vagy csak korlátozott mértékben oldódó hutoközegek esetén különösen jelentos, de az olajjal korlátlanul oldódó hutoközegek esetében is elonyös. Különbözo elveken muködo típusaik használatosak: sebességcsökkentéssei, irányeltétítéssel, ütköztetéssel, centrifugálással stb. A 23-46. a) ábra Freon hutoközegekre kialakított változatát szemlélteti. A belépo túlhevített goz a már leválasztott ola1 2
/! . ~~[.~]-~ 23-44. ábra. Belso hocserélo kompresszoros hez (Danfoss) 1 csatlakozás
hutoberendezés-
a szívóvezetékhcz; 2 csatlakozás a folyadékvczetékhez
23.4.5.3. Folyadékleválasztó Feladata a hutoközeg folyadék-goz keverékének szétválasztása. Foleg elárasztott elpárologtatókhoz alkalmazzák, de egyéb berendezésekben is alkalmas a hirtelen terhelésváltozáskor (terhelésnövekedéskor) a szívóvezetékbe kerülo folyadék leválasztására. 23.4.5.4. Szürok A szurok a gyártás, üzembe helyezés és az üzemeltetés során a hutoberendezésbe kerülo idegen, üzemzavart okozó anyagok vánqorIását és az emiatti üzemzavarokat akadályozzák meg. SzennysZUTo. A hutóberendezésben eloforduló szilárd szennyezodéseket fogja fel. A fojtószelep elott a folyadék-, a kompresszor elott a szívóvezetékbe való beépítése kis és nagy berendezésekben egyaránt indokolt. Anyaga suru szövésu sárgaréz vagy egyéb anyagú szitaszövet, NH3 esetén perforált acéllemez stb. Szabad áramlási keresztmetszete a csokeresztmetszet 1,2... 1,4-szerese. Kivitelezési példája a 23-46. b) ábrán látható. Nedvességszuro. A hutoberendezésben levo, korróziót, dugulást okozó nedvességtartalom eltávolítására, különösen halogén derivált szénhidrogén hutoközegek esetében szükséges nedvességszurok
768
HUTÉS A LÉGTECHNlKÁBAN
11
a)
hj
ej 23-46. ábra. Leválasztó és szúro aj olajleválasztó olajban oldódó hútoközegbez: 1 úszó; 2 olajtartály; 3 szeleptú; 4 rugó; 5. 6 tömítés; 7 szelepúlés; 8 olajelvezeto csatlakozás; 9 belépÖc:sonk; 10 kilépÖc:sonk; 11 leválasztó; bj szennyszúro; ej nedvessépzúro
"'/'" ""
"
'.20 """
""
A HÜTOBERENDEZÉSEK
-- -5-
--/' -""
"""
769
ELEMEI 23-25. táblázat. Szárítóanyagok aktiválhatósága (15)
/'f 3-
""
Szúroanyag
-4
320 ..,350 230 ... 250 53.46 Kalcium-szulfát 180... 3... 200 3.. 220
Igen
20
40
60
f-12 víz/arlo/mo 20 DC-on, mg 23-47. ábra. Száritóanyagok egyensúlyi görbéi [15] 1 molekulaszlirö,
LMS 4A; 2 aktiv timföld, A tip.; 3 aktiv timföld, 4 szilikagél, A tip.; 5 szilikagél, B tip.
B tip;
23-24. táblázat. Szárítóanyagok alkalmazhatósága [151 Sz\'lröanyag \
Kieselgel, Blaugel Linde-féle molekuIaszuro Aktív timföld Kalcium-szulfát
(aiS04)
Gáznemu
hutoközeg
Minden hutoközegre
F-12
I Minden huto-
közegre Minden hutoközegre
I
Folyékony
hútoközeg
Minden hutoközegre
I
za, ami a teljesítményfelvétel növekedésére, a hutoteljesítmény csökkenésére vezet. A levego korróziót, robbanásveszélyt (hutoközegfajtától függoen), átfolyásos kondenzátorokban (a kondenzátornyomás szabályozása esetében) a vízfogyasztás megnövekedését okozhatja. Kis berendezésekben üzemszünet alatt kézi bt'!avatkozással végezheto el a légtelenítés. Nagy berendezésekben az üzemelés alatti, kis hutoközegveszteséggel járó légtelenítés külön légtelenítokészülékkel oldható meg. A korszeru légtelenítokészülékek már automatikusak. A levego (nem kondenzálódó gázok) jelenlétének megállapítása homérséklet- és nyomásmérésseI végzendo; ha a berendezésben nincsen levego, a kondenzátor nyomása megegyezik a folyadék homérsékletéhez tartozó teIítési nyomással.
Minden hutoközegre Minden hutoközegre
23.4.6. Csovezetékek A hutóoerertdezés különbözo szerkezeti elemeit csovezetékek kötik össze. Kialakításuk hatással van a hutoberendezés üzemére, hutoteljesítményére, teljesítményfelvételére. A szívó- és nyomóvezetékben bekövetkezo nyomásesések rontják a berendezés fajlagos hutoteljesítményét, csökkentik az összes hutoteljesítményét (23-26. táblázat). 23-26. táblázat. Szívó- és nyomóoldalI nyomásesések hatása F-12 hlitoközegu hlitÖkompresszor hlitöteljesítményére, normális viszonyok esetén Kompresslor hUloleljesltménye, %
Nyomásesés
23.4.5.5. Légteleníto A hutoberendezésbe valamely okból bekerült levego, nem kondenzálódó gázok a kondenzátorban, a folyadéktartály gozterében gyulnek össze. Jelenlétük a kondenzátornyomás növekedését okozAz épQI~
kézikönyve
vációs Ido. h Akti-
F-12
beépítése. A 23-24. táblázat néhány szárítóanyag alkalmazására ad tájékoztatást. A 23-47. ábra néhány nedvességszuro anyag egyensúlyi nedvességtartalmát mutatja, az olaj mentes F-12 víztartalmának függvényében. A nedvességszuro anyagok egy része aktiválható, erre vonatkozóan a 23-25. táblázat tájékoztat. A nedvességszuro szokásos kialakítása a 23-46. ej ábrán látható. Leggyakoribb beépítési helye az adagolószelep elotti folyadékvezeték.
SI
I
Igen
MolekuIaszuro Aktív timföldBlaugel Kieselgel,
o
Aktiválásl hómérséklet, oC
hatóság I AktiVál-1
Nyomásesések nélkül 1 oC forráspont-csökkenés 1 oC forráspont-emelkedés 2 oC forráspont-csökkenés 2 oC forráspont-emelkedés
a a a a
szfvóvezetékben nyomóvezetékben szfvóvezetékben nyomóvezetékben
100 96,5 98,4
93 97
770
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
23.4.6.1.
SzÍvóvezeték
A szívóvezetékben megengedheto teljes nyomásesés általában nem haladhat ja meg az 1 oC forráspontcsökkenésnek megfelelo értékét. Ez a klímaberendezésekhez számításba veendo elpárolgási homérséklet-tartományban NR3 esetén ~ 0,2 bar, F-12 esetén ~0,12 bar, F-22 esetén ~0,2 bar nyomásesésnek felel meg. Olajban oldódó hutoközegekhez az olaj biztos visszaszállítására a vízszintes vezetékekben minimálisan 2,5 mis, a függoleges vezetékekben, felfelé való áramláskor pedig 5 mis sebességet kell fenntartani. Az olaj visszaszállítása végett a szÍvóvezeték vezetésével kapcsolatban követelmények: - a vízszintes vezetékek a kompresszor felé 2 .. S -os lejtésseI készüljenek; - az emelovezeték elé minden esetben U alakú folyadékcsapdát kell beépíteni [23-48. a) ábra, 3];
- a folyadékcsapda a legkisebb, még kivitelezheto sugarú legyen; hosszú, függoleges emelovezetéket 7... 8 m-enként megszakítva, újabb folyadékcsapdákkal kell kialakítani. Teljesítményszabályozással ellátott berendezésekben kettos emelovezetéket kell alkalmazni [23-48. b) ábra]. A két vezetéknek teljes terhelés mellett, együttesen legalább 5 mis sebességet kell lehetové tenni, a kisebb átméroju vezetékben pedig minimális teljesítmény mellett {a nagyobb átméroju ekkor nem üzemel a folyadékcsapdában levo olajzár miatt) a sebesség ne legyen kevesebb, mint 5 mis. A kompresszor felett elhelyezkedo elpárologtató(k) esetében, ha a leállás után még hutoközeg marad vissza bennük, és a szívóoldal nincsen lezárva, a szívóvezetékbe az elpárologtató fölé nyúló, folyadékcsapdával ellátott emeloszakaszt célszeru beépíteni az induláskor bekövetkezheto folyadékhutés elkerülésére.
4
1
3 bJ min. i350mm
__ l
~
~d)
23-48. ábra. Kompresswr
kötései
a) szívóvezeték kialakitása; b) kettós eme1ovezeték; e) párhuzamosan üzo.
ej
meló kompresszorok szivóoldali bekötése; d) párhuzamosan uzemeló kompresszorok kondenzátorral való csatlakoztatása; 1 eJpárologtatók; 2 termosztatikus adagoló; 3 emelocso; 4 közös szivóvezeték; 5 kett& eme1óvezeték; 6 kompresszor; 7 olajkiegyenlito vezeték; 8 kondenzátor
A HUTOBERENDEZÉSEK
771
ELEMEI
Több, párhuzamosanüzemelo elpárologtatót a adagolószelep helyes muködését, csökkenti életközös szívócso felso alkotója mentén kell becsatla- tartamác A gozképzodés elkerülésére, a folyadékkoztatni [23-48. aj ábra]. A közös szívócsore dol-. vezetéknyomásesését 0,5 oC telítési homérséklet gozó több kompresszorban biztosítani kell, hogy az . csökkenés alatti értéken kívánatos tartani, aminek olaj egyenletesen jusson mindegyikbe, ill. az üzemen NH3esetén ~0,25 bar, F-12 esetén ~0,14 bar, kívül levo kompresszor szívócsonkjábanolaj ne F-22 esetén ~0,21 bar· nyomásesés felel meg. gyulhessen össze. Felülrol érkezo szívóvezetékben Figyelembe kell venni azonban a nyomásesés megfolyadékcsapdát kell közvetlenül a kompresszorok határozásakor a felfelé haladó vezetékben a folyaelott kialakítani [23-48. eJ ábra], valamint a komp- dékoszlop statikus nyomását is, s az utóhutés mérresszorok forgattyúházait kiegyenlítovezetékkel kell tékét ennek megfeleloen kell megállapítani. ellátni. Az egyvezetékes kiegyenlítovezeték alkalmazásakor a kompresszorok olajszintjének azonosnak kell lennie, és a teljesen vízszintes vezetéket közvet23.4.7. A hutofolyamat lenül az olajszint felett kell becsatlakoztatni. Kétmásodlagos szabályozói vezetékes kiegyenlítés esetén külön vezeték köti össze a kompresszorok forgattyúházainak olaj- és Rendeltetésük a hutoberendezés muködésének az goztereiC Az összeköto gozvezetéket célszeru a leheto legnagyobb méreture választani. igények szerinti módosítása, a felügyelet nélküli, A kompresszorok közötti egyenletes olajelosztás üzembiztos muködés lehetové tétele, megvalósítása. problémái miatt, lehetoség szerint, blokkegységeket alakítanak ki. 23.4.7.1. Elpárolgási nyomás szabályozó 23.4.6.2. Nyomóvezeték A nyomóvezetékben megengedheto nyomásesés 1 óC-nál nagyobb telítési homérséklet emelkedést nem okozhat. Ez NH3 esetén ~0,35 bar, F-12 esetén ~0,3 bar, F-22 esetén ~0,45 bar nyomásesésnek felel meg. A minimális gozsebesség vízszintes csövekben 2,5 mis, függoleges emelocsövekben 5 mis. Az olajvisszafolyás elkerülésére a kondenzátor felé 2 .. .so -os lejtéssei kell a vízszintes csoszakaszokat szerelni. Ha az emelocsoben a gozsebesség 5 m/s-nál nagyobb, 2,5 m-nél kisebb emelomagasság esetén nincs szükség folyadékcsapdára. Teljesítményszabályozásos kompresszorokban 2,5 m-nél nagyobb magasság esetében kettos emelocsövet kell kialakítani, ha elotte olajleválasztót nem építenek be. Párhuzamosan üzemelo kompresszorok kondenzátorra való csatlakoztatására példákat a 23-48. dJ ábra mutat. Ha a párhuzamosan üzemelo kompresszorok külön-külön kondenzátorra dolgoznak, a kondenzátorok elott a nyomóvezetékkel azonos átméroju kiegyenlítocsovel kell a nyomóvezetékeket összekötni. A kondenzátorok közös folyadékvezetékre csatlakoznak. 23.4.6.3. Folyadékvezeték A folyadékvezetékben bekövetkezo nyomásesés, ha az utóhutés mértéke nem megfelelo, az adagolószelep elott gozképzodésre vezet, ami gátolja az 51·
A szabályozót, amelyet gyakran állandó nyomást biztosító szelepnek neveznek, az elpárologtató után, a szívóvezetékbe építik be. Elterjedten alkalmazott megoldásaihoz külön segédenergia nem szükséges. Feladata az elotte uralkodó nyomás (elpárologtató nyomás) meghatározott értéken tartása (pl. közvetlen elpárologtatású léghuto deresedés elleni védelme stb.). Muködési vázlata a 23-49. aj ábrán látható. Az elpárologtatóban csökkeno nyomás hatására a szabályozó beavatkozószerve csökkenti az átáramlási keresztmetszetet. Az alapértéknél nagyobb elpáro-
8
23-49. ábra. Nyomásszabályozók a) elpárologtatónyomás-szabályozó; b) termosztatikus vezérlésu elpárologtatónyomás-szabályozó muködési vázlata: 1 csatlakozás az elpárologtatóhoz; 2 csatlakozás a kompresszor szívóvezetékéhez; 3 ellenórzo feszméro csatlakoztatása; 4 membrán; 5 szeleptest; 6 állítórugó; 7 áIlitócsavar; 8 érzékelo; 9 kiegyenlítomembrán ; 10 áIlitógylírlí
) 772
HuTÉs A LÉGTECHNIKÁBAN
logtató nyomáson abeavatkozószerv - a szeleptest - a teljes átáramlási keresztmetszetet nyitva tartja. 23.4.7.2. Tennosztatikus vezérlésu elpárolgási nyomás szabályozó A szabályozó, amelyet gyakran termosztatikus szívóoldali fojtószelepnek neveznek, az elpárologtató nyomását valamely külso jellemzotol (pl. a hutött levego homérsékletétol stb.) függoen változtatja. Az elpárologtató után a szívóvezetékbe építik be. Arányos muködésu, muködési vázlatát a 23-49. b) ábra szemlélteti. Az érzékelés helyén mért homérséklet emelkedése az átáramlási keresztmetszet nyitását, csökkenése pedig zárását vonja maga után. Az alapérték a rugórendszer elofeszítésének változtatásával állítható be.
23.4.7.4. Teljesítményszabályozó A már komprimáIt hutoközegnek a nyomóoldalról a szívóoldaIra való visszaengedéséveI csökkenti a teljesítményszabályozás nélküli hutokompresszor hutoteljesítményét. Arányos muködésu szabályozó, amelynek muködését a 23-50. b) ábra szemlélteti. A szívóvezetékben uralkodó nyomásnak a rugó elofeszítéséveI beállított alapérték alá való csökkenésekor a szelep az átáramlási keresztmetszetet nyitja, és a nyomóvezetékbol nagynyomású, telített gozt enged a kompresszor szívóoldalára. A szabályozót a nyomó- és szívóvezetékeket összeköto ún. by-passvezetékbe építik be. Alkalmazásakor a kompresszió véghomérsékletének kedvezotlen mértéku emelkedését a szívóvezetékbe folyadékállapótú hutoközeg befecskendezéséveI kell elkerülni.
23.4.7.3. Indításszabályozó
23.4.7.5. Tennosztatikus utánfecskendezo szelep
A nagy elpárolgási nyomással induló kompreszszorok, különösen hermetikus motorkompresszorok, indulás alatti túlterhelését küszöböli ki olyan esetekben, amikor az adagolószerv nyomáshatárolásra nem alkalmas. A kompresszor szívóoldali nyomásának felso érté két határolja. Az elpárologtató után, a szívóvezetékbe építik be. Arányos muködésu, a kialakításának vázlata a 23-50. a) ábrán látható. Ha az utána kialakuló nyomás kisebb a rugó elofeszítéséveI beállítható alapértéknél, az átáramlási keresztmetszet teljesen nyitott, ha eléri az alapértéket, a szelep a zárás irányában elmozdul, megakadályozva a nyomás további növekedését. A kialakítás kiküszöböli az elpárologtató nyomásának a muködésre gyakorolt hatását.
A kompresszor szívóoldali nyomásának csökkenése, a szívócsonkhoz érkezo hutoközeg túlhevítettségének növekedése, a kompresszor nyomóoldali nyomásának (kondenzátor nyomásnak) növekedése a kompresszió véghomérsékletének emelkedését okozza. A termosztatikus utánfecskendezo szelep a kompresszor nyomócsonkjának homérsékletét méri. A nyomócso homérsékletének a beállított alapérték fölé emelkedését a folyadékállapotú hutoközeg szívócsobe való befecskendezéséveI gátolja meg. Arányos muködésu, muködési vázlata a 23-51. a) ábrán látható. 23.4.7.6. Nyomásról vezérelt hutovíz-szabályozó FrissvÍz-hutésu kondenzátoros hutoberendezésben a kondenzátoron átfolyó víz mennyiségét szabályozza, a kondenzátornyomás beállított alapértékének megfeleloen. Arányos muködésu,~muködési vázlatát a 23-51. b) ábra szemlélteti. Allandó kondenzátornyomást tart fenn, megakadályozza a felesleges hutovÍzfogyasztást. Nagyobb méretek esetében a szeleptestet a hutovíz nyomásesését felhasználó szervodugattyú mozgatja.
23-50. ábra. Szabályozók elvi felépítése a) indltásszabályozó miíködési vázlata; b) teljesitményszabályozó miíködési vázlata; 1 csatlakozás az elpárologtatóhoz; 2 csatlakozás a kompresszor szfvóvezetékéhez; 3 szeleptest; 4 membrán; 5 állitórugó; 6 állitócsavar: 7 csatlakozás a kompresszor nyomóvezetékéhez ; 8 kiegyenlitömembrán
23.4.7.7. Nyomáskapcsolók Túlnyomáskapcsoló a hutoberendezés nagynyomású oldalán valamely rendellenesség (pl. kondenzátor hutovizének kimaradása stb.) miatt bekövet-
A HUTÖBERENDEZÉSEK
773
ELEMEI
5 6
aj
4.
2-
1-
bJ 23-52. ábra. Nyomáskapcsolók
a) túlnyomáskapcsoló mfiködésí vázlata; hj nyomáskü1önbség-kapcsoló; 1 nyomáscsatlakozó; 2 membrán; 3 állítórugó; 4 állítócsavar; 5 pillanatkapcsoló; 6 kontaktusok
23-51. ábra. Utánfecskendezo és hutovíz-szabályozó építése
elvi fel-
aj termosztatikus utánfecskendezo szelep: 1 csatlakozás a folyadékvezetékhez; 2 csatlakozás a kompresszor szívóvezetékéhez; 3 érzékelo; 4 szeleptest; 5 membrán; 6 kiegyenlítomembrán ; 7 kapilláris; 8 állítórugó; 9 állítócsavar; 10 kompresszor nyomócsöve; h) nyomásról vezérelt hfitovízszabályozó: 1 vízbelépés ; 2 vízkí1épés; 3 csatlakozás a kondenzátor goztllréhez; 4 szeleptest; 5 membrán; 6 állítórugó; 7 állítócsavar
kezo, meg nem engedheto mértéku nyomásemelkedést akadályozza meg. Felépítését és muködését a 23-52. aj ábra tünteti fel. Kétállású kapcsoló, amely a nyomás beállított értékének elérésekor pillanatkapcsolással áramkör megszakítására alkalmas; a motorvédo segédáramkörének megszakításával a hutoberendezés kompresszorát állítja le. Kikapcsolás után csak kézi beavatkozással kapcsolható be. Nyomáskapcsoló. Kis- és nagynyomású tartományokra készül. Feladata a hutoberendezés kis- vagy nagynyomású oldalán a nyomás beállított alapérték alá süllyedésekor vagyemelkedésekor villamos impulzus kiváltása, amelynek hatására beavatkozószerv lép muködésbe. Felépítése, muködése a biztonsági túlnyomáskapcsolóéval megegyezo, de reteszelés nincs.
230-53.ábra. Mágnesszelep (Danfoss)
Nyomáskülönbség-kapcsoló [23-52. b J ábra]. A hutoberendezés meghatározott helyei közötti nyomáskülönbségnek a beállított alapértéktol való eltérése esetében villamos impulzust vált ki, amely megfelelo beavaktozásra ad lehetoséget. Pl. kényszerolajozású kompresszorokban az olajnyomás (Pforgh-Polaj)
HuTÉs A LÉGTECHNIKÁBAN
774
csökkenésekor a motorvédo segédáramkörének megszakításávalleállítja a kompresszort. 23.4.7.8. Homérséklet-kapcsoló Feladata meghatározott homérsékleten villamos jel kiváltása. az áramkör megszakítása vagy zárása. Felépítése és muködése a nyomáskapcsolóéhoz hasonló. Hutoberendezésekben általában kétállású kialakítása használatos.
23.4.7.9. Mágnesszelep A hutoberendezés csovezetékeinek lezárására, nyitására alkalmas. Sok esetben homérséklet-szabályozóval, nyomáskapcsolóval vezérelt beavatkozószervként alkalmazzák. Egyik megoldásának vázlatát a 23-53. ábra mutatja. Általában a mágnestekercs feszültség mentes állapotában zárt, feszültség alatt nyitott helyzetben van. Nagyobb méretekre szervodugattyús kivitelben készül, a segédenergiát az áramló közeg szolgáltatja.
23.5. Hutoberendezések szabályozási kérdései A hutoberendezés méretezését, a berendezési elemek megválasztását a mértékadó hutési igény alapján végezzük. Az esetek túlnyomó többségében az üzemido jelentos részében, a hutési igény lényegesen kisebb, mint a méretezési. A berendezés hutoteljesítményének a hutési igény szerinti módosítása, a berendezés üzembiztonságának védelme a szabályozás feladata. 23.5.1. Hutoberendezés üzemi viselkedése A hutoberendezésben kialakuló üzemállapotot a berendezés elemei együttesen határozzák meg. Az egyes elemek jelleggörbéi lehetoséget adnak az üzemállapot mind matematikai, mind grafikus módon való meghatározására. A 23-54. ábra egyfokozatú hutoberendezés kompresszorának, kondenzátorának éselpárologtatójának (egyenessei közelített) jelleggörbéi alapján az üzemállapot meghatározását mutatja. A baloldali diagram az elpárolgási homérséklet függvényében a kompresszor és az elpárologtató jelleggörbéjét, a jobb oldali diagram a' kondenzátor jelleggörbéjét és a kompresszorral meghatározott kondenzátorteljesítmény-igény görbéket tartalmazza. A 23-54. aj ábra a kompresszor és kondenzátor (a, b, c, d), a 23-54. bJ ábra pedig a kompresszor és elpárologtató (
körülmények (tfolybe, tybe, mfoly, my ..• ) mellett a berendezés hutoteljesítményét és teljesítményfelvételét. A munkapont ezen meghatározásakor feltétel, hogy a szívó- és nyomóvezetékekben az áramlási ellenállás elhanyagolható; állandósult állapotban QOPár=Qok9ffi Qko=QOko+Pind; az adagolószerv a berendezés teljes muködési tartományában alkalmas a szükséges mennyiségu hutoközeg átbocsátására. Az elpárologtató oldalán bekövetkezo változások hatását a 23-55. ábra szemlélteti, a kondenzátor nagyságának, a hutovíz mennyiségének, homérsékletének, a hoközlési viszonyoknak változatlansága mellett. Az elpárologtató hoátadási viszonyaiban, a hutendo közeg mennyiségében bekövetkezo csökkenés, valamint a hutendo közeg homérsékletének csökkenése egyaránt a berendezés hutoteljesítményének csökkenését okozzák, csökken az elpárolgási és a kondenzációs homérséklet is. Ha a ·hutovÍZzelvaló takarékosság céljából állandó kondenzációs homérsékleten kell üzemelni, az elpárologtató oldalán bekövetkezett változások hatására, kismértékben magasabb elpárolgási homérsékleteken áll be az egyensúlyi állapot, de tovább csökken a berendezés hutoteljesítménye, no a teljesítményfelvétele. A 23-56. ábra a kondenzátor oldalán bekövetkezo változások hatását szemlélteti az elpárologtató oldalán változatlan körülmények mellett. A kondenzátor felületének, a hutovíz mennyiségének növelése, a hoközlési viszonyok javulása növeli a berendezés hutoteljesítményét, csökkenti teljesítményfelvételét, míg a hutovíz homérsékletének emelkedésekor, egyébként változatlan körülmények mellett, a hutoteljesítmény csökken, a teljesítményfelvétel pedig no. Az elso esetben mind a kondenzációs, mind az elpárolgási homérséklet csökken, míg a második eseiben mindketto emelkedik.
HUTÖBERENDEZÉSEK
P,
SZABÁLYOZÁSI
775
KÉRDÉSEI
fio
f03
p
toz fo
lz
f03
aj
t, oc
b) 23-54. ábra. Egyfokozatú
hutoberendezés
munkapontjának
meghatározása
a) kompresszor és kondenzátor, b) kompresszor és elpárologtató közös jelleggörbéi Qo pár elpárologtató jelleggörbéje; Qo kom P kompresszor jelleggörbéje; Qko kondenzátor jelleggörbéje; (QO+Plnd) rozott kondenzátor-teljesítményigény
a kompresszor által meghatá-
23.5.2. A hiítóteljesítD)ényt szabályozó beavatkozások hatása a berendezés üzemállapotára P, fio
A hutoberendezés szabályozásakor több beavatkozási lehetoség áll általában rendelkezésre, amelyek közül - a gazdaságossági szempontok egyideju mérlegelésévei - az igénynek legmegfelelobb választható.
23.5.2.1. Beavatkozás a kompresszorba épített beavatkozószerv útján pili
p
piv
f, 23-55. ábra. Elpárologtató oldalán bekövetkezo hatása a berendezés üzemállapotára
oc
változások
QO(kom - ko) - P(kOm - ko) kompresszor és kondenzátor közös jelleggör-
béi; Qo pár elpárologtalÓ jelleggörbéje
A 23.4.1.5. pontban ismertetett beavatkozószervek, beavatkozási módok gazdaságos teljesítményváltoztatást (csökkentést) tesznek lehetové. A beavatkozás eredményeként a kompresszor hutoteljesítménye, teljesítményfelvétele csökken. A 23-57. ábra változatlan hutovíz- és hutoközeg-mennyiség, valamint belépési homérséklet esetére mutatja a kompresszor teljesítménycsökkentésének hatását. A berendezés hutoteljesítményének csökkenése kisebb, mint a kompresszor teljesítménycsökkentésének mértéke, mert az egyensúlyi helyzetben beálló
HuTÉS A LÉGTECHNlKÁBAN
776
Q
pH
P p'
"
I '
t'
H
fo to to
t
t" t, oc
tOl OC
23-56. ábra. Kondenzátor
oldalán bekövetkezo
változások hatása a berendezés üzemáIlapotára
OO(kom- ko). P (kom - ko) kompresszor és kondenzátor közös jelleggörbéi; Oko kondenzátor
jelleggörbéje; 00 pár e1párologtató jelleggörbéje
Q
--
--
f03
[Qrkom-pár;},,;í,
t02
--
- [Qr!rom-párJh;í,
-tJ/~ lj
t"
t,,/*
t,
tO! oC
23-57. ábra. Kompresszor
hutoteljesítmény-csökkentésének
oC
hatása a berendezés üzemállapotára
(Okom - pAr>.,•• (Okom - párh,. a kompresszor és elpárologtató közös jeIÍeggörbéi teljes és csökkentett hútoteljesítmény esetén; 100(kom - ko)]'", 100(kom - ko)b, •• IP(kom - kO)]"" IP(kom _ ko)b,4 kompresszor és kondenzátor közös jelleggörbéí teljes és csökkentett hlitoteljesítmény esetén
HUTÖBERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSI
elpárolgási h6mérséklet emelkedik (/0< 1'), a kondenzációs h6mérséklet pedig csökken (1)1'). Közvetett elpárologtatású hlitlSberendezésekben szabályozott jellemz6ként választható a hlitend6 közeg; a k8'zvetit6közeg h6mérséklete vagy az elpárolgási h6mérséklet. A 23-58. ábrának megfelel&n, a kompresszor teljesitményének azonos mértékli csökkentésekor a berendezés hlit6teljesitménye a váIasztott szabályozott jellemz6t6l függ. A legnagyobb a csökkenés, ha az elpárolgási h6mérséklet, kisebb mértékli, ha a közvetit6 közeg belépési h6mérséklete, a legkisebb, ha a hlitend6 közeg belépési homérséklete a szabályozott jellemz6. Természetesen a vizsgált három hlSmérséklet (/0. Ifolybet Ihll~ közül a nem szabályozott másik kettlS a beavatkozás hatására az ábrán vázolt módon változik. A közvetett elpárologtatású berendezésben az elpárologtató és a közvetit6közeggel hlitött hlScserél6 együttes jelleggörbéje :
(23-36)
777
KÉRDÉSEI
"'hd' "'folya hlitend6, ill. közvetit6 közegáram kgjs; Chú' Cfolya hlitend6, ill. közvetit6közeg fajh6je, J/kgK; khú, kp. a hlScserél6, ill. az elpárologtató h6átbocsátási tényeroje, W 1m2 K; Ahll' Apér a h6cserél6, ill. az elpárologtató h6átadó felülete, m2; 10. Ihúbe az elpárolgási, ill. a hlitend6 közeg belépési h6mérséklete, oC.
23.5.2.2.
Beavatkozás a kompresszor alkalmazott fojtással
A kompresszor szívóvezetékében alkalmazott fojtás csökkenti annak hlit6teljesitményét, mert a nyomás csöI(kenésével n6 a beszívott hut6közeg fajtérfogata és a megnövekedett nyomásviszony miatt csökken a kompresszor szállítási foka. Az elpárologtatóban a csökkent hut6teljesitmény következtében (kpár' Apár és mfoly állandó értékei esetében) változik (emelkedik) az elpárolgási homérséklet vagy csökken a belépo hlitendo közeg belépési homérséklete. Hutó'közegfajtától függoen, ± 5%-on belüli eltéréssel, a fojtás következtében megváltozott viszonyokmellett a kompresszor hutoteljesítménye a
."
.
Q"Okom-JI. - ~'V l()szf-'u
ahol
SZÍl'óoldalán
W,
(23-37)
V~SZ(
B= kh~hll ~IlChll (1
mhllChO) ; mfolyCfolY
13-58. éIJra. A kompresszor teljesitménycsökkentésének ha~ tása a berendezés üzemállapotára különbözo smbályozott jellemzok esetén to elplirotpsi h6rMrs6klet; t'olybo a közvctlt6közea belépési h6mérsékletc: thOb. a hlltend6közegbelépési h6mérs6klcte:Aplir. AhO.Akoazelpároloa" talll.h6c:scri16 éskondcnútorh6Atadó felülcte;m".';"oly,lIÍhO a hút6viz. közvctlt6közea és hdtcnd6közeaáram.Az. ábraAplir=ül.; AhO=ült: Áko-áII.;tv bo=á\I.;kko=áII.:mhO=áII.:m'oly=áll. értékekmeIICti tüntetfel
o-t
összefüggéssei is meghatározható, ahol ió~ a fojtás kövekeztében a kompresszor szívócsonkjában kialakuló Poszt nyomáson a száraz telitett hlitoközegg6z entalpiája, J/kg; iQ a hlitoközegentalpiája az adagolószerv el6tt, J/kg; vó~ a száraz telitett hlitoközegg6z fajtérfogata a kompresszor szívócsonkjában kialakuló Poszt nyomáson, m3/kg. Ez lehetové teszi a szívóoldali fojtással, a jelleggörbék felhasználásával a beavatkozás hatásának meghatározását. A 23-59. ábrának megfelel&n, adott hlit6berendezés a méretezési körülmények között 10 elpárolgási, 13 kondenzációs homérsékleten Qo hlitoteljesítményt szolgáltat, teljesítményfelvétele P. A hutési igény változatlan körülmények mellett Qó< Qo értékre csökken. Ha beavatkozás nincs, a (Qo-Qó) többlet-hlitoteljesitmény a hutend6 köze~ (pl. közvetit6közegként alkalmazott viz) teljes tömegét 1;017 be homérsékletre hliti (a közvetett elpárolgással hlitött közeg homérséklete pedig I:obe lesz). Az újabb egyensúlyi üzemállapot az M3 munkapontnak megfelelo lóm elpárolgási, 12 kondenzációs homérséklet esetén áll be. A beavatkozás az elpárologtatóban közvetlen elpárolgással vagy közvetett elpárolgással hlitött közeg, vagy az elpárolgási homérséklet állandóságának biztosítása céljából végezhet6.
778
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
kozás egyszeruen megvalósítható, de a kompreszszor számára kedvezotlen üzemállapotokat hoz létre; romlik a berendezés fajlagos hutoteljesítménye, emelkedik a kompresszió véghomérséklete, ami a szívóoldalon folyadék befecskendezését teheti szükségessé. A kis szívóoldali nyomás hermetikus motorkompresszorokban a motor hutési viszonyainak romlása, nyitott kompresszorokban a forgattyúház nyomásának csökkenése folytán az üzembiztonság romlására vezethet. Az adott hutoteljesítmény csökkentéséhez szükséges fojtás mértéke csökken, ha a berendezés kondenzátorában kialakult nyomás állandóságát külön szabályozzák. Ez esetben a kompresszor munkapontja M3-ból M~-ba tolódik át; a szívócsonkban a nyomás PÓszi-rol PÓ/zI-re no.
PrAOm-A'}
P pl!
p'
foszi I '"
fOSl;
to
l'
r:1~_1
topór! fo pór I
tf:~'be
t'fo/V/Je , t{o/gb'
t"üóe
t'hii/J,
th~16e frolgH
thvót'
fD• oC
23-59. ábra. Kompresszor szívóoldalán alkalmazott hatása a berendezés üzemállapotára
fojtás
elpárolgási,trolyb. közvetilöközeg belépési,tha b. hiítendoközeg belépésihomérséklele telíesterhelésesetén(beavatkozás nélkül).Az ábra kkoAko=áIl.;kpárApár=áIl.; mv=áIl.;mrolyCroly=áll. értékekmelletti üzemetábrázol to
23.5.2.3. Beavatkozás nagynyomású, túlhevített goz szívóoldalra való visszavezetéséveI (by-pass)
A kompresszor nyomóoldaláról, megkerülovezetéken a kompresszor sZÍvóoldalára visszavezetett túlhevített goz csökkenti a kompresszor hasznos Ha a szabályozott jellemzo a to elpárolgási hoszállítóteljesítményét és ezzel hutoteljesítményét. szolgáltató új mérséklet, a Q~ hutoteljesítményt A kompresszió-véghomérséklet káros mértéku emelegyensúlyi állapot a kompresszor szívócsonkjában kedésének megakadályozására a szívóoldalon fo(M3) a t~szi homérsékletnek megfelelo P~,zi nyomáson áll be. A beavatkozószervvellétesítendo nyolyadékbefecskendezés szükséges. Adott üzemi homérsékleteken (to, t ...) a hutoteljesítménynek Qomáskülönbség Po- P~ozl' Az elpárologtatóban kialakuló viszonyokat, a to elpárolgási homérséklet ról Qó
779
HUTOBERENDEZÉSEKSZABÁLYOZÁSIKÉRDÉSEI
Q
:.----
p-
pt. pn
t;; to
t; t
t
23-60. ábra. Hutoközeggoz nagynyomású oldalról kisnyomású oldalra való visszavezetésének hatása a berendezés üzemállapotára éskondenzátor közösielleggörbéi különbözorészterbelések ,esetén;[Q(kom - pár)]a..,J komp[QO(kom - kO)]a ••. J kompresszor resszorés elpárologtatóközös ielleggörbéikülönbözorészterhelésekesetén.Az üzemállapotvizsgálata kpá.Apá.=áll.; kkomAkom=áll.; mcolyCfoly=á1l.; ';'vcv=áll.feltételek mellett
nyabb kondenzációs homérséklet miatt is kisebb. Szabályozott kondenzátomyomás (p=áll.) esetében a részterhelések csökkentik a kondenzátor hutovízfogyasztását, de no a kompresszor teljesítményfelvétele a nagyobb kondenzátomyomás miatt. A hutoberendezés teljesitménycsökkentésének ezen megoldása az energiafogyasztásra kedvezotlen. A szivóoldali fojtással való beavatkozással összevetve, elonyeként hozható fel, hogy a kompreszszomak részterhelések esetén sem kell kis szívóoldali nyomáson dolgoznia.
23.5.2.4. A berendezés hutoteljesítményének változtatása a kompresszor szakaszos üzemeltetésévei Az üzemmód jellemzoje, hogyahutoberendezés muködési ideje alatt teljes terheléssei dolgozik. A hutoteljesitmény csökkentése a muködési ido adott üzemidon belül való csökkentésével hajtható tJ, h üzemidején belül a végre. A hutoberendezés berendezés kompresszora M, h idotartamig muködik, Á, h idotartamig áll (tJ = M + Á h). Adott hutoberendezés teljes terhelés esetén (Á= O; tJ = MH20 hutoteljesitményt ad, teljesitményfelvétele P. Ha a hutési igény Q~
ken, a berendezés idejét
tJ üzemido
alatti
muködési
Q'
M = Q: tJ h
(23-38)
értékre kell csökkenteni. Az üzemidon belül a muködési és állási periódusok tartamát a hutött rendszer jellemzoi, valamint a hutendo közeg homérsékletének megengedett ingadozása és a berendezés hutoteljesitmény-feleslege együttesen határozzák meg. A 23-61. ábrán vázolt esetben a hutési igény Qo-nál kisebb értéke következtében a muködési ido alatt a hutendo közeg homérséklete t folybe-rol té01Ybe-re csökken. Leállitva a kompresszort, a hutendo közeg melegednikezd, majd té~IYbe-revaló felmelegedése után a muködésbe lépo kompresszor és a berendezés ismét té01Ybe-rehuti a hutendo közeget. A muködési ido alatt a berendezés változó elpárolgási és kondenzációs homérsékletek mellett Q~'-ról Q~-ra csökkeno hutoteljesitménnyel dolgozik. Akár az elpárolgási, akár a hutendo közeg homérséklete a szabályozott jellemzo, a berendezés beállitásához és újraindulásához tartozó homérsékletek kis különbsége (kis kikapcsolási köz) esetén a berendezés muködési ido alatti közepes hutoteljesitménye, teljesitményfelvétele a teljes terheléshez tartozóval azonosnak veheto. Az ábrán a kondenzá-
780
HuTÉS
P,
A LÉGTECHNIKÁBAN
ri
/
Qo
'--'
'-
'IV 'U
, QoGo
'-
Q'fI ') (lrom-p<1r ri (kom-pór) rirkom-pórj
Qo
Q~_(;;/
pll
plV \
pp'
I p'/!/
t~ / / fl/I o
I \ tj' to tiVo
ta/ oC
23-61. ábra. A szakaszos üzemeltetésnek
t/ oC
a berendezés üzemviszonyaira gyakorolt hatása
tornyomás-szabályozással ellátott berendezés viszonyai is láthatók. A szakaszos üzemeltetés tehát gazdaságos szabályozási mód, mivel részterhelés esetében sem romlik számottevoen a berendezés fajlagos huto-
teljesítménye. Hátránya a hutendo közeg homérsékletének az üzemido alatti periodikus ingadozása, a kompresszor újraindulásából adódó többletterhelés.
23.6. Hutoberendezések A hutési igénynek megfelelo hutofolyamatot megvalósító berendezés kialakítását részben maga a hutofolyamat és az alkalmazott hutoközeg, részben a hutési feladattal kapcsolatos körülmények határozzák meg. A hutési igény nagyságától, a hoelvonás homérsékletétol függoen általában több hutofolyamat is alkalmas valamely igény kielégítésére, amint azt a 23-27. táblázat tájékoztató értékei mutatják. Az alkalmazandó hutofolyamat kiválasztását biztonsági, muszaki, gazdaságossági szempontok mérlegelésének kell megeloznie.
23.6.1. Közvetlen elpárologtatású hutoberendezés
Jellemzoje, hogya hutendo közeget közvetlenül az elpárolgó hutoközeg huti. Az elpárolgási homérséklet ennek megfeleloen (a méretezési viszonyok mellett) az elpárologtató kilépooldali (kisebb) hofoklépcsojével meghatározott mértékben alacsonyabb a hutendo közeg kilépési homérsékleténél. Értéke az árviszonyoktól, az évi kihasználási óraszámtól, a hutendo közeg minoségétol stb. függoen
781
HUTOBERENDEZÉSEK 23-27. táblázat. Hüto körfolyamatok alkalmazási tartományai (tájékoztató adatok [17) alapján)
-
-
Hútoteljesitmény-
Elpárolgási homérséklet-
Körfolyamat
tartomány, W
tartomány , oC
-
1()5 Gomemu hutoközeg O<2,5· Korlátozás nélkül -20 -20 -50 <2· <4.108 >8· 1()5 -20 F-12 <4· -50 1()5 -50 -70 +15 +20 +10 +10 alattO -65 alatt -70 +10 -60 -50 <2,5· 1()5 >0,8·10& >1,4.108 LiBr <0,6.108 F-12<5·108 F-12< 1·10& NH3< 1,6 .<1·1()5 108 NH3-H20<0,6. 108 NH3<4·1()5 NH3<5·108 NH3 NH3 LiBr<0,8 . 106-20NH3-H2O H20 <0,6.108 <0,4.108 2,6 . 1()5NH3 I <1,6.108 kaszkádkapcsolás dugattyús kompresszorral kompresszorral +10 I NH3-H20<2,5·
2... 10 oc között változik. A berendezés kondenzációs homérséklete a kondenzátorban felmelegedett atmoszferikus hutoközeg (víz, levego) távozási homérsékleténél (legtöbb konstrukció esetében) 1,5... 40C-kal magasabb. Értéke az árviszonyoktól, az évi kihasználási óraszámtól, az atmoszferikus közeg minoségétol függoen változik. A klímaberendezésekben használt kompresszoros hutoberendezések teljesítményfelvételének az elpárolgási és kondenzációs homérséklettol való függésérol a 23-62. aj ábra ad tájékoztatást. Az elpárolgási, ill. a kondenzációs homérsékletek változásának a kompresszor üzemére gyakorolt hatásáról a 23-62. bJ ábra tájékoztat. Az elpárolgási homérséklet csökkenése, ill. a kondenzációs homérséklet emelkedése, adott elméleti szállítóteljesítményu kompresszorral (Vkom=áll.), a hutoteljesítmény csökkenését (Qo), a teljesitményfelvétel (P) csökkenését, ill. növekedését eredményezi. A 23-63. aj ábra közvetlen elpárologtatás ú, folyadékot huto berendezés egyik lehetséges változatának kapcsolását szemlélteti. A berendezés hutoközege olajban korlátlanul oldódó, elpárologtatója elárasztott rendszeru. Az elpárologtatóba került olajat a kompresszorba a 9 termosztatikus adagoló-
108
I
szeleppel táplált 7 belso hocserélo vezeti vissza. Az elpárologtató megfelelo helyérol (helyeirol) - ahol az olaj feldúsulása várható - elvezetett, olajban dús, folyadékállapotú hutoközegoldatból a nagynyomású folyadék utóhutése során felvett hovel a hutoközeget kipárologtat ja, majd a hutoközeggoz és a hutoközegben elszegényedett olaj keverékét a kompresszor sZÍvóvezetékébe juttatja. A berendezés hutoteljesítményének a hutési igénnyel való összhangját a szívóvezetékbe épített 11 termosztatikus vezérlésu, elpárolgási nyomás szabályozó valósítja meg a távozó hutött folyadék homérsékletének állandó szinten tartásával. A vízhutésu kondenzátor nyomását a nyomásról vezérelt 12 hutovíz-szabályozó tartja állandó értéken. A berendezés biztonságát segíti elo a 18, 13, 15, 14, 17 és 16 elem. Az utóbbi az elpárologtató befagyásra leghajlamosabb helyének homérsékletét méri. Olajban nem oldódó hutoközeg alkalmazásakor, értelemszeruen elmarad az olajat visszavezeto berendezés. Elmaradhat a szívóoldali folyadékbefecskendezés, ha a kompresszor szívócsonkjában a nyomásnak a már káros kompresszió-véghomérsékletet okozó érték alá csökkenését a szívóoldali nyomáskapcsoló megakadályozza. Értelemszeruen vál-
782
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
Közvef/en elpárologta/ásnál
JO
,iS
1;.0
kapcsolt ágainak egyenletes hutoközeg-el1átásáról a folyadékelosztó gondoskodik; emiatt a külso nyomáskiegyenJítésu termosztatikus adagolószelep táplálja a szárAz rendszeru elpárologtatót. A hutoteljesítmény szabályozása a 23-63. a) ábrán bemutatottal azonos megoldású. Az elpárologtató levegooldali felületének deresedése ellen a 8 elpárolgási nyomásszabályozó véd, meghatározza az elpárolgási homérséklet alsó érté két. A kompresszió-véghomérséklet káros mértéku emelkedése ellen a 14 szívóoldali nyomáskapcsoló nyújt védelmet. Ked-
Városi vIz
használa/akor
V/zvisszahtJtésese/en
~ kondenzóciós homérséklet, oc
aj
200 180 160 !-> -lS
140
i
~ 120 100 '"
'i' 80 ~
60
40 20
hj 23-62. ábra. Homérséklet hatása a teljesítményre [18]
ej
111.
"25 CL/
15
a) a kondenzációs homérséklet hatása a teljesitményfelvételre kompresszoros berendezésben; bJ az elpárolgási és kondenzációs homérséklet változásának hatása dugattyús kompresszor Qo hiítoteljesitményére, P teljesitményfelvételére, íIl. Vkom elméleti szállítóteljesitményére
3
--_.~
j
b)
tozik a berendezés felépítése, ha a hutoteljesítményszabályozást nem a szívóoldali fojtás végzi. A 23-63. b) ábra közvetlen elpárologtatású, levegot huto berendezés kapcsolási vázlatát mutatja. Kondenzátora léghutésu, ventillátorának üzemét a 15 nyomáskapcsoló vezérli, de szokásos a kompreszszor indulásával egy idó'ben a ventillátor muködtetése is; ilyenkor a 15 nyomáskapcsoló a túl kis nyomás kialakulását akadályozza meg (pl. télen). A kondenzátomyomás túl kis értéke esetén az adagolószelep teljesítménye csökken, és emiatt korlátozza a berendezés hutoteljesítményét. Az elpárologtató hutoközegoldalon párhuzamosan
23-63. ábra. Hutoberende:res kialakítása aj folyadékot hiíto berendezés kapcsolási vázlata; bJ levegot hiíto, közvetlen elpárologtatású hutoberendezés kapcsolási vázlata; 1 kompresszor a hajtó víllamos motorral; 2 kondenzátor; 3 e1párologtató; 4 folyadékleválasztó; 5.olajleválasztó; 6 kisnyomású, úszós adagolószelep; 7 folyadék-goz hocserélo (olajvisszavezetéshez); 8 sziíro; 9 termosztatikus ada· golósze]ep; la motorvédo kapcsoló; termosztatikus vezérlésu elpárologtató nyomásszabályozó; 12 nyomásról vezérelt hutoviz-szabályozó (kondenzációs nyomást szabályozó vizautomata); 13 biztonsági túlnyomáskapcsoló; 14 nyomáskülönbség-kapcsoló (differenciálpresszosztát); 15 szívóoldalí nyomáskapcsoló; 16 biztonsági termosztát (lefagyás ellen); 17 termosztatikus utánfecskendezo szelep; 18 biztosítószeIcp; 19 toltöcsonk; 20 szivó- és nyomóoldalí feszmérok; 21 homérok; 22 mágnesszelep; 23 külso nyomáskiegyenlítésü termosztatikus adagolószelep folyadékelosztával; 24 mágnesszelep a folyadékvezeték lezárásához; 25 elpárolgási nyomásszabályozó; 26 nyomóoldalí nyomáskapcsoló; 27 (olyadékgyújto
II
783
HUTOBERENDEZÉSEK
vezotlenül kicsi szívócsonknyomás (erosen csökkent hutési igény) esetén leállitja a berendezést. 'Föbb, azonos elpárolgási homérsékleten üzemelo hutési hely esetében egyre gyakrabban alkalmazzák az ún. szivattyús hutoberende:Zéseket. A száraz rendszeru elpárologtatókhoz hasonló elpárologtatók hutoközeggel való ellátását központi folyadékleválasztó edény folyadékterébol a teljes elpárolgáshoz szükséges .mennyiség 3... 5-szörösét szállitó hutoközeg-szivattyú biztosítja. Az elpárologtatón áthaladó hutoközeg egy része elpárolog; és az el nem párolgott folyadékfázissal együtt a folyadékleválasztóba kerül, ahonnan a gozfázist a kompreszszor elszivja, a folyadékfázist pedig a szivattyú ismét az elpárologtatóba szállitja. Emiatt gyakran recirkulációs berendezésnek is nevezik a szivattyús hutoberendezéseket. Elonyük, hogy a hutoközegoldalon kedvezo hoátadási viszonyokat hoznak létre. Lényegét tekintve elárasztott rendszer. Ennek cirkulációs körében az áramlást a hoterheléstol függetlenül, az állandó mennyiséget szállitó szivattyú tartja fenn. Foleg a normál és álacsony elpárolgási homérséklet tartományban terjedt el alkalmazásuk.
mind a berendezés nagysága szempontjából kedvezobb, alkalmazása mégsem mondható általánosnak. Ennek oka csak részben keresheto a biztonsági eloírásokban (MSZ II 101), amelyek egyes alkalmazási területeken feltétlenül közvetett elpárologtatású berendezés üzemeltetését írják elo. Több, egymástól távolabb eso hutési hely esetében igényes csovezeték kiépítése szükséges, jelentosen megno a berendezés hutoközegtöltése, s mindez már a közvetett rendszert helyezheti elotérbe. A közvetett elpárologtatású rendszerben a közvetítoközeg (rendszerint édes víz) jelentékeny hokapacitása mind szabályozási szempontból, mind a létesítendo hutoteljesítmény szempontjából elonyös lehet. Közvetlen elpárologtatású hutoberendezéseket elsosorban kis és közepes teljesítményu ldímaberendezésekben alkalmaznak (pl. ablak-kIímakészülék, szekrény-kIímakészülék stb.). Hutoteljesítmény-szabályozásuk gyakran kétállásos, emiatt az elpárologtatót elhagyó hutött közeg homérséklete meghatározott tartományon belül ingadozik.
23.6.2. Közvetett elpárnlogtatású hütöberendezés 1 Az elpárolgó hutoközeg közvetítoközeg (ún. másodiagos hutoközeg) közbeiktatásával huti a hutendo közeget (23-64. ábra). A hutendo közeg által meghatározott hutési igény és hoelvonási homérséklet mellett, a 23-62. a), b) ábrából is megállapíthatóan, a hutoberendezés teljesítményfelvételének, a beépítendo kompresszor szállitóteljesítményének nagyobbnak kell lenni, mint közvetlen elpárologtatás esetén. Emellett a berendezés több elemet tartalmaz, drágább. A hutoberendezés üzeme szempontjából feltétlen kedvezo az elpárologtatón áthaladó közvetítoközeg-áram állandóságának biztosítása részterhelés esetén is. A 23-64. b) és c) ábra két alkalmas megoldást tüntet fel.
3
aj
bJ
23.6.3. Közvetlen és közvetett elpárologtatású berendezések összehasonlitása Bár a közvetlen elpárologtatású rendszer az adott viszonyok mellett magasabb elpárolgási homérsékleten üzemelhet, amely mind teljesítményfelvétel,
23-64. ~bra. Hutoberendezés
ej közvetett elpárolgással
a) közvetett e1párologtatású hf1toberendezés; b) az elpárologtatón áthaladó közvetlto közepram á1landósáiának biztosltása részterhelés esetén három· járatú, a e) ábrán kétjáratú szabályozószeleppel; 1 kompresszor; 2 kondenzátor; 3 elpárololJtató; 4 adalolószerv; j lélhf1to (közvetíto- és bÍltendo közel közötti hocserét létrehozó hocserélo); 6 közvetltoközelOt kerinlteto szivattyú; 7 hf1tovlz.csatlakozás; 8 háromjáratú szabályozószelep (ter. mosztatikus); 9 kétjáratú szabályozószelep (termosztatikus); 10 nyomáskü1önbsésrol vezérelt kétjáratú szabályoZÓlze\ep; lllépatorna; 12 hf1toköZOl
784
3
HUTÉS A LÉGTECHNlKÁBAN
1
2
5
a)
32-65. ábra. Hútogépcsoport
kialakitása
aj léghútésti. Célhermetikus hut6gépc:soport: 1 léghtitésú kondenzátor: 2 Célhermetikus kompresszor: 3 Colyadéktartály: " ventillátor; S Colyadékoldali csatlakozás: 6 szIvóoldali csatlakozás; bJ vlzhtitésti, nyitott kompresszoros hútligépcsoport (AE-100): 1 kondenzátor; 2 kompresszor; 3 olajleválasztó;" motor
HUTOBERBNDEZÉSEK
785
Nagy teljesitményu klimaberendezésekben, valamint olyan esetekben, amikor sok hutési helyet kell kielégiteni vagy a szabályozási követelmények szigorúbbak, általánosnak mondható a közvetett ren dszer alkalmazása. A közvetett rendszer elonye, hogy a hutoközegoldalon helyszini szerelést nem igénylo, nagy egységteljesítményu, kis helyfoglalású, üzembiztos folyadékhuto egységek alkalmazhatók, amelyek nagyban megkönnyitik a szerelési munkát.
23.6.4. Hutogépcsoport A hutogépcsoport (aggregát) kompresszorból, hajtómotorból, kondenzátorból álló, a szükséges szerelvényekkel együtt közös alapkeretre szerelt egység, amely az adagolószervvel és az elpárologtatóval kiegészítve teljes hutoberendezést alkot. Alkalmazásuk megkönnyiti a helyszíni, hutoközegoldali szerelési munkát, a hutoközegoldal nagyobb tisztaságát teszi lehetové. A 23-65. aj ábra félhermetikus motorkompresszorral kialakitott léghutésu hutogépcsoport felépitését szemlélteti. A 23-65. bJ ábrán nyitott kompresszorral kialakított, vizhutéses kondenzátorú hutogépcsoport látható. Mindkét bemutatott hutogépcsoporton megfigyelheto a kedvezo térkihasználásra való törekvés.
23.6.5. Folyadékhutö egységek A folyadékhuto egység (kompakt hutóberendezések) általában vízhutésu kondenzátorral kialakitott, zárt rendszeru, folyadék hutésére alkalmas, nagy egységteljesitményig közös alapkeretre szerelt komplett hutoberendezés, amelyhez a helyszínen csak a muködteto energiát, a hutovizet és a hutendo folyadékot kell csatlakoztatni. A helyszini hutoközegoldali szerelések kiküszöbölése, a hutoberendezés nagyfokú tisztasága, ezzel az üzembiztonság fokozása, a kis helyfoglalás, gyors felállithatóság egyaránt elony. Kello mennyiségu, minoségu friss viz hiányában, vizvisszahutoben (hutotoronyban) visszahutött vízzel üzemeltethetok. A 23-66. ábra két félhermetikus dugattyús motorkompresszorral kialakitott folyadékhuto egység kapcsolási vázlatát szemlélteti. A teljesitményt a kompresszor(ok) szakaszos üzemeltetésévei, ill. ezen belül nagynyomású hutoközeggoz kisnyomású oldalra való viszszaengedésévei szabályozzák. Figyelmet érdemel, hogy a nagynyomású túlhevített goz az adagolószerv után bekötve, a száraz rendszeru elpárologtatón 52 Az épületgépészet káikönyve
23-66. ábra. 1 félhermetikus motorkompresszor ; 2 kondenzátor; 3 elpárologtató; 4 szárító; 5 mágnesszelep; 6 nézoüveg; 7 adagolószelep; 8 mágnessze1ep a meleg gáz vezetékében; 9 visszacsapó szelep; 10 homéro a hútött viz vezetékében; II kombinált nyomáskapcsol6; 12 szlvónyomás-kapcsoló; 13 olajnyomás-kapcsoló; 14 szivooldali feszméro; 15 nyom60ldali feszméro; 16 hómérséklet-kapcsoló; 17 biztonsági hómérséldet-kapcsoló; 18 homéro aszivóvezetékben; 19 folyadékelzár6 szelep; 20 forgattyúházfutés; 21 hútotorony; 22 olajleeresztés; 23 leiszapolás; 24 leeresztószelep; 25 korrózió elleni védelem; 26 hútoviz-szivattyú; 27 hidegviz-szivattyú; 28 viztartály
halad keresztül. Ily módon érheto el a megfelelo hutoközegoldali áramlási sebesség és egyben a kedvezotlen túlhevülés elleni védelem is. A dugattyús kompresszoros folyadékhutok általában 5 ... 7 . 105 W teljesítményhatárig készülnek. Bizonyos átfedésben a dugattyús kompresszorokkal, már kb. 3 . IOSW teljesitménytol 3... 6 . 1()6 W egységteljesitményig turbókompresszoros folyadékhuto egységek alkalmazhatók. A 23-67. ábra ilyen egység muködési vázlatát mutatja; a vázlaton jól megfigyelheto a motor kis méreteit lehetövé tevo intenziv hutés egyik változata. A 23-68. ábra turbókompresszoros folyadékhuto egység külsejét mutatja. A kompresszoros folyadékhuto egységek mellett egyre jelentosebb helyet foglalnak el a kompakt kialakitású abszorpciós egységek. Ezek közegpárja litium-bromid és viz. LiBr-os abszorpciós folyadékhuto egység muködési vázlata a 23-69. aj ábrán látható. A vázlatból is kitunik a kompakt kialakításra való törekvés. Figyelmet érdemel a teljesitményszabályozás megoldása is. Ez a szabályozási mód részterhelések esetén igen kedvezo eredményekre vezet és lOO%-ról O%-ra való szabályozást
786
HuTÉS
A LÉGTECHNIKÁBAN
-, s
.J
23-67. ábra. Turbókompresszoros folyadékhulÖ egység felépítésének vázlata [18]
1~
1 kétfokozatú turbókompresszor; 2 motor; 3 elpárologtató; 4 kondenzátor; 5 kétfokozatú fojtás
7 23-69. ábra. LiBr-os abszorpciós folyadékhútó (Carrier)
egység
miíködési vázlat: 1 kazán; 2 fiít5góz; 3 hlítóvfz; 4 kondenzátor; 5 by-pass szelep; 6 oldó; 7 oldatszivattyúk; 8 elpárologtató; 9 hútend5 viz; 10 elpárologtató cirlculáltatószivattyúja; 11 bócscréló; 12 szabáIyozószelep;
6/a ---Fufóüzem
4 23-70. ábra. HósZÍvattyú- (futo) üzemre is alkalmas kompreszszoros hútóberendezés kapcsoIási vázlata [15] 13-68. ábra. Turbókompresszoros (TRANE)
folyadékhútó
egység
1 kompresszor; 2 elpárologtató; 3 kondenzátor; 4 szivóvezeték; 5 Jégteleaft6eaYséi; 6 kapcsolószekrény
1 kompresszor; 2 hút5üzemben elpárologtató, höszivattyú-üzernben kondenzátor; 3 hút5üzernben kondenzátor, h5szivattyú-úzernben elpárologtató; 4.kapilláris; 5 pótkapilláris a hoszivattyú-üzem számára; 6 átváltószelep bút5üzcmben; 60 átváltószelep höszivattyú-üzcmben; 7 pótkapiUárist kapcsoJó szelep hútóüzcmben; 70 a pótkapillárist kapcsoló szelep höszivattyú-üzemben
HUTOBERENDEZÉSEK
--
23-28. táblázat. Különféle hlitéiegységek energiafogyasztásáDak alakulása részterheléskor
20 27 45 74 55 86 25 60 986 76 65 45 60 87 75 39 35 18 70 40 90 20 10II 100 30 47,S 87,S 60 80 so 31,S 55,S állitható vezetolapátozással
--
H6toegység
100
100 100
típusa
1,33 0,222 LiBr, abszorpciós, 1,39 0,169 0,166 0,348 0,183 0,251 0,193 0,205 1,44 0,218 0,186 0,222 1,33by-pass szabályozással 0,166 1,38vezetolapátozással 11,36 állitható 0,162\ 0,162
H6tötcljesitmény,
1000 W hútotcljesítményre
[191
%
eso tcljesítményfelvétcl,
kW/lOOO W
1,48 0,175 0,186
tesz lehetové ; a fajlagos futogoz-fogyasztás '" 7 . 1()4 kg goz/kjt A folyadékhuto egységek kedvezo helykihasználására jellemzo, hogy egy 6 oC-os hideg vizet eloállító, '" 3,5 . lOS W hutoteljesítményu, dugattyús kompresszoros egység hossza 3,15 m, szélessége 1,2 m, magassága 2,35 m. Egy 1()6W hutoteljesítményu turbókompresszoros egység méretei 4,3X 2,1X 2,7 m, egy azonos teljesítményu abszorpciós egységé 6,5x2X3,1 m. A klímaberendezésben való alkalmazáskor nem hagyható figyelmen kívül a részterhelés melletti energiafogyasztás alakulása sem. A három tárgyait folyadékhuto egységre vonatkozóan e tekintetben a 23-28. táblázat tartalmaz irányértékeket. 23.6.6. Höszivattyú-üzem Lényegében minden hutoberendezés hoszivattyú, mivel alacsonyabb homérsékletszintrol - külso
energiabefektetés árán - magasabb homérsékletszintre hot szállít. Akkor beszélünk azonban hoszívattyúról, ha a magasabb homérsékletszintre szállított ho kerül hasznosításra. Egyes klímatechnikai feladatokhoz elonyösen használható fel a hutoberendezés reverzálható üzeme, amely lehetové teszi, hogy azonos hocserélovel bizonyos periódusokban hutést, más periódusokban (pl. átmeneti évszakokban) futést lehessen megvalósítani. A 23-70. ábra kis teljesítményu, léghutéses kondenzátorú, levegot huto hutoberendezés kapcsolási vázlatát mutatja. A hutoüzemrol hoszivattyú-üzemre való átkapcsolást a 6 átváltószelep végzi, amely felcseréli a két hocserélo (elpárologtató és kondenzátor) szerepét. Természetesen az átváltószelep beépítésén kívül a berendezés egyes elemeinek kialakításakor figyelemmel kell lenni a váltakozó üzemelésre. Értelemszeruen nemcsak a kompresszoros hutofolyamatok alkalmasak hoszivattyú-üzemre is.
13.7. IRODALOM [1] Plank. R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Bd. V. BerlinGöttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1966. [2] Plank. R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Bd. VII., X. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1959. [3] Richter. K-HCH: Mit Heizöl oder Erdgas direkt befeuerte Absorptionskiilteanlagen. Kiiltetechnik-Klimatisierung. 13, H. 5. 142-150. (1971). [4] Biichström-Emb/ik: Kiiltetechnik 3. neubearb. und erweit. Aufl. Karlsruhe, Verlag Braun, 1965. [5]Plank, R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Bd. IV. BerlinGöttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1956. S2·
[6] MSZ 11101-63.
Hutoberendezések biztonságI eloírásai. táblázatok. BudapestZagreb, Muszaki Könyvkiadó, 1%7. [8] VOI. Kiiltemaschinen Regein 5. Aufl. Karlsruhe, Verlag C. G. Müller, 1958. [9]Chlumsky, v.: Dugattyús kompresszorok. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [10] Sulzer Technical Review. Zürich, No. 2/1%2. [11] Stephan. K.: Einfluss des Öls auf den Wiirmeübergang von siedenden Frigen 12 und Frigen 22. Kiiltetechnik. 16, H. 6. 162-166. (1964).
[7]Raznjevic, K.: Hotechnikai
788
HUTÉS A LÉGTECHNIKÁBAN
[12] Hirschberg. H. G.: KiiltemitteI. Karlsruhe, Verlag C. F.
Müller, 1%6. [13] VDI-WiirmeatIas. (Berechnungsbliitter für den Wiirmeübergang.) Düsseldorf, VOI-Verlag. [14] Gutkowski, K.: Hutötechnikai számítások, Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1966. [lS] Plank. R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Bd. VI/A. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1969. [16] Bambach, G.: Das Verhalten von Mínetalöl-F-12Gemischen in Kiiltemaschinen. Abhandlungen der Deutschen Kiiltetechnischen Vereins. Nr. 9. Karlsruhe Verlag C. F. Müller, 1955.
Ipari hutöberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [18] Jerusalem, H.: Aufbau und Anwendung maschinelIet Kiilteerzeugung in der Klimatechnik. Sonderdruck aus Wiirme-, Lüftungs- und Gesundheitstechnik. August/ September, 1963. [19] Plank, R.: Handbuch der Kiiltetechnik. Bd. XII. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer Verlag, 1%7. [20] Komondy-Halász: Hutögépek. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [21] Légtechnikai berendezések tervezése. Budapest, ÉVMÉTK, 1972.
[17] Dvorak-Cervenka:
24. Ipari szellozés Szerzo: DR. NYERGES TIBOR Lektor: Bodnár Ferenc
E tárgykörbe tartoznak az iparban alkalmazott összes szellozteto-, elszívó-, ködteleníto- stb. berendezések. Tekintve azonban, hogy az ipari szellozteto-, ködtelenítoberendezések méretezés szempontjából nem vagy alig térnek el a komfortberendezésektol, ezért ipari szelloztetoberendezésen álta1ában csak a poro, forgácso, gáz-, gozelszívó és az
ezekhez tartozó leválasztóberendezéseket értjük. E fejezetben tehát csak ezeket tárgyal juk. Áttekintést adunk a szükséges alapfogalmakról, a rendszerek gyakorlati kialakításáról és méretezési kérdéseirol, valamint a berendezések mérési módszereirol és a használatos muszerekrol.
24.1. Az ipari szelloztetoberendezések feladata A különbözo gyártási folyamatok kisebb-nagyobb mértékben szennyezik környezetük légterét. Ezek általában szilárd, cseppfolyós, légnemu vagy radioaktív szennyezodések, amelyek koncentrációjuktói függoen veszélyesek lehetnek az emberi szervezetre, a növény- és állatvilágra, ill. az épületekre. Az ipari szelloztetoberendezések feladata, hogy ezeket a veszélyeket megszüntesse, ill. a szennyezoanyagok koncentrációját az emberi tartózkodás övezeteiben (munkahely, külso atmoszféra) a megengedett értékure csökkentse. A szennyezoanyagok megengedheto mértékét minden országban rendeletek, ill. eloírások szabják meg. A munkahelyen megengedett koncentrációértékeket hazánkban az Általános Balesetelhárítási és Óvórendszabály tartalmazza. A szabadteret szennyezo anyagok koncentrációértékeit vagy a szennyezoforrás forrásboségének (emisszió), vagy a forrás körül a talaj által elnyelt (imittált) szennyezoanyag-mennyiségnek meghatározásával szabályozzák. Küljöldön a munkahely levegojében megengedett szennyezoanyag-mennyiségek jelölésére általában a MAK-értéket (Maxi male Arbeitsplatz-Konzentration), a szabad légtérbe kibocsátott szennyezodések forrásboségének jelölésére a MEK-értékeket (Maximale Emission Konzentration) és a talaj által elnyelt szennyezoanyag jelölésére a MIK-értékeket (Maximale Imission Konzentration) használják.
24.1.1. A különbözo szennyezoanyagok hatása a szelloztetoberendezés kialakítására A levegot szennyezo anyagok két fo csoportra oszthatók: - szilárd anyagokra (porok); -légnemu anyagokra (gázok, gozök). Ipari szelloztetoberendezéseink is ennek alapján oszthatók fel porelszívó berendezésekre, ill. goz-gáz elszívó berendezésekre. A megengedett koncentrációértékek is két részre bonthatók: a szilárd szennyezodések és a gáznemu szennyezodések megengedett mennyiségére. Külön kell tárgyalni a radioaktív szennyezodéseket, amelyek általában szilárd vagy cseppfolyós szennyezodésekhez kötodve radioaktív porok, ill. aeroszolok. Ezek közvetlen sugárzással fejtik ki káros hatásukat. A megengedett koncentrációértékek a sugárzási intenzitást szabályozzák. Az esetek zömében az ipari szelloztetoberendezések feladatukat a helyiségek levegojében levo szennyezoanyagok hígításával óldják meg. Ezen azt értjük, hogya helyiségben olyan légcserét valósítunk meg, amely a szennyezoanyag koncentrációját a megengedett érték alá csökkenti. A légcseréhez szükséges levegomennyiség csökkentése végett - amikor erre mód nyílik - a keletkezo szennyezodéseket közvetlenül a keletkezés helyérol visszük el,
790
IPARI SZELLÖZÉS
azaz ÚTI. helyi elszívást alkalmazunk. Az elszívott szennyezett levegot koncentrációjától függoen vagy közvetlenül a légtérbe vezetjük, vagy elobb a szenynyezodéstol megtisztítjuk. Az elszívott levegot a leválasztókkal, ill. szurokészülékekkel tisztítjuk. A helyiségbol elszívott levegot mindig megfelelo friss (szennyezodésmentes) levegovel kell pótolni.
A szilárd szennyezoanyagokkal aportechnika foglalkozik. A szelloztetoberendezések és az alkotóelemek méretezéséhez elsosorban a portechnikára, míg a goz-gáz rendszerek állapotjelzoinek meghatározásához a diffúziós jelenségek ismeretére van szükségünk.
24.2. Portechnikai alapfogalmak A porok a természetben rendkívül sokféle alakban és nagyságban fordulnak elo. A nagyság szerinti eloszlásból következik, hogy a porok egymástól független, de méret szempontjából egymást kö.veto, változatos alakú szemesék sokasága, amelyek a levegóoen eloszolva, vagy egymáson lazán halmozódva fordulnak elo. Mindkét esetre jellemzo, hogy a szemcsék közötti teret levego vagy gáz tölti ki. A porhalmaz legjellegzetesebb tulajdonsága a szemcseösszetétel vagy röviden szemcsézet. A halmaz méretei elsosorban a por keletkezési módjától függenek (kopás, orlés, aprítás, száradás stb.). Minden porhalmazt akár természetes, akár mesterséges úton keletkezett, harmonikus szemcseszerkezetunek tekintjük mindaddig, amíg szerkezetét mesterségesen meg nem változtat juk. Harmonikus szerkezetrol tehát csak egynemu, teljes szemcseszerkezetu porok esetében beszélhetünk. '2 oS ;atO ~~ ~Ö s:: .g Rapszodikus szerkezetunek nevezzük azt a porhalmazt, amelynek szemcsézetét mesterségesen megváltoztattuk (pl. széreléssel, szitálással, szedimentálással, keverésseI stb.).
24.2.1.1. Nagyság szerinti osztályozás Pornak nevezzük az olyan, max. 200!J.m szemcsenagyságú szilárd vagy cseppfolyós halmazállapotú részecskéket, amelyek esési sebessége nyugvó levegó'ben legfeljebb 150 cm/s. Aszemcsenagyságot mikrométerben (!J.m), nanométerben (nm) vagy angströmben (A) mérjök:. A porhalmazok nagyság szerinti elnevezése az egyes tudományágakban más és más. A 24-1. táblázatban a leggyakrabban eloforduló elnevezéseket foglaltuk össze. 24-1. táblázat. KülÖDbözoporok nagyság szerinti elnevezései terület Szakol
•..
..>ol j:l.,
:9 ~ ol
..>ol
Megnevezés
I
Mérethatárok, "'ID
Por (általában) <2 200-t61 1...100 <2,10-3 200 ... 210to.., 100 Nagyon finom por Üledék 20 220)' ...,0,2 .,220 Hordalék Finom kolloid por Durva 0,1...10 to-3 (200 ... (20 .100... .,2)' s Füstköd Iszap kolloid Nagyon finom Finom por Durva por Szubkolloid porkolloid por
A pornak jellemzo tulajdonsága a tömörödo- és tapadóképessége. E képesség az aprítással általában növekszik.
24.2.1. A porok osztályozása Az ipari szelloztetoberendezések szempontjából a porokat csoportosíthatjuk nagyság, származás és élettani hatásuk szerint. A nagyság szerinti felosztás foleg a leválasztóberendezések méretezésekor, a származás szerinti felosztás a leválasztott por kezelése szempontjából és az élettani hatás a szellozolevego-mennyiség, ill. a leválasztóberendezés hatásfokának meghatározásakor igen fontos.
ll) ._
11 .E •:::1 oh ~l:l E-o
•••
Korom I Pernye, szállóhamu Füst
500 0,1 20 0,5 <0,5
24.2.1.2. Származás szerinti osztályozás Származásuk szerint a porokat természetes porokra, ipari porok ra és ipari hulladékporokra oszthatjuk.
PORTECHNIKAI
Természetes porok. Ezek a legkevé&bé észlelhetok. A természetben legnagyobb mennyiségben eloforduló porok nagy része kozmikus eredetu. A földi eredetu szervetlen porok a szárazföld felületének 4O%-át képezik. Az anorganikus P9rok ülepedésbol, iszapból, hordalékból és általában az idojárás hatására elmállott anyagokból keletkeznek. Az organikus porok a vegetációból keletkeznek. E porok nagy része rostszeru anyagok törmeléke. A trópusokon igen nagy mennyiségben fordulnak elo a növények virágporai. Az organikus. porok közé soroljuk a mikrobákat is. Kondenzációs magvak az atmoszférában eloforduló legkisebb szemcsék. Nagyságuk nanométer nagyságrendu. Anyaguk organikus és an organikus törmelék, elemi kristályok, szublimációs termékek stb. Ipari porok. Különbözo anyagok, termékek eloállítása általában porképzodéssei jár. Sok esetben a végtermék is por alakú. A különbözo folyamatok során keletkezo porok gyakran hasznos anyagok, amelyek leválasztása a portechnika legfontosabb feladata. Ipari hulladékporok. Nem választhatók szét az ipari poroktóI. Ide tartoznak a feldolgozás során keletkezo nem használható porok, a települések hulladékporai, a tüzeloberendezések kéményeibol kikerülo porok (korom, pernye, füst). 24.2.1.3. Élettani hatás szerinti osztályozás Aporokat élettani hatásuk szerint a következok szerint osztályozhatjuk. Mérgezo porok. Ezek vagy szervetlen (pl. ólom, ólom-oxid, arzén, higany stb. és ezek vegyületei) vagy szerves porok (pl. dohány, szerves vegyületek). Maró hatású porok. (Pl. mész, Thomas-salak stb.) Nem mérgezo porok. Ezek szintén vagy szervetlen (szén, cement stb.), vagy szerves porok (fa, bor, textil stb.).
ALAPFOGALMAK
791
Kovasav tartalmú porok (Si02, kvarchomok, homokko, azbeszt, földpát stb.). A különféle porok az emberi szervezetre különbözo hatással vannak. A nem mérgezo porok nagyobb mennyiségu belégzése mechanikusan izgatja a nyálkahártyákat, bor- és kötohártyagyulladást okoz. A mérgezo, ill. maró hatású porok a szervezet vér-, ill. nyirokáramába kerülve általános mérgezést vagy helyi (egyes szervek) megbetegedést okoznak. . A pörok hatása az emberi szervezetre egyénenként változik, de függ a szervezet általános eronlététol. A belégzés szempontjából Lehmann a porokat nagyság· szerint három csoportra osztotta: 7,1 fJ.m-nél nagyobb szemcsék, amelyek a tüdohólyagocskákba nem tudnak bejutni. Ezeket a szemcséket a légutak választják ki; 0,1. ..7,1 fJ.mközötti porok, amelyek nagy része bejut a tüdohólyagocskákba; 0,1 fJ.m-nél kisebb porok (pl. dohányfüst), amelyek nagy részét kilélegezzük. A foglalkozási megbetegedések nagy részét a porártalmak okozzák. A· különbözo porok belélegzésére a szervezet nem reagál egyformán. A nem mérgezo, Si02-mentes, közömbös porok nagy mennyiségben (huzamosabb ideig) tartó belélegzése is okozhat megbetegedést. Ezeket a megbetegedéseket pneumokoniosisnak (portüdonek) nevezzük. A munkaegészségtani kutatások azt mutatták, hogya legnagyobb és irreverzibilis károsodást azok a porok okozzák, amelyek kovasavtartalmúak. A kovasavat tartalmazó porok által okozott tüdoelváltozást szilikózisnak nevezzük. A korai szilikózisnak sajnos nincsenek jellemzo tünetei. A szervezet légzo- és vérkeringési szerveinek alkalmazkodóképessége olyan nagy, hogy az elváltozást igen hosszú ideig tudja leplezni, majd a szervezet rövid ido alatt tragikus hirtelenséggelleromlik. A szilikózis megfordíthatatlan, sot gyakran önmagától súlyosbodó megbetegedés, amelyet jelenleg még nem tudnak gyógyítani.
24.3. A porok néhány fizikai jellemzoje 24.3.1 ..Elektromos tulajdonságok Az aeroszolok villamos tulajdonságait tökéletesen még nem ismerjük. A villamos tulajdonságok a poroknak nem specifikus tulajdonságai, mivel a por mindig valamilyen gázzal fordul elo, így az elektro-
mos tulajdonságaira nagymértékben hat a gáz nedvességtartalma, ionizációja stb. Nagy jelentoségu az áramló levegovel felkevert porok, valamint a csovezetékben áramló levegoben levo porok villamos feltöltodése. Meghatározott koncentráció és villamos töltés esetén gyújtás nélkül is porrobbanás következhet be.
792
IPARI SZELLOZÉS
24.3.2. Optikai tulajdonságok A porok bizonyos szemcsenagyság alatt szabad szemmel nem láthatók. Ha azonban sötét helyiségbe keskeny, eros fénysugarat bocsátunk, az addig láthatatlan szemcsék láthatóvá válnak. Ekkor sem a szemcséket látjuk, hanem a körülvevo gázréteg által okozott fénytörést érzékeljük (Tyndall-jelenség). A porok vizsgálatához mikroszkópot használunk. Közönséges fénymikroszkóppal még a 0,3 f1.m-es szemcsék megfigyelhetó'k:.
érintkezésekor
24-2. táblázat. Ultrahang hatása a porrészecskékre Immút megtételéhez szükséges ido, simm
Hangamplitúdó, fLm
o
24.3.3. A porok 954 nedvesíthetosége 36 18
0,56 2
Részecske-
átméro,
x,
fLm
Tömeghányados értéke, mim.
18,6 200,0 0,06 8,7 13,6 21,0 1,3 0,4 4,6 2,1 3,6 7,4
II
A nedvesítés a víz molekulái és aporrészecske közötti vonzóero következménye. Érintkezésükkor adhéziós energia válik szabaddá. A porrészecskékhez a vízmolekulák nem tapadnak egyformán. A por annál nehezebben nedvesítheto, minél nagyobb a diszpergáltsági foka. A por-víz összetapadás feltételének vizsgálatakor ábrázoljuk a felületi energiákat mint vektorokat (24-1. ábra)! A por-víz összetapadás valószínusége annál nagyobb, minél nagyobb a víz-levego felületi energia (EV-lev) és minél kisebb a peremszög. Tökéletes nedvesítés csak a.=0 peremszög esetén jön létre. Az ábra szerint az egyensúlyi állapot feltétele Ep_Iev=Ev_p+Ev_Ievcos a. erg/cm2,
24-1. ábra. Felületi energiák por-vÍz-levego
(24-1)
ahol Ep-lev a por-levego érintkezésekor felszabaduló energia, erg/cm2; Ev-p a víz-por érintkezésekor felszabaduló energia, erg/cm2; Ev-lev a víz-levego érintkezésekor felszabaduló energia, erg/cm2• Azok az anyagok, amelyek peremszöge 90°-nál kisebb, jól, amelyeknek nagyobb, rosszul nedvesíthetok (hidrofil, ill. hidrofób porok).
Erre vonatkozó kísérleteket különbözo (O... 54 f1.m) hangamplitúdók mellett végezték. A mérési eredményeket a 24-2. táblázat tünteti fel. A táblázat m/mo kifejezésében m az összetapadt részecskék tömege, mo pedig a részecskék kezdeti tömege. A táblázat értékei 1 perces ultrahang hatásra vonatkoznak. Ha ep-vel a porszemcse-amplitúdót, egáz-zal a gázamplitúdót jelöljük, akkor megállapítható, hogy ep/egáz=0,8 ... 0,2 az a határ, amelyen belül a szemesék hang hatására még mozgásba jönnek, azaz akusztikus koaguláció még létrejöhet. Ha a hangfrekvencia és aszemeseátméro függoségét vizsgáljuk (24-2. ábra), akkor a függvény paraméteréül az ep/egáz viszonyt használva, a két görbe három részre osztja a területet. Az ábrázolt 1 görbe ep/egáz=0,8; a 2 görbe ep/egáz=O,2 értékhez tartozik. 100
N,kHz
24.3.4. Az ultrahang hatása a porrészecskékre 5
A hanghullámok hatására az aeroszolok koagulálódnak. A porleválasztás egyik legnagyobb problémája a kis szemesék leválasztása. A koaguláció tehát növeli a szurok frakcióportalanítási fokát, mivel az összetapadt szemesék jobb hatásfokkal választódnak le. Az ultrahang hatására a szemcsék koagulálódnak, tömegük, s így esési sebességük is megno.
24-2. ábra. Összefüggés a szemcseátméro és a hangfrekvencia között
A POROK NÉHÁNY
Az A területre eso összes szemcsék együtt mozognak a gáz hanghullámaival. A B területre eso szemcsék mozgása már elmarad a gázmolekulák mozgásától, míg a C területre eso szemcséket a hanghullámok már nem tudják mozgásba hozni. Az ábrából kitunik, hogyaportechnikailag rendkívül fontos 1,5.. .4,0 (J.mközötti porfrakciók N = 16 kHz rezgésszámmal koagulálhatók. Ez az érték kevéssel van a hallható hanghatáron túl. Koagulálásra tehát az ultrahang legalsó frekvenciáját használhat juk. Újabb kísérletek szerint a koaguláció kb. 25 kHzen és 1 W fcm2-en már megkezdodik. Az ultrahangos koaguláció alkalmazását rendkívül drága üzemköltsége hátráltatta. Bergmann adatai szerint 1000 m3 fh, 10 gfm3 koncentrációjú nyersgáz 90%-os levá1asztásához 200 kW teljesítményu ultrahanggenerátor szükséges. Az aeroszolkoagulációra igen nagy hatással van a porkoncentráció nagysága. Ultrahang hatására az agglomerátum bolyh jellegu lesz és 15... 100 (J.mméretet is elérhet. Az összecsomósodott porokat azonban nem célszeru mechanikus leválasztókkal leválasztani, mert ütközésük folytán újból felbomolhatnak kisebb szemcsékre.
24.3.5. Aporhalmazok egyéb fizikai jellemzoi Aportechnikában
használatos fogalmak:
Lebego por
a gázban finoman eloszlott állapotban levo porszemesék öszszessége.
Pórus, pórustérfogat, porozitás,
a porszemesén lárd anyaggal rész.
em3fem3
Portömeg, pormennyi· ség, G. mg, g, kg, t Portartalom,
S. r,
mgfm3, gfm3 stb.
793
JELLEMZOJE
Aporteehnikában meg: Tömör suruség, g/em3, kgfm3
Térfogatsuruség, g/em3; kgfm3 Ömlesztett suruség, gfem3, kg/m3
Tárolt suruség, gfem3, kgfm'3 Rázott suruség, gfem3, kgfm3
többféle
suruséget
különböztetünk
a pórusmentesnek képzelt szemcse surusége (számértékben megegyezik azzal az anyagsuruséggel, amelybol a por keletkezett). aporszemese pórusaival együtt számított surusége. aporhalmaz térfogategységnyi tömege, közvetlenül valamely edénybe való betöltés után mérve (kezdeti érték). a tárolt porhalmaz nyugalmi állapotában állandósult, térfogategységnyi tömege. a porhalmaz rázott állapotában állandósult, térfoga tegységnyi tömege,
A pornak jellemzo tulajdonsága a tömörödo- és tapadóképesség. E képesség az aprítással növekszik. Aporhalmazok ömlesztésekor a porszemcsék egymáson való súrlódása miatt felületük nem lesz vízszintes. A halmaz felszínének a vízszintessel bezárt legnagyobb szögét rézsüszögnek nevezzük [24-3. a) ábra]. Ha a porhalmazt szilárd lapra ömlesztjük, és a lapot dönteni kezdjük, akkor meghatározott döntési szög esetén a halmaz megcsúszik. Ezt a szöget csúszási szögnek nevezzük [24-3. b) ábra]. A csúszási szög mindig nagyobb, mint a rézsuszög, azaz OCcsu< OCré' A két szög értékének ismerete rendkívül fontos a porleválasztó bunkerek méretezésekor. A rézsuszög a bunkertérfogat, a csúszási szög a bunker
belül levo, sziki nem töltött
a por mért vagy számított mege
tö-
nyomásával és homérsékletévei meghatározott állapotú, egységnyi térfogatú gázban levo pormennyiség.
Szemcseszám, N, db szemcse/em3
nyomásával és homérsékletével meghatározott állapotú, egységnyi térfogatú gázban levo szemesék száma.
Esési sebesség, v.
a szemeséknek az az állandó sebessége, amely áramlásmentes gázban a nehézségi ero és a közegellenállás egyensúlya alapján alakul ki.
emfs
FIZIKAI
aj
b) 24-3. ábra. Porhalmazok jellemzoi: a) rézsfí szög; b) csúszási szög
794
IPARI SZELLOZÉS 24-3. táblázat.
-
I Porszemek 1,4 ... közötti 0,43 0,41 Rázott min. tömeg, I tömeg, 1,74IIIII 0,72 tömeg % gfcm' .., ... 1,27 41,5 1,13térfogat, 40,6 70,4 0,49 42,9 71,0 0,95 47,5 22,0 45,0 99,2 0,91 0,03 22,2 5,3 45,5 0,85 91,6 30,9 33,2 47,1 43,4 50,5 49,1 1,29 53,5 1,17 2,65 2,93 48,2 45,4 42,8 1,47 1,36 0,43 94,1 0,65 69,4 42,4 0,2 42,6 36,1 53,8 2,23 2,22 0,68 2,7 0,09 86,1 27,8 84,7 2,56 94,2 3,6 2,91 0,81 48,0 5,7 35,5 60,7 34,0 32,3 37,9 69,9 0,41 70,8 65,4 49,0 0,08 1,63 24,9 47,6 1,98 37,0 3,0 38,0 1,66 2,64 1,49 51,3 71,0 SO,2 15,4 64,7 58,4 1,78 38,5 36,0 1,03 1,02 2,73 73,3 48,4 46,5 1,32 1,07 3,05 66,4 80,7 67,1 55,6 46,6 0,84 1,64 1,45 SO,8 C!.gfcm8 % 44,0 0,72 0,80 71,9 93,7 70,8 1 I 41,2 2,44 0,64 Ömlesztett I Clré, fok 70,4 3,2 55,1 0,62 1,39I I RéZSÖSZÖg" <::súszási
Néhány por jellemzo értékei
max. elesú,acélan, fok szag Szemcsézet,
I
kúpos részének meghatározásához szükséges (24-4. ábra). A 24-3. táblázat néhány por jellemzo értékeit tartalmazza.
24-4. ábra. Portároló bunker és ciklon
24.3.6. Porgyulladás és porrobanás A szerves és szervetlen anyagok porai - ha oxidációra hajlamosak -, még akkor is, ha egyébként nem éghetok, por alakban megfelelo koncentrációban gyúlékonyak, ill. robbanásveszélyesek. A leülepedett porok nem robbanásveszélyesek, legfeljebb gyúlékonyak. Robbanás csak akkor következhet be, ha a porrészecskék között megfelelo mennyiségu oxigént tartalmazó gáz van. A por~ és a gázrobbanás között nagy hasonlóság van. E hasonlóság annál nagyobb, minél nagyobb a por diszpergáltsági foka, minél egyenletesebb az eloszlás, és minél nagyobb a porszemcsék fajlagos felülete. Az oxidációra hajlamos porok csak akkor gyulladnak meg, ha a porszemcsék közötti gáz oxigéntartalma egy bizonyos sztöchiometriai arányt elér. A pornak ezt a koncentrációját alsó robbanási határnak nevezzük. Ettol a koncentrációtól kezdve a por-gáz keverék külso gyújtás hatására robban. A koncentráció felso határát, ahol még az égés biztosítható, felso robbanási határnak nevezzük. A határkoncentráció-értékek a sztöchiometriai arányon kívül még a por diszpergáltsági fokától, valamint a fajlagos felülettol is függnek. A kísérletek és a gyakorlati tapasztalatok alapján veszélyességi fokozatokat állapítottak meg [4]. Az 1. veszélyességi fokba a kis hamutartalmú, száraz anyagok finom szemcsézetu porai tartoznak.
A POROK NÉHÁNY
FIZIKAI
Ezek megfelelo koncentráció esetén gyújtás aikal- . mával szúrólángot adnak, amely elegendo homérsékletet és nyomást hoz létre a robbanáshoz (pl. fa, parafa, cukor, keménygumi, liszt, maláta, keményíto, dextrin, bor, növényi rostok, mutrágya poCellulóz-acetát Titán Kén Vinilgyanta Liguíngyanta Ftálsavanhidrid Sellak Polietilén Alumínium-sztearát Koszén Kazein Kolofónium Cirkon Alumínium Faliszt Metil-metakrilát Polisztirolgyanta Fenolgyanta Magnézium Szappanpehely Gyapotpehely Alil-alkohol-gyanta rai). Hexametilén-tetramin A Il. veszélyességi fokba tartoznak azok a porok, amelyek szárazak ugyan, de nagy a hamutartalmuk. Ezek a porok lazán halmoz6dva alig vagy egyáltalán nem gyulladnak, levegoben egyenletesen eloszolva, megfelelo koncentráció esetén azonban megfelelo ideig tartó gyújtással elérheto olyan szúróláng, amely képes az egész keveréket meggyújtani. Az ilyen porok égésekor azonban robbanás vagy detonáció nem jöhet létre (pl. pamut, cink, szurok, korom, fuszerek, egyes szappanok, festékek porai stb.). Gliwitzky [4] tíz veszélyességi csoportba osztotta aporokat: Antracit, grafit Aranybronz, indigó Vas, cink Soványt~por, dohánypor Kén, teljestejpor Fakéregpor, kakaó, gabonakeményíto Gumi, fapor, tea, búzakeményíto Alumínium, magnézium, rizskeményit6, sellak 8 Zabpor, 9 Zselatin, tozeg 10 Alkálikeményito, cellulóz.
795
JELLEMZOJE
24-5. táblázat. Néhány por határkoncentráció-értékei por megnevezese .
glm' % Itu,oC I karo, I kp/cm' Pro, IO,mln.
O
I 410 190 440 400 650 490 480 500 610 390 645 550 520 450 470 430
-10II25453540205015129798 -5,0 3,4 4,4 4,1 4,5 4,7 5,8 4,0 6,6 3,7 7,1 3,2 3,1 5,4 4,9 4,8
A
40
O
1 2 3 4 5 6 7
kolofónium,
24-6. táblázat. Néhány anyag levegovel alkotott keverékének alsó robbanási határa
A robbanás fokozatai tulajdonképpen különbözo sebességgel lezajló égések. A robbanási koncentráció tartományban levo por-gáz elegyek égési sebességét elméletileg nem lehet meghatározni. A keverék meggyújtása után a néhány méteres égési sebesség különbözo tényezok hatására úgy meggyorsulhat, hogy további homérséklet-emelkedés és nyomásnövekedés következik be. Ez az egész reakciósebességet tovább növeli, és ezzel az égés folyamata még jobban meggyorsul (24-4. táblázat). 24-4. táblázat. Az égési sebesség fokozatai Fo ozatok k
oC mis \ Égési sebesség, \ Homérséklet,
-
I 1000 10... ... 2500 100 Erosen 2000 ...600) 8000 100... 300I 40000 60000 10... 20 (Erosen4000 ",400 ...... (",40) 0,6 ... 3,0
Égés ( ",0,1...1,0) 1000 ... 2000
I
kPa (kp/cm') Nyomás,
A robbanókeverék A por anyaga
koncentrációjának
alsó határértéke,
~ Alumínium Árpaliszt Barnaszén Borsóliszt Burgonyaliszt Búzaliszt Cukor Faliszt Keménygumi Kén Kolofónium Korpaliszt Kukorica elevátorpor Koszén Malátaliszt Rizsliszt Rizsliszt, o-ás Rozskeményito Rozsliszt Szappan
13,7 33
30 35
21 23
34,4 25 25 13
15 25
13,7 100 20 25 27
13,7 20 45
796
IPARI SZELLÖZÉS
A 24-5. táblázatban néhány por határkoncentráció-értékeit tüntettük fel. A táblázatban közöljük a gyulladási homérsékletet (lgy, oC), az alsó robbanási koncentrációt (karo, gjm3), a maximális nyomást, amely a robbanáskor létrejöhet (Pro, kpjcm2), valamint a minimális oxigénszükségletet (02 min' %). A 24-6. táblázat ugyancsak határkoncentrációértékeket ad meg. A 24-7. táblázat az alsó robbanási határ és a sztöchiometrikus keverési arány számított értékeit tünteti fel. A porrobbanás általában valamilyen külso vagy belso gyújtás hatására jön létre. Külso gyújtást bármilyen meleg felület vagy láng eloidézhet. Belso gyújtást általában öngyulladás, oxidáció vagy elektromos töltés okoz. A robbanásveszélyes porok gyulladási és gyújtási homérsékleteit a 24-8. táblázatban közöljük.
A gyújtási homérséklet egy hevített felületnek az a legalacsonyabb homérséklete, amelyen a gyúlékony por-levego keveréke még éppen robbanást idéz elo. A gyújtási homérsékletet általában száraz és 90% nedvességtartalmú porra adják meg. A porrobbanás veszélye minden poros üzemben fennáll, ezért már a tervezéskor gondoskodni kell arról, hogya poros üzemben, ill. a port szállító csovezetékben, porbunkerekben semmiféle gyújtó hatás ne keletkezhessék. Tervezéskor gondoskodni kell olyan biztosító-, ill. jelzoberendezésrol, amelynek alkalmazásával a meggyújtott porkeverékben az égés nem fejlodhet robbanássá. A tuzrendészeti eloírások betartásán kívül gondoskodni kell arról, hogya porleválasztó és -tároló szerkezetek különálló helyiségben vagy a szabadban kerüljenek felálIításra. Ezen helyiségek határoló-
24-'. táblázat. Porok levegovel alkotott keverékének számított alsó, sztöchiometrikus és felso robbanási határa Alsó robbanási határ Anyag
I_~izochor~_
~bar
g/Nm'
Alumínium Antipirin Antracén Barnaszén (Iignit) Cink Cirkon Cukor Foszfor Ftálsavak Ftálsavanhidrid Keménygumi Keményíto Kén Kopáigyanta Koszén (összetételtöl függöen) Magnézium Maleinsavanhidrid Naftalin Naftolsárga Novolak Paraffin Poliakrilnitril Polisztirol Poliuretán Poli(vinil-alkohol) Poli( vinil-pirrolidon) Sellak Tozeg Vas
Sztöchiometrikus keverék,
g/Nm'
Max. égési
Max. robbanási
homérséklet, 'C
nyomás,
att
50
37
338
300
41
31
131
3090
12,0
39
29
98
2770
10,3
68
49
176
2610
10,5
212
1220
3800
9
92 77
855
3000
10
267
2410
9,6
64 83 71
48
231
3600
11,5
61 52
207
2550
10,0
184
2670
10,5
49
36
115
2490
9,6
99
71
254
2470
10,8
160
120
298
2100
7,7
41
30
108
2690
10,6
45 ...57
33 .. .41
116 ...154
2690 ... 2780
10,3...10,9
59
44
456
3000
13,5
113
82
305
2615
11,1
38
28
100
2750
10,5
184
133
396
2130
8,9
49
36
128
2490
10,0
36
26
115
2535
10,0
55
135
2740
10,2
37
35 27
97
2735
10,5
63
46
156
2550
10,3
284 123 107
10
55
42
165
2860
10,9
58
42
135
2500
10,0
52
38
135
2675
10,8
105
71
246
2300
204
153
695
2700
10,2 7,8
A POROK NÉHÁNY
-
24-8. táblázat. Robbanásveszélyes porok jellemzo adatai oC 15... 25 Elszenesedik '-'rUJtasl • A70 homérséklet, homér750 235 420 420 ..280 400 .430 470 580 440 .450 460 505 475 325 610 540 750 40 680 285 370 415 450 Olvad 505 .470 szemesék 430 500 650 520 575 410 485 360 530 340 410 360 ......430 430 505 425 450 30... 270 30 360 10 575 ... Olvad 600 Elszenesedik 590 235 230 260 320 .450 231...2 3100 15 615 360 ... 670 Olvad 595 290 305 430 290 .485 50... 10... 15... 20 430 4755... 530 315 50 ... 8750 80 245 595... 655 305 225 305 80 Olvad 150 325 40 60 oC 380 1...2 Nem séklet, nagysága, gyullad I 20 20425 ... 301415 Gyulladási· .. .470 I 80~100
I
575
I
I
130
.. 40
797
FIZIKAI JELLEMZOJE
szerkezeteit úgy kell kialakítani, hogy a nyomáskiegyenlítodés gyorsan végbemehessen (repüloteto, egysoros üvegablak stb.). A csovezetékben a transzportálási sebességek olyan értékuek legyenek, hogya szilárd anyagot ülepedés nélkül biztonságosan elszállítsák. A technológiai gépek leállítása után a porelszívó berendezést - a csovezeték hosszától függoen csak megfelelo ido után szabad leállítani, hogy a vezetékben ne keletkezhessék lerakódás. Ha a csovezeték több üzemrészen halad keresztül, akkor a vezetéket megfelelo tuz-szakaszokra kell bontani. A tuz-szakaszokat tUZC8appantyúkkal, ill. automatikusan muködo tolózárakkal kell ellátni. Gondoskodni kell arról, hogy - különösen tuzveszélyes anyagok szállítása esetén - a berendezés ventillátora a szabadbólleállítható legyen. A csovezetéken belüli káros nyomásnövekedés meggátlására a portalanítóberendezés csovezetékein, leválasztóin megfelelo méretu ún. robbanófedeleket kell elhelyezni. Régebben rugós biztosítású fedeleket használtak [24-5. aj ábra], újabban gyakran alkalmazzák a fóliás biztosítást [24-5. bJ ábra] is. A következokben a robbanófedelek felületének meghatározásához szénport szállító, leválasztó, ill. tároló berendezésekre vonatkozó ajánlott értékeket közlünk [3]. Az értékek a leválasztók, tárolók, csovezetékek m3-ben mért térfogatának %-ában adják
3 1~
2
o) 2
• A gyulladási homérséklet valamely forr6 felületnek az a legalacsonyabb homérséklete, amelyen 5 mm porréteg még éppen meggyullad . •• A gyújtási homérséklet valamely hevített felületnek az a legalacsonyabb homérséklete, amelyen a gyúlékony por-levego keverék még éppen robbanást ídéz elo. Ha kél különbözo homérséklet van melladva, akkor az száraz ts 90 % relativ nedvességü porra vonatkozík.
4
b) 24-5. ábra. Biztosítási módozatok
aj rul68 biztosítású fedél: 1 kenll)'el; 2 csövezeték; 3 rug6; <4fedél; bJ f6liás biztosftás: 1 tömités; 2 f6lia; 3 leazorít6keret; <4cs6vezeték
798
IPARI SZELLOZÉS
a fedelek m2-ben mért nagyságát: tárolók 4%, leválasztók 5%, csovezetékek 5%. Csovezeték esetében egy-egy robbanófedél nagysága a csovezeték keresztmetszetének legalább 75%-a legyen. Ismeretes, hogy a por--gáz keverék mozgása közben különbözo hatásokra statikusan feltöltodik (pl. szíjsúrlódás, csiszolószalag-súrlódás, a szemesék egymás közötti súrlódása stb.). A statikusan feltöltodött porszemcsék töltésüket vagy a földnek vagy valamely nagy tömegu földpotenciálon levo berendezésnek szikra képzodés kíséretében adják le. Eszikraképzodés robbanás eloidézoje lehet. Különösen veszélyes a statikus feltöltodés facsiszolatot szállító csovezetékben. Különbözo vizsgálatok azt bizonyították, hogyalegveszélyesebbek a 30 fLm-nél kisebb, kis hamutartalmú puhafa porok. A szikraképzodéshez puhafa porok esetén min. 1800... 210oV feszültség szükséges. 1800 V és 12 g/m3 porkoncentráció alatt a por veszélytelenül transzportálható. A védekezés legegyszerubb módja, ha a koncentrációt 12 g/m3 alatt tartjuk. Amennyiben ez megvalósíthatatlan, akkor a levego nedvességtartalmának növelésével a veszély jelentosen csökkentheto. A szíj-, ill. ékszíjhajtások okozta feltöltodést súrlódó, ún. leszedokefék alkalmazásával lehet elkerülni.
24.3.7.1. A por mozgása gravitációs elOtérben Gravitációs erotérben a szemcsék tömegük nek megfeleloen mozdulnak el. Ideális esetben (t= áll; c=O), azaz ha a homérséklet állandó és a koncentrációkülönbség nulla, a szemcsék csak a gravitációs erotér hatására mozdulnak el, ill. egészen kis szemcsék a Brown-féle mozgást követik. A testek körüli áramláskor mindig kétféle ellenállás érvényesül. Az egyik a gáznemu anyag sebességének megváltozásából származó ellenállás, a másik a közeg viszkozitásából származó súrlódási ellenállás. A dinamikus ellenállást a klasszikus Newton-formulával írhatjuk le, a súrlódásit a Navier-Stokesegyenletek integrálásából levezetett azon eset írja le, ha a tehetetlenségi ero elhanyagolható. Bár a testek körüli áramláskor mindkét ellenállás fellép, turbulens áramlás esetén a dinamikai, lamináris áramlás esetén a súrlódási ellenállás a jellemzo. Turbulens áramláskor a gömbszemcse WN ellenállása: WN=CA (lgázv2 2
A porok gázban gravitációs erotér, centrifugális erotér, koncentrációkülönbség okozta diffúziós erok, elektrosztatikus erotér, ultrahang hatására mozognak. A különbözo erok hatására létrejött mozgás azonban függ a por fizikai tulajdonságától (suruség, alak, felület stb.) és a levego, ill. gáz surüségétol és viszkozitásától.
(24-2)
ahol C a gömb ellenállás-tényezoje (24-6. ábra); A a szemcse áramlására meroleges max. keresztmetszet-felülete, m2; (lgáz a gáz (levego) surusége, kg/m3; v a szemcse esési sebessége, mis. Mivel gömb alakú szemcsét vizsgáltunk, írható: W
24.3.7. A por mozgása A különbözo eroterekben és különbözo hatásokra létrejövo porszemcsemozgást a porok aerodinamikája tárgyalja.
N,
-C N-
2
xn 4
.(lSáz
~
(24-3)
2 lr",
ahol x a szemcse átméroje, fLm. A portechnikában tiszta lamináris áramlásról Re=O;l érték esetén beszélünk. Re=2 körül már mindkét ellenállással számolnunk kell. Re> 1000 értékek a portechnikában ritkán fordulnak elo. Itt kell megemlítenünk, hogyaportechnikában mindig kétféle Reynolds-számról beszélünk. Ennek
10' 100__ -
A szemcsék mozgása kor az egyenértéku átmérovel számolunk. Valamely szemcse egyenértéku átmérojén olyan azonos anyagból levo gömb átmérojét értjük, amelynek esési sebessége megegyezik a szemcse esési sebességéveI. Az esési sebességet nyugvó, 20 oC-os, 1,013 bar (760 tou) nyomásu levegoben adják meg.
10-' 10-2
10-210-'
100 101 102 103 10*
105 105 10? Re
24-6. ábra. A gömb C ellenállás-tényezoje függvényében
a Reynolds-szám
A POROK NÉHÁNY
FIZIKAI
799
JELLEMZOJE
illusztrálására képzeljünk el egy port szállító csovezetéket. Ha a csobeni áramlás Reynolds számát kiszámítjuk, úgy a jellemzo méret helyébe a cso belso átmérojét kell helyettesítenünk. Ez általában mindig turbulens Reynolds-értékeket ad. Ha azonban a porszemesék körüli áramlást számítjuk, akkor mindig a por x egyenértéku átmérojét kell helyettesítenünk. Ez viszont az esetek zömében lamináris áramlást eredményez. Lamináris áramlás esetén a gömb ellenállását a Stokes-formulával számíthatjuk:
Turbulens áramlás esetén az esési sebességet a (24-3) Newton-formulából számíthatjuk. Értéke
(24-4)
az esési sebességet a Widell-féle ellenállás-tényezovel kifejezve:
ahol W súr a Stokes-féle súrlódási ellenállás, N; "flgáz a gáz (levego) dinamikai viszkozitása, N s/m2• Tiszta lamináris áramlás esetén a Newton-formulában szereplo C ellenállás-tényezo értékét a következo egyenloségbol kapjuk:
CT'T x2n
(24-5)
el!áz v2= 311:1]vx,
VN=
v~x~ 3 C
ep-el!áz egáz
mis. (24-ll)
Widell a Newton-féle összefüggés állandóit egy ellenállás-tényezobe vonta össze. Az ellenállás-tényezot ljJ-veljelölve: 11:
ljJ=C
8' vg
VN= 3V ~ . ep-:l!áZ egaz
(24-12)
V Re ljJ mis. (24-13)
Frössling a súrlódásból és a dinamikai veszteségekbol álló két ellenállást - amelyek a Newton- és a Stokes-formulában jutnak kifejezésre - egy összefüggésben foglalta össze:
24 amibol C = Re .
1
1
1
v
vSt
VN
-=-+-.
A további ellenállás-tényezok már csak mérésekbol empirikus úton határozhatók meg. Ossen [4] szerint O,I
g
(24-14)
Ezzel az egyszeru összefüggéssei könnyen számítható a szemcse sebessége, mivel csak két ellenállástényezovel kell számolni, éspedig 24
(24-6)
C= Re 24( 1+ 16 3 Re ) .
CSt= Re;
vN-hez:
CN~0,3,
vagy az utóbbihoz pontosabban, ha
Allen [4] szerint 30< Re< 300 esetén C=~. Re Della-Valle
vSt-hez:
(24-7)
szerint 2< Re< 500 esetén
0
akkor
CN=0,0874;
8
akkor
CN=0,3;
300< Re< 2500, akkor
CN= 0,28.
40 (24-8)
C=O,4+ Re .
24.3.7.2. A
Lamináris áramlás esetén az esési sebesség a Stokes-formulából: VSt=~
18
x2 ep-el!áz' egáz
(24-9)
• ~, v
ahol az ismert jelölése ken kívül ep a por surusége, kg/m3; 11 a gáz kinematikai viszkozitása, m2/s. x= 10 fLm-nél kisebb szemesék esési sebessége a Cunningham-féle korrekciós összefüggéssei számítható:
18 e 1]gaz -e .
VSt= 1 x2
P
. lIáz
g
x ( 1+2AI)
mis,
por
mozgása centrifugális erotérben
Tételezzük fel, hogyaporszemcse az r sugáron állandó w szögsebességgel forgó mozgást végez (24-7. ábra). A centrifugális erotérben két ero hat rá: a Wc centrifugális ero, és az ezzel egyensúlyt tartó Wsúr súrlódóero.
24-10)
ahol A állandó (értéke közelíto leg 1,63); 1 a molekulák közepes szabad lengési úthossza, m (értéke
,,-,9,5.10-7 m).
24-7. ábra. A porszemcse
mozgása centrifugális
erotérben
800
IPARI SZELLÖZÉS
Kis Reynolds-számok esetén számolhatunk a Stokes-formulával, azaz~Wsúr= 3:rr'1Jvcx' [(24-4) öszszefüggés], ahol v c= v a szemcse radiális vándorlási sebessége. A vándorlási sebességet abból a feltételbol állapít juk meg, hogy Wc=Wsúr. ep ~ egáz . v;,. , (24-15) 18 r ahol Vta a szemcse tangenciális sebessége, m/s; a gáz dinamikai viszkozitása, N s/m2; r a körpálya sugara, m.
ahol FEst a részecskére ható elektrosztatikus ero, kgm/s2; E a villamos térerosség, kglm s; Q a villamos töltés nagysága, m3!2kg1/2s. A töltés a térerosségtol, a részecske átmérojétol és a részecske anyagának dielektromos állandójátóI függ:
v =.!. x2 c
'YJ
'YJ
x2
Q=p 4"E,
ahol p bombázás os feltöltési folyamatra (x~ 0,5,um). 3e
1
+-
p= e+2+-1--1 24.3.7.3. A por mozgása a diffúziós erok hatására A koncentrációkülönbség hatására a részecskék a nagyobb koncentrációtól a kisebb felé mozdulnak el. Az átadott anyagmennyiség:
Ih= ahol Ih átadott
-D grad c,
(24-16)
anyagmennyiség
m2-enként és
kT -, m2/s; s-onként, kg/s . 012; D diffuzivitás, D= 37t'1JgázX c a szemcsék koncentrációja, kg/m3; ka Boltzmannféle állandó, N m/fok; T abszolút homérséklet, K; 'YJgáz a gáz dinamikai viszkozitása, kg/ms; x a szemcse átméroje, m. Einstein szerint a molekuláris diffúzió hatására a részecskék közepes elmozdulása T ido alatt:
z= ~kT-3' -'YJgáz:rrx
m.
1 2 kT 1 , --=- mIs. -' --' V-dT 2 3 'YJgáz:rrX rT dz
Vdiff=-=-
ahol e a szemcsék dielektromos állandója; N a tér ionkoncentrációja; e az elemi töltés; uion ionmozgékonyság, m2/sV; 1:az az ido, amely alatt a szemcsék a töltést felveszik, s. A kísérletek azt bizonyították, hogy az elektrofilterekben a szemcsék a tartózkodási ido tört része alatt feltöltodnek. Ezért a p összefüggésének második tagja - mivel 1:-0 - elhanyagolható, és ezzel 3e
P=-2' e+
(24-22)
Azokra a porokra, amelyek dielektromos állandója e~ 1, P értéke is az egységgel egyenlo. Kis Reynolds-
számok esetén tehát a szemcsék vándorlási sebessége: (24-13)
'YJgáz
(24-18)
24.3.7.4. A por mozgása elektromos erotérben Ha a por-gáz keveréket elektromos erotéren vezetjük keresztül, akkor a szemcsék a közegen áthaladó ionoktóI, ill. szabad elektronoktóI töltést kapnak. A töltés hatására a részecskék töltésükkel ellentétes elektród felé vándorolnak. Ha a gravitációs erotér hatását elhanyagoljuk, ismét egy egyensúly írható fel (kis Reynolds-számok esetén) a részecskére ható elektrosztatikus ero és a Stokes-formulából adópó súrlódóero között. Az elektrosztatikus ero a térerosség és a részecske villamos töltésének szorzatával egyenlo, azaz FEst=EQ,
(24-2l)
:rrNeuion't'
(24-17)
A részecskék sebessége T homérsékletu, viszkozitású gázban :
(24-20)
(24-19)
24.3.7.5. A por mozgása ultrahang hatására Az ultrahang hatására nemcsak a porszemcsék, hanem a levegomolekulák is rezgésbe jönnek, ezért a por-levego rendszer együttes vizsgálata kívánatos. A hangnyomásból eredo ero kis Reynolds-számok esetén a részecske ellenállásával egyenlo, azaz ha p a hangnyomás és A a részecske felülete, akkor a hangnyomásból származó ero Fhang= pA. Ezt egyenlové téve a Stokes-formulával kapjuk, hogy (24-24) ahol vsúra gázmolekulák és a porszemcsék sebességének különbsége, mis. A gázmolekulák sebessége: vgáz=mn8gáz cos (mm),
(24-25)
aholn a hanghullám frekvenciája, ] ls; egáz a gázhullám amplitúdója, 01; 1:ido, s..
A POROK NÉHÁNY FIZIKAI JELLEMZOJE
A porszemcsékre ható gyorsítóero a tömeg és a gyorsulás szorzatával egyenlo, azaz m-
ahol
vp
_ dvp -3 ~-
(24-26)
A
:rt1'}XLJVsúr'
a porszemcsék sebessége, mis.
ep-vel a porszemcsék mozgásának
amplitúdóját
. 1"1 Al' dep hit Je o ve, LJVsúr=Vgáz-Vp' va ammt vp=& eye tesítéssel az általános differenciálegyenlet:
d/ '
m d2@ dT/=3:rt1'}gázX [ 2:n:negázcos(2:n:nr)- de ] (24-27)
amelynek megoldásábóllevezetheto dos:
ep
a :~gaz hánya-
1
e-- ,--------gáz
------
(24-28)
9 . :t_e_pX_2_n) 'YJgáz V (16 2+ 1
ee~
Az gaz viszony annál kisebb, minél nagyobb a szemcseátméro és az n frekvencia.
24.3.8. A por szemcsézete A porhalmazok legjellegzetesebb tulajdonsága a szemcseösszetétel, röviden a szemcsézet. A szemesék egymás közti méreteltéréseit a szemesék méreteloszlásával fejezzük ki. A szemcsék átlagméretét és méreteloszlását a por abszolút szemcseszerkezetévei, a szemcsék egymáshoz viszonyított méreteloszlását pedig a relatív szemcseszerkezettel fejezzük ki. A használatos alapfogalmak és jelölések a következok. A porszem vagy szemcse (x) a porhalmaz minden egyes különálló részecskéje. A szemcsenagyságot 60 pm felett azzal a névleges mérettel jellemezzük, amely egyenlo a négyzetes lyukboségu szitának azon lyukboségévei, amelyen a porszem még éppen átesik. 60 pm-nél kisebb szemcsék esetén szemcsenagyságon azt az ekvivalens szemcseátmérot értjük, amelyet széreléssel vagy szedimentálással megállapított esési sebességbol. számíthatunk ki.
801
Frakciótömeg (frakciósúly) valamely porhalmaz alsó és felso mérethatára közé eso szemcsék össztömege. Foszemcsék az olyan méretu szemcsék, amelyek gyakorlatilag egyenlo nagyságúak és a legnagyobb gyakorisággal fordulnak elo aporhalmazban. Az abszolút szemcseszerkezet a porszemcsék tényleges méretét írja le, azaz azt, hogy az egyes szemcseméretek aporhalmazban - mint a porhalmaz egyedei - milyen %-os valószínuséggel fordulnak elo. A relatív szemcseszerkezet a tényleges méretek helyett a halmaz egy kitüntetett szemcseméretéhez viszonyított méreteket, ill. ezek elofordulásának gyakoriságát irja le. A relatív szemcseszerkezet és a kitüntetett szemcseméret együttesen meghatározza az abszolút szemcseszerkezetet. A szemcseszerkezet leírására használt függvények a por jelleggörbéi. A gyakorlatban három függvényt használunk: jele R' jele p~ jele N.
maradványgörbe, frakciótömeggörbe, szemcseszámgörbe,
Mivel a por szemcséinek száma igen nagy, a jelleggörbéket folytonos valószínuségi függvényeknek tekinthetjük, szemben az ún. diszkrét valószínuséggel, ami ténylegesen fennáll. A valószínuségszámításban szokásos elnevezések szerint a porok maradványgörbéi eloszlásfüggvények, a frakciótömeg-, ill. szemcseszámgörbe pedig surüségfüggvény. A maradványgörbe bármilyen por esetén folytonos és differenciálható. A gyakorlatban a frakcionálás (szitálás, szérelés, szedimentálás) eredményeibol a szemcsézeteloszlási görbét közvetlenül megszerkeszteni nehéz, ezért a por szemcsézetének ábrázolására az elobbiekben emlitett maradványgörbét használjuk. Szitáláskor a vizsgált porhalmazok adott méretu szitán fennmaradó részét maradványnak, R%" a szitán áteso részét áthull~7n~<: i:le~zZüf. Szitasoron végzett vi.iSgáIat esetén a szitasor bármelyik tagjának teljes szitálási maradványába a nála nagyobb lyukboségu szitákon fennmaradt pormenynyiség is beleértendo. Az áthullás és a maradvány összege természetesen mindig 100%. A gyakorlatban a maradványgörbét mindig a szemcsenagyság függvényében ábrázoljuk (24-8. ábra). A maradványgörbét úgy szerkesztjük meg, hogy a frakcionálás eredményeibol az egyes szitákon áteso XI' X2, •• xn méretu szemcsékhez felvisszük az Rn maradványait, majd a egyes sziták Rt, R2, pontokat folyamatos vonallal összekötjük. A maradványgörbe abszcisszájára tulajdonképpen a szita lyukmérete van felhordva, ami az ábrából egyo
Szemcsenagyság-fokozat vagy frakció valamely porhalmaz meghatározott alsó, ill. felso mérethatára: .1X=X2-XI' ahol X2 és XI tetszolegesen válasz-' tott értékek. 53 Az épllletgépészct
kézikönyve
o ••
802
I -1• >( : I-n'
J.
~ -i..
IPARI SZELLÖZÉS
,
,-\
I~ IAf ..L ~..l ~StII~ ~.ch~S2 ~~ ~ j..••• R . L -.L I
""
100
:
rendszer ordinátájáraR'
..L.
=y' =::
L1x
keruI:Al pontra
80
~ o
esetén yi=.c1y= :~.c1x,vagya.c1y értéke tulajdonképpen az Al ponthoz tartozó függvényérték differenciálhányadosának az értéke lesz. A .c1ylemért értékét a szemcsézeteloszlási görbe Xl függolegesére minden további nélkül feImérjük. Ezután x-re különbözo értékeket véve, a differenciálgörbe pontjai megszerkeszthetok. Xl
, 60
CI::
~
40 20
24.3.8.1.
Porok maradványgörbéjének matematikai leírása
A maradványgörbék matematikai formuláját 1933-ban Rosin, Rammler és Sper/ing tette közzé. A tömegszázalékban adott áthullás függvényét SperIing a következo empirikus összefüggésseI közelítette: . Xt
I
x
24-8. ábra. Szemcsézeteloszlási görbe és szerkesztése maradványgörbéból
értelmuen következik, mivel az x= O lyukböségu szitán a maradvány R= 100%. Az ordináta ellenkezo irányban való beszámozásával közvetlenül az áthullás kapható meg. A szemcsézeteloszlási görbe a maradványgörbének differenciálgörbéje (suruségfüggvény). Minden R görbén egy vagy több inflexiós pont van. Ez azt jelenti, hogy ahol a maradványgörbének inflexiós pontja van, ott a szemcsézeteloszlási görbén szélso értéket találunk (1.a 24-8. ábrát). Harmonikus szemcseszerkezet esetén egy, keverékporok esetén több maximuma van a szemcsézeteloszlási görbének. Az R görbe differenciálásával a szemcsegyakorisági görbe megszerkesztheto. A 24-8. ábra egyfajta szerkesztést tüntet fel. Az adott maradványgörbe alá azonos léptéku abszcisszával megrajzoljuk a szemcsegyakorisági görbe koordináta-rendszerét. Ezután a maradványgörbén kije1ö1ünk egy tetszoleges A pontot. Az A ponthoz érintot húzunk, amelynek irány tangense : lesz. Az A ponthoz húzott érinton kijelö1ünk tetszc5leges távolságban két pontot (SI és S2), és azokon keresztül az ordinátával párhuzamos két segédegyenest. húzunk. A két segédegyenes közötti távolság x. A görbe ábrázolásához a koordináta-
D(x) =,:;,(l_e-bXn)
(24-29) •
Az összefüggésben szereplo három paraméter a porra jellemzo fizikai állandó. Matematikailag jobban kezelheto a szitamaradványra vonatkozó %-os összefüggés, melynek két paramétere n
R(x)= lOOe-bx
•
(24-30)
Az összefüggésben az X méret a szita lyukboségét jelöli, a b és n paraméter pedig szintén a porra jellemzo állandó. A b paramétert Benett 1936-ban határozta meg. Meghatározásához új paramétert vezetett be: 1 b=-=;; , X
(24-31)
ahol x a halmaz egy kitüntetett szemcséjének mérete. A b érték helyettesftésével a maradványfüggvény: (24-32) Az áthulIásfüggvény pedig szintén nem %-os formában: D(x)=
1-R(x) = 1- e-Hr
(24-33)
Benett a maradványfüggvényt olyan léptéku koordináta-rendszerben ábrázolta, amelynek abszciszszájára a szemcsenagyság logaritmusát, ordinátá-
A POROK NÉHÁNY
FIZIKAI
jára pedig a maradvány reciprokának kétszeres 10garitmusát hordta fel, azaz 100
log log- R
értéket. Könnyen belátható, hogy ebben a rendszerben a maradvány.,görbe egyenesseI ábrázolható, mivel
=n log x-n log x+log log e,
log log l~
ai egyenletbol leolvasható, hogy az n paraméter a maradványgörbe irány tangense. A kitüntetett szemcseméretet ~iszámíthatjuk, ha
-=( x)n x=x, akkor R=e
100
/ r/-t Ii , 7 LY
/-1Z /IV 8-I un,. 8C~ '[' 1 r; t,/1 '/-F.-I--~ -t ~5. I ,1 // 0,5, pi1..~r!!~/;°E2-E~:~ol(._~!;Omporok ~I
1,: 2
~
t
4-
U/Jrva porOk __
J-
2,55
Az RRB függvény jelentosége foleg diagramtechnikailag nagy, mert kezelése rendkívül egyszeru. Mivel empirikus összefüggésen alapul, ezért az RRB görbébol az N szemcseszámmegoszlás nem írható fel. (Kis méretekre - finom frakciók esetén - túlzott értéket ad.) Általában 2 ,um-nél kisebb szemcsék esetén már nem használható. Nem ilyen egyszeru a helyzet aszemcseméretek gyakoriságának meghatározásakor. Itt válik nyilvánvalóvá az RRB-féle elmélet ellentmondásossága. A tömegeloszlás egyenletébol levezetheto felületi és szemcseszám szerinti eloszlás az RRB rendszerben nem ábrázolható egyenesseI, tehát ezen eloszlások vizsgálatakor az elméleti szem1életessége megszunik.
=R=36,8, azaz x az R=
x
36,8% maradványhoz tartozó szemcsenagyságot jelöli. A gyakorlatban eloforduló porok n kitevoje általában 0,4 ... 1,8 között változik. Az RRB rendszerben tehát egy porhalmazt egyértelmuen ábrázolhatunk (24-9. ábra), ha az R= 36,8% maradványhoz tartozó x szemcsenagyságot és az n kitevot megadjuk. Az n kitevo egyben felvilágosítást ad aporhalmaz szemcseszerkezetére. Ha n= 00, akkor az egyenes függolegessé válik. Ennek matematikailag nincs értelme, mivel ez esetben nincs szemcseszerkezet. Aporhalmaz ugyanolyan méretu szemcséket tartalmaz. Ha n= O, akkor egyik szemcseméret sincs kitüntetve ,gyakoriság szempontjából. A nraradványgörbe párhuzamos az abszcisszávaI, azaz a különbözo lyukméretu szitákon fennmaradó pormennyiség azonos. Az RRB, koordináta-rendszerben ábrázolt maradványgörbe ferdeségébol tehát egyértelmuen meghatározható aporhalmaz szemcséinek mérettartománya. I,Z UJ o(
803
JELLEMZOJE
10 20
30
24.3.8.2. A logaritmikus normális eloszlás Mivel az RRB eloszlás különösen kis szemesék esetén nem írja le megfeleloen a valóságos maradványgörbét, Kolmogorov nyomán hazánkban is többen foglalkoztak egy olyan eloszlás kidolgozásával, amely elméleti alapokra támaszkodik, és helyesen közelíti a porok maradványgörbéjét. A feladatot a valószínuségszámításon alapuló Laplace-Ljupanovféle centrális középérték-tétellel oldották meg. E tétel kimondja, hogy egymástól független, véletlen okok hatásai összeadódnak, és ha az egyes hatások nagysága az összeghez képest kicsi, akkor az összeg közeIítoleg log. normális eloszlást fog mutatni. Mivel a porok nagyszámú apritódás következményei, ezért a tétel alkalmazható. Ha a koordináta-rendszer abszcisszájára a szemcsenagyság logaritmusát, ordinátájára pedig a szemcseméretet visszük fel, akkor a szemesék száma logaritmikusan normális eloszlást fog mutatni. Bizonyítható, hogy tetszolegesen kiválasztott x kezdeti méretu szemesék számeloszlás-függvénye tetszolegesen kiragadott, de nagyszámú apritási lépés után az
~ ~g ",,~60 _"i-~ 70
:§~80
-"'<>
-~:<::90
U95 97 98 99 99,
0,1 420,30,5 44
1
2 345
10 'l030 50 100 200 500 1000 300
N(x)= <1> ( In X~ In a ) (24-34) függvén nyel írható le. Az összefüggésben a ep a Gauss-féle hibafüggvény . Az összefüggésben a a szemesék átlagos nagysága, b pedig a normális eloszlás szórása. A számeloszlás-függvény suruségfüggvényének (azaz az x és x+ LJx méretek közé eso részecskék számának) meghatározására az egyenlet mindkét oldalát differenciálni kell:
Szemcseméret, jim
24-9. ábra. Porok maradványgörbéinek ábrázolása koordináta-rendszerben
53·
az RRB
N'(x)=_l_ e- '21 (In x-Ina b Vhbx
)2
•
(24-35)
804
IPARI SZELLOZÉS
A számeloszlási sfuuségfüggvénybol levezethetok a felületi és tömegeloszlási sfuuségfüggvények, és ezeknek primitív függvényeiként megkaphatjuk a felületi, ill. tömegeloszlási függvényeket. A tömeg szerinti eloszlásfüggvény: D(x)= <1>(In x-~b~-3b2); a felületi eloszlásfüggvény:
(24-36a)
(24-36b) A(x) = (In X-I~ a-2b2). Fáy, Zselev [4] és tolük teljesen függetlenül Csanády [2] bizonyitották, hogy mindhárom eloszlásfüggvény megfeleloen megválasztott koordinátarendszerben egyenessel ábrázolható. Az eloszlásfüggvények a Gauss-féle függvénybol származtathatók. Mindhárom eloszlásfüggvény az
x az R=36,8% maradványhoz, az x' pedig az R = 50% maradványhoz tartozó szemcsemodul. A logaritmikus normális elosz1áshoz szerkesztett koordináta-rendszer abszcisszájára a szemcsenagyság logaritmusa, ordinátájára pedig a Gaussféle hibafüggvény van felhordva. Ebben a diagramhálóban a maradványgörbék kiegyenesednek. A logaritmikus normális eloszlás matematikailag bizonyított, ezért az egyes eloszlásfüggvények egymásbóllevezethetok. A közölt diagramhálóban a maradványfüggvények egyenesek és párhuzamosak egymással, és egymásból átszerkeszthetok.
(24-37)
"
-,50 \~.
~
közös alakra hozható, és aszerint kapjuk meg a tömeg-, felület-, ill. számeloszlásfüggvényt, hogy a nevezoben levo x' helyébe mit helyettesítünk.
Ot>
cs I x;v
24-10. ábra. Tömeg S(x), felület A(x) és szemcseszám N(x) szerinti eloszlás ábrázolása logaritmikus-normális koordináta-rendszerben
R, maradvány,
(1/.
-lill
99,9
at
99,5 0,51
99
1
95
5
90 80
10 20
75
25
70
30
40
60
~~l';~ JO
70
20
80
10
90
5
95
1
99
15 85
0,5
~.
1
23456810
2 X)
24-11. ábra. Logaritmikus
'0,5 Xs
x, szemcseméret,}im
Az összefüggésben szereplo m kitevo (m=~) és az x' szemcsenagyság párhuzamba állitható az RRB rendszer n iránytangensévei, ill. x szemcsemoduljával. A különbség csupán annyi, hogy az D, álhul/ás,
~A
3
4 5
li
8
102
s zemcseméref.1 pm normális eloszlás diagram hál6ja
A POROK NÉHÁNY
A szerkesztés menete a következo. Ha valamilyen mérési módszer egyikébol ismeretes a tömegeloszlás két pontja, akkor ezen két ponton keresztül húzott egyenesbol megszerkesztheto a felületi és aszámeloszlás egyenese (1.a 24-10. ábrát). Az ordinátaskála lO%-os maradványpontjának és a tömegeloszlás egyeneseinek metszéspontját az 50%-os mediánvonaira vetítjük. E pont, valamint az 50%-os mediánvonal és a tömegeloszlás egyenesének Os metszéspont ja közötti távolságot mint ilyen sugarú körívet az elobbi metszéspont körül meghúzzuk. Az Os-en keresztül húzott függoleges és a körív metszéspont ja lesz a felületi eloszlás egyenesének egy pontja. Ezen a ponton keresztül a tömegeloszlás egyenesévei párhuzamost húzva, megkapjuk a keresett felületeloszIási egyenest. A számeloszlás egyenesének meghatározásakor szintén csak egy pontot kell ismernünk. E pontot megkapjuk, ha a mediánvonalon a tömeg-, ill. felület imediánok közötti távolság kétszeresét a felület imedián pontjától balra feImérjük. Ezen a ponton keresztül - az elozokkel azonos módon - pár-
80s
FIZIKAI JELLEMZOJE
huzamos egyenest húzva kapjuk a szemcseszámeloszlás egyenesét. E diagramháló nagy elonye, hogy rajta mindhárom suruségfüggvény ábrázolható. A logaritmikus normális eloszlás diagram hálóját a 24-ll. ábrán láthatjuk.
24.3.8.3. A kétféle eloszlási rendszer összehasonlítása portechnikai szempontból
Az RRB eloszlás a finomabb szemcsék tartományában már nem egyezik a tényleges eloszlással. A technikai porok durvább szemcséi pedig nem követik a logaritmikus normális eloszlást, mert ezek keletkezésekor már egy bizonyos fokú osztályozás jön létre, amelynek zavaró hatása éppen a halmazban eloforduló maximális szemcsék közelében mutatkozik. A logaritmikus eloszIástól való eltérés a finomabb szemcsék körzetében a porok kolloidikai tulajdonsága miatt van.
24.4. Porleválasztással kapcsolatos alapfogalmak Porleválasztónak nevezzük az olyan berendezéseket, amelyek a rajtuk keresztülvezetett poros gáz vagy levego keverékébol a port kiválasztják. A kiválasztás hatásossága jellemzo az egyes leválasztókra. Eleválasztást - függetlenül a porleválasztó muködési mechanizmusától -kétféle jelzoszámmal fejezhetjük ki, úgymint az - összportalánítási fokkal (összhatásfokkal) és - frakcióportalanítási fokkal (frakcióhatásfokkal).
24.4.1. Az összportalanítási fok Összportalanítási fokon (cö) a leválasztott por és a leválasztóba belépo gáz portartalmának arányát értjük. Az összportalanítási fok megadja, hogya leválasztóba belépo gázban levo porból a leválasztó hány tömeg%-ot tud leválasztani (1. a 24-4. ábrát), azaz: cö= ~:
. 100 %,
Mivel a leválasztott pormennyiség nem más, mint a leválasztóba belépo és onnan távozó gázban levo Gki pormennyiség különbsége, írható c-= G1c . 100= Gbe-Gki o Gbe Gbe = 1- ~:
•
100=
. 100, %.
(24-38b)
Az összefüggések bármelyikébol az Cö meghatározható, de méréstechnikailag csak a G1c,azaz a leválasztott pormennyiség mérheto közvetlenül. A belépo gázban levo pormennyiséget a porterhelésbol számíthatjuk ki:
ahol Tbc a leválasztóba belépo gáz porterhelése, Vbe a leválasztóba belépo gáz
kg/m3, g/m3, mg/m3; mennyisége; m3/h.
A leválasztóból kilépo gázra:
(24-38a)
ahol G1c\leválasztott pormennyiség, kg/h; Gbea leválaszt6& belépo gázban levo pormennyiség, kg/h.
ahol Tki a leválasztóból kilépo gáz porterhelése, kg/m3, g/m3, mg/m3; Vki a leválasztóból kilépo gáz mennyisége, m3 Ih.
806
IPARI SZELLOZÉS
Behelyettesítve a (24-38b) összefüggés második tagjá ba, kapjuk: _ rbeVbe-rkiVki .100 , Eö. rbe -Vbe
0/ /0·
(24-38c)
Mivel a leválasztóba be- és kilépo gázmennyiség egyenlo: Vbe= Vki' írható, hogy _ rbe-rki Eö----rbe
.100 '/0·0/
(24-38d)
Az elozo összefüggések módot nyújtanak arra, hogy az összportalanítási fokot többféle módon mérhessük. A gyakorlatban Eö számszeru megállapítására három lehetoség kínálkozik: - mérjük a porleválasztó elotti és utáni gáz porterhelését, és Eö-t a (24-38b) összefüggésseI határozzuk meg; - megállapít juk a leválasztó általleválasztott por tömegét és a leválasztóba belépo gáz porterhelését [(24-38a) összefüggés]; - meghatározzuk a leválasztott pormennyiséget, továbbá a leválasztó utáni gáz porterhelését és mennyiségét, Eö-t pedig a következoképpen határozzuk meg:
24.4.2. A frakcióportalanítási fok (frakcióhatások) Az összportalanítási fok egymagában nem jellemzo a leválasztóra. Az összportalanítási fok csak akkor mond számunkra valamit, ha ismerjük a por szemcsézeteloszlását. Egyértelmu meghatározást a frakcióportalanítási fok ad, amely megmutatja, hogy az egyes frakció kat a leválasztó milyen összportalanítási fokkal választja le. A frakcióhatásfok fogalmának szemléltetésére szerkesztettük a 24-12. ábrát. Az ábrán lapos tartály látható, amelyet belül a szitálási, ill. szérelési frakcióknak megfelelo válaszfalakkalláttak el. Ha a porleválasztóba belépo port frakcionáljuk, és az egyes frakciókhoz tartozó maradványokat megfelelo rekeszbe szórjuk, lépcsozetgörbét kapunk. Ezt a lépcsozetgörbét folytonos vonallal öszszekötve a por szemcsézeteloszlási görbéjét kapjuk meg (A görbe). Ha ugyanúgy járunk el a leválasztott porral, a B görbéhez jutunk. Az ábrát vizsgálva azt találjuk, hogya leválasztó a finomabb szemcsékbol kevesebbet, a durvább szemcsékbol többet választ le. Könnyen belátható, hogy van egy olyan szemcseméret (xJ, amelyen felül a leválasztó mindent leválaszt.
24-12. ábra. A frakcióhatásfok
fogalmának szemléltetése
A frakcióportalanítást az egyes frakciókon belüli összportalanítási fokkal jellemeztük. A frakcióhatásfok értékeinek kiszámítását úgy végezzük el, hogy meghatározzuk egy frakción belül az összportalanítási fokot. Azaz pl. a 30... 60 pm közötti L1x3 frakció portalanítási foka: Efr(dx3)-
-
EÖ(Llx3)-
G--.-
- GteC1x3). be(Llx3)
100, 0/ /0'
(24-39)
Ha a -24-12. ábra ordinátájára a %-os gyakoriságot visszük fel, akkor az c fr (LlX3) kiszámításához elegendo a megfelelo ordinátalépték viszonyszáma, azaz Cfr(Llx3)=
~~. 100,
%.
(24-40)
Ha a viszonyszámokat az egyes XI' Xl> •.• Xn frakciókra kiszámítjuk és ábrázoljuk, akkor a 24-12. ábra alsó részén bemutatott lépcsozetgörbét nyerjük, amely nem más, mint a frakcióhatásfok hisztogramja. A 24-13. ábrán különbözo porleválasztók Efr görbéit tüntettük fel. Az a... d görbék különbözo centrifugális leválasztók, az e görbe elektrofilter frakcióportalanítási görbéjét ábrázolja. A frakcióportalanítási fok megszerkesztéséhez két maradványgörbe vagy szemcsézeteloszlási görbe ismerete szükséges. Tehát vagy az Rbe és Rle, vagy az Rbe és Rki, vagy az Rki és Rle maradványgörbepá-
PORLEVÁLASZTÁSSAL '.'~~
KAPCSOLATOS
807
ALAPFOGALMAK
100
O ~ 100
'",", '"
90 80 70 5
fO 15 20 25 x, szemcseméret, )Im
24-13. ábra. Különbözo
porleválasztók görbéi
a ciklon; b jó minoségu ciklon; emulticiklon;
30
frakcióportalanítási d örvénycso ; e elektrofilter
rok ismeretében tetszolegesen felvett határok között az cCr lépcsozetgörbe meghatározható. Ennek bizonyítására a 24-14. ábrán tüntettük fel a leválasztóba belépo, onnan távozó, ill. a leválasztott por (Rbe' Rki' Rle) maradványgörbéit. Vegyünk fel tetszolegesen egy frakció határt az a, ill. b szemcseméreteknél ! E frakciókhoz tartozó maradványok a 24-14. ábra jelöléseivel L1be= fb
f
bIf -Ja'.•
=
Gbe L1be- Gki L1ki _ G be L1be
GlcL1le
be •
L1le be
Végül, ha a leválasztott és a leválasztóból kilépo por (Rle, Rki) maradványgörbéje ismert, akkor a frakcióhatásfok :
1
GleL1le
eCr=
A
G1c LJle
A
-
ECr
50
60
görbe szerkesztéséhez szükséges maradványgörbék
If
1- (1__Co) L1k; L1
G be L1be -cöT'
10 b 20 a 30 40 XI szemcseméret, pm
por
Ha a leválasztott és a leválasztóba belépo por maradványgörbéje (Rle, Rbe) ismert, akkor a frakcióhatásfok: CCr=
o
Rkl a leválasztóból kilépo, RI. a leválasztott, Rbe a leválasztóba belépo
A frakcióhatásfok értelmezése szerint tehát az a, ill. b szemcsenagyság közötti frakció összportalanítási foka határozandó meg. Ha ismert a porleválasztó ba belépo és onnan távozó por maradványgörbéje (Rbe, Rki), akkor a vizsgált frakcióhatárra az CCr értéke: cCr
10
24-14. ábra. Az
-1..,
L1le=fb-f:, LJki= A
20
(1
+ Gki LJki 1+ -
)A
Cö LJki eöL1le
•
Ha a por R görbéjét végig frakciókra bontjuk, és mindegyik frakcióhoz az ismertetett eljárással ki· számltjuk a hozzátartozó CCr értékeket, megkapjuk
az cCr lépcsozetgörbéjét. Ha a frakcióhatárokat elég surun vesszük fel, akkor a lépcsozetgörbe folytonos vonallal összekötheto.
24.4.3. Az Err frakcióportalanítási görbe újabb értelmezése és ábrázolása A porleválasztó általában osztályozó-, szérelovagy szedimentálószerkezet, amelyre az jellemzo, hogya különbözo nagyságú szemcséket különbözo mértékben tudja leválasztani. A 24-15. ábrán A-val jelölt szemcsézetgörbe a por egységnyi mennyiségének frakcionálásából nyert maradványgörbébol megszerkesztheto. Ha ezt apormennyiséget porleválasztón engedjük keresztül, és a leválasztott port ismét frakcionáljuk, akkor a 24-15. ábra B görbéjét meg tudjuk szerkeszteni. A B görbe nem más, mint egy leválasztási görbe, amely az egyes szemcsenagyságokhoz tartozó leválasztott és elmeno por arányát jelöli. Az A görbe alatti terület: (24-41)
808
IPARI SZELLÖZÉS
Az ilyen por elválasztási görbéje mindjárt az egyes szemcsenagysághoz tartozó leválasztási hatásfokot adja meg, tehát egyben az efr frakcióportalanítási fok görbéje is. Így értelmezve tehát az efr görbe egyúttal a por szétválasztási görbéje is. Az elozokben megadott elméleti szemcseösszetétel, vagyis vÍZszintes vonallal ábrázolható szemcsézetu por esetén az R maradványgörbe a 24-16. ábrán feltüntetett ferde egyenes vonal lesz. Hogy még jobban szemléltessük, most már az ilyen értelmezésu efr frakcióportalanítási fok görbéjét ábrázoltuk a 24-17. ábrán. Itt az efr görbe tehát egyben mint szétválasztási, vagy ún. szórási görbe jelentkezik, és az efr= 50%-hoz tartozó x értéket hipotetikus elválasztószemcsének (Xhi.J tekinthetjük. 100 X,
24-15. ábra.
szemcsemérel;j1m
A frakcióhatásfok-görbe szerkesztése a szemcsézeteloszlási görbébol
R, %
mivel kiindulási feltételünk szerint a porleválasztóba egységnyi tömegu port tápláltunk be. A leválasztó összportalanítási foka a loo%-ot sohasem éri el, ezért a B görbe alatti terület:
50
1%
-
f
eö= fB(x) dx< 1. o
(24-42) o
Könnyen belátható, hogy az összportalanítási fok a két görbe alatti terület hányadosaként is felírható, de mivel az A görbe alatti terület l-gyel egyenlo, ezért az
20
40 50 80 }(,szemcseméret, jim
Hibaszemcsék
Ugro szemesék
"
100
1:.·,,· : .1/ ~,"I ">'XI
(24-43)
",'1 /
o
összefüggéssei fejezheto ki. A bemeno és a leválasztott por szemcsézetgörbéibol a frakcióhatásfok-görbe a 24-15. ábrán látható szerkesztési eljárással határozható meg . Ebben az esetben az A szemcsézetelosz1ási görbe területét loo%-os értékkel vesszük fel. Ha a szemcsézeteloszlási görbe alá olyan koordináta-rendszert rendelÜDk, amelynek ordinátája 100% beosztású, az abszcisszára pedig az x szemcsenagyságot visszük fel, akkor eQben a koordináta-rendszerben az elméleti szemcseösszetétel görbéjét is kijelölhetjük, amely párhuzamos az abszcisszával és az ordináta loo%-os pontjából indul ki. Az ilyen szemcsézet következménye, hogy bármilyen összetétel esetén az efr frakcióportalanítási fok mindig ugyanaz.
100
24-16. ábra. Az egyenletes szemcsézet R görbéje
-
eö=f fB(x) dx
A
75
IV
i
Szórás -1-i...L. I
i
I
"
I
-T'
I
.
._._.~i.
'1---
i
!
I
s;órás
I -II'NHlPatetikus .:.;1-
50
o
I
I
.
25
II!
I
l'
~I~ I I
1
I ---,~
I
I
'-.
/.
I
50
I
-<:o.
I~
L-----L-u-~ ~ I
i
,
I ,
80
I I I
100 112
50 X,
24-17. ábra. A frakcióhatásfok-görbe
I ~
'-l-~ ~ t)
,-''/
,
IC\)
pm
mint szórási görbe
PORLEVÁLASZTÁSSAL
KAPCSOLATOS
A jobb áttekinthetoség kedvéért a görbe CCr= 50 % érték feletti részét lefelé fordítottuk, így az Xhip szemcse ordinátájától jobbra-balra relatív szórási vagy mondhatjuk hibaeloszlási görbét kapunk. A szórási mértékre egyszeru jellemzot találhatunk. Ha az 50%-os leválasztásnak megfelelo vonaltól jobbra-balra levo területet egyenlo x osztással határolt részekre osztjuk, és megszorozzuk ettol a vonaltól mint tengelytol való távolsággal, akkor a következo értéket képezhetjük: a=
cclz,LJxj hj
,
Az így kapott al és a2 távolságok az C~= 50%-os pont ordinátájától jobbra és balra levo területek súlypontjainak távolságai. Él.es elválasztás esetén a al és a2 távolságok értékei kicsik, sot ideális esetben az CCrgörbe függoleges vonallá válik. Ezek szerint minél nagyobbak a súlyponti távolságok, annál kevésbé élesen választ le a porleválasztó. A hibaterület baloldali része elonyös, mert ez azt jelenti, hogy a finom szemesék egy része is kiválasztható. A jobb oldali rész azonban már kimondottan hibaterület, amelyet 25-75% arányban szétválaszthatunk. A legszélso rész az ún. ugrószemesék területe, a többi pedig a szórási terület. A legnagyobb még átmeno ugrószemcsét (xJ maximális határszemcsének nevezzük. Az R maradványgörbe matematikai összefüggése: -=--
OR
Xkö.
1
f
R=P(X)=JIh
exp'( -~ P) dl,
(24-45)
ahol x egy tetszoleges szemcse mérete; Xköz az R = 50% maradványhoz tartozó közepes szemcseméret; aR a szemcseeloszlás szórási mértéke. Hasonlóképpen az CCrfrakcióportalanítási fok: ~In~ Xhip
o"
efr=c(X)=~
f
exp(-~s2)ds,
(24-46)
ahol Xhip az CCr=50%-hoz tartozó ún. hipotektikus köiépszemcse; ae a porleválasztó mint osztályozó szórási mértéke; s választott paraméter . Az elozok alapján az Cö összportalanítási fok:
Cö=
f
x~o
x dp(x).
809
Nyilvánvaló, hogy ebben az esetben, mind az R görbe, mind az CCrgörbe egyenessei ábrázolható olyan koordináta-rendszerben, ahol az ordináta az R, ill. CCrnormáleloszlás függvényének beosztásával arányos távolságokra, az abszcissza pedig a szemcsenagyság logaritmusának megfeleloen van beosztva. Itt a aR és ae az R, ill. az Cfrkiegyenesített görbék hajlásának mértékét adja meg.
(24-44)
ahol CCrfrakcióhatásfok; Llxj a 24-17. ábra abszciszszáján lemérheto távolság; hj ugyanazon ábrában lemérheto ordinátarendszer .
~In
ALAPFOGALMAK
(24-47)
Ez a koordináta-rendszer a már eló'bb tárgyalt 10garitmikus normális rendszer, amelyet korábban Bg (Briggs-Gauss) rendszernek neveztek. Ezzel a módszerrel a porleválasztók CCrfrakcióportalanítási foka - tehát a legfontosabb minoségi jellemzoje - egyértelmuen két értékkel megadható. Pl. (24-48) ahol A a porleválasztó jelzése; Xhip az ún. hipotektikus középszemcse, azaz az CCr=50%-hoz tartozó szemcse mérete, !-lm; Xh a maximális határszemcse értéke, amelyet az ccr=99,7% metsz ki a frakcióportalanítási görbe vonalából, !-lm. A frakcióhatásfok ezen értelmezését általában csak a porleválasztók esetében használjuk. Porszurok jellemzésére már kevésbé alkalmas. A porleválasztók frakcióportalanításának megadásakor a Bg érték mellett meg kell adni a gázhomérsékIetet, a gáz viszkozitását, suruségét, a por surlíségétó valamint az egyéb jellemzoket (pl.' belépési sebességet stb.) is. A Bg ko~rdináta-rendszerben megadott CCrfrakcióportalanítási fok tehát a két érték (Xhip és xJ alapján felrajzolható. Néhány porleválasztó frakcióportalanítási fokát a Bg koordináta-rendszerben a 24-18. aj ábra tünteti fel. Az A-val jelölt görbe a legjobb, a H jelu pedig a legrosszabb leválasztási képességu leválasztó görbéje. Az ábrából világosan kitunik, hogy az XhiP!Xh viszonyszám az egyenlotlenségi fokot, az Xh!XhiP különbség pedig az elválasztás élességét jellemzi. Az áttekinthetoség kedvéért a 24-9. táblázatban összefoglaliuk a különbözo porleválasztók közelíto jellemzo adatait. A gyártó vállalatok a porleválasztók jellemzésére általában a Bg értékeket adják meg. A tervezés során azonban sokszor szükség van a leválasztók €ö összportalanítási fokának megállapítására. Ezt természetesen csak a por maradványgörbéjének: ismeretében lehet meghatározni.
A/
810
IPARI SZELLÖZÉS
99,399.7 99 I,.L .. 1-
97
'o o"
,
,II-Gj5--V-t v/.. -1)li-BNI / / / _
.. _~F;
-t
E
~
ol:: .•.
r
XI!
+f- II
CJr:.••••
....
~
95 90
1i~ 87 70 '<::
-B
60
1;
50
~§
30
~
20
~
~ 5
~
10
31 0,1 az
0,40,6
1
Z
3" 5
10
203050
100 200
szemcseméret, }Im
XI
aj
bj
24-18. ábra. a) Néhány leválasztó frakcióportalanítllsi foka a Bg koordináta-rendszerben. (Az A-H jelek értelmezése a 24-9. táblázat szerint.) b) Az Eö összportalanítási fok szerkesztése az Efr. ill. R görbék ból
A következokben ismertetett módszert G. AlIenFö értékére a következo egyenlet írható fel:
der [1] dolgozta ki. Az
eö=
k
jelzoszámait átszámítani, éspedig a változott viszkozitás (1'J) és porsuruség (ep) függvényében. aj Ha csak a t oC-os gáz homérséklete, tehát viszkozitása változik, akkor az
YtJi-CJ~
f
=g[f(xh),f(Xhip),
V
exp
(-~s2) ds=
aR' a.]=g
xhipl= Xhip
ui-a.2
Xhl=Xh
-fF:gáz1
(24-51)
1'Jgáz
(24-49)
Amennyiben a kiindulási feltételektol ~ltéro, más összetételu és homérsékletu gázra (pl. füstgáz), valamint eltéro suruségu porra kell a várható éö értékét megállapítani, úgy ezen adatoknak megfeleloen kell a porleválasztó megadott (Bg Xhip/XJ
(24-50)
és
[f(XJ-f(XhiP)]
Ez az összefüggés módot nyújt arra, hogya Bg koordináta-rendszerben szerkesztéssel eö értéke grafikusan meghatározható legyen [l], [4]. Az ordinátára az R, éfr és éö értékeit a már elozokben megismert léptékben, az abszciszszára pedig a szemcsenagyság logaritmusát visszük fel. Berajzolva az efr és az R egyeneseit, éö értékének szerkesztését a 24-18. bJ ábrán feltüntetett egyszeru módon elvégezhetjük. A szerkesztés matematikai igazolása az irodalomban [1] található. Az éö összportalanítási fok meghatározásakor értelemszeruen ügyelni kell arra, hogy a porleválasztó efr frakcióportalanítási foka mindig valamely t oC levegore is meghatározott ep porsuruségre vonatkozik.
1'Jgázl 1'Jgb.
összefüggésekkel számítható. bJ Ha a por surusége változik, (24-52) és Xhl=Xh
ep
-. Vepl
(24-53)
cJ Ha mind a viszkozitás, mind a porsuruség változik, akkor az Xhipés Xhlértékek: (24-54) ill.
hl- hV ---o f!P1'J/lázl
X-X
(24-55)
epl1'Jgáz
Az eddigiekben ismertetett eljárások természetesen csak egynemu porokra (tehát keverékporokra
PORLEV ÁLASZT ÁSSAL KAPCSOLATOS
811
ALAPFOGALMAK
24-9. táblázat. Az ipari porleválasztók minöség szerinti osztályozása A porleválasztó osztály jele
Leválasztók minoségi jellemzoi
c
B
A
D
3,5 4,0 425 140 90 42 180 70 200 50 35 105 21 1,5 1,0 10,0 6,0 8,5 5,0 0,2 ...0,5 2,0 mgjm3 gjm3 gjm3 gjm3 gjm3 mgjm3 II 2 ... 6 I I 20 70 8 50, .. 150 10,15... 0,45 Xhip'!J.m 0,5 ... .4,5 3,0 1,2... ... 1,5\1,0 4,0 \ 1,5..
E
1,
F
G
H
I
I
Leválasztók tipusai
+
+
+
Porkamra + \
I
I II
+
nem) és olyan porleválasztókra érvényesek, amelyek leválasztási effektusa csak egyféle hatáson alapszik (pl. centrifugális leválasztók). Nem érvényesek ezek a megállapítások pl. az ultraszál szurokre, amelyek leválasztási effektusa egyrészt egy mechanikai visszatartásból, másrészt sztatikus elektromos vonzóhatásból tevodik össze. A mechanikus visszatartás a nagy szemcsék leválasztásakor dönto, azaz durva szemcseösszetétel esetén csak ez a hatás érvényesül. Ha azonban a por szemcsézeteloszlási görbéje széles intervallumot ölel fel, akkor a kis szemcsék leválasztása a Brown-
++
+
féle mozgás következtében létrejött elektrosztatikus feltöltodés miatt következik be. Az ultraszál szurok frakcióportalanításának jellemzésére újabban azt az x' értéket használják, amelynél az efr értéke a legkisebb. Ennél kisebb, ill. nagyobb szemcsék tartományában a frakcióportalanítás az emlitett hatás miatt nagyobb. Pl. az x' = 0,2 ,um - 99,5% azt jelenti, hogy az adott szuroanyag az x' = 0,2 ,um szemcsenagyságú port 99,5%-os hatásfokkal választja le. Az ennél kisebb és nagyobb szemcséket 99,5%-nál nagyobb mértékben választja le.
24.5. Porleválasztók Minden olyan szerkezetet, mely a gázt a benne levo portóI elválasztja, porleválasztónak nevezünk. A gyakorlatban a leválasztókat két nagy csoportra oszthatjuk. Az elso csoportba tartoznak azok a leválasztók, amelyekbol eltávozó levego még emberi belégzésre alkalmatlan. A második csoportba soroljuk azokat, amelyek - megfelelo feltételek betartása esetén - a levegot annyira megtisztítják a benne levo porszennyezodéstol, hogy az már belég-
zésre alkalmas. Az elso csoportba tartozó leválasza második csoportba sotókat porleválasztóknak, roltakat pedig általában porszuroknek nevezzük. Éles határvonalat természetesen a két csoport között nem lehet vonni, mivel pl. az elektrofiltert alkalmazhatjuk porleválasztásra (pl. eromuvi kazánok füstgázainak tisztítására), de más kiképzéssei klímaberendezések szurojeként is.
812
IPARI SZELLOZÉS
2 .5.1. Nehézségi erotér felhasználásával muködo leválasztók (porkamrák)
A porkamrák nagy méretu ülepítoterek, amelyekben a levego áramlási sebessége olyan kicsi (0,1... 0,8 mis), hogy a durva szemcsék ülepedése bekövetkezik. Általában csak eloleválasztóként használjuk. A csekély átáramlási sebesség miatt a kamra keresztmetszete, az ülepedési úthossz miatt a kamra hosszirányú mérete igen nagy. A sebességet a kamrában 0,1...0,8 mis-re kell csökkenteni. Ez igen hosszú diffuzort tesz szükségessé. A rossz portalanítási fok, valamint a nagy méretek miatt ma már nem használjuk.
24.5.2. Ütközéses porleválasztók A leválasztók muködése azon alapszik, hogy a poros gázáram útjába valamilyen ütközo vagy terelolemezt helyezünk. Az ütközés után a nagyobb tömegu porszemcsék mozgási energiájukat elvesztik és az ülepítotérbe hullanak. A finomabb szemcsék követik a levego útját, és azzal együtt távoznak a leválasztóból. Az ütközéses porleválasztók közül ma a zsalus porleválasztó kat alkalmazzuk. A zsalus porleválasztó muködési elve a 24-19. ábrán látható. A poros gázáram útjába megfelelo szög alatt álló lamellákat (z&alukat) helyezünk. A durva szemcsék a lamelláknak ütközve elvesztik mozgási energiájukat, és a lamellasoron végigvándorolva a zsaluzás végén a teljes· gázmennyiség mintegy 5... 7%-
ával elszívjuk. A portóI megtisztított levego gyujtotáskán keresztül távozik. Az elszívott, nagy porkoncentrációjú gázáramot mellékáramnak nevezzük. A mellékáramú gázt általában multiciklonnal választjuk szét a portóI, majd ismét a fo gázáramba vezetjük. A zsalus porleválasztók csak ott alkalmazhatók, ahol a gáz száraz, jól pergo, nem tapadó, foleg durva frakciójú port tartalmaz. A zsalus porleválasztók belépési sebessége Wbe= = 14... 25 mis, így méretük kicsi. Nagy elonyük, hogy szerkezetük egyszeru, ellenállásuk csekély. Az ütközési ellenállás-tényezojük a belépési sebességre vonatkoztatva C = 2,7... 3,5 körüli, kiképzésüktol függoen. A zsalus porleválasztók kúpos rács vagy ferde sík rács kivitelben készülnek. A zsalus leválasztók általleválasztott határszemcse méretét az
xh=A
(ift
(24-56)
l?pVta
összefüggésbollehet számítani. A tényezo értéke: sin sin P (135 -IX- p) sm .. IX+sm IX
A= 100
1/
P' (24-57)
Az összefüggésekben szereplo jelölések a 24-19. ábra A részletén találhatók. Kísérletek szerint a legkedvezobb portalanítási fok IX= 23°, P= 7°, azaz A=3,1 értéknél adódik. Így a határszemcse mérete:
(24-58)
24.5.3. Centrifugális leválasztók A
~
.. ••
.. t
részlet
(ciklonok)
A centrifugális leválasztók (1. a 24-4. ábrát) muködési elve az, hogya poros gázt tangenciálisan hengeres tartályba vezetik, ahol a kezdeti perdület hatására a porszemcsék tömegüknek megfeleloen a hengeres rész palást jára centrifugálódnak. A palást mentén a gázárammal forgó porrészecskék a falhoz és egymáshoz való súrlódásuk következtében mozgási energiájukat elvesztik, és a hengeres rész alatt elhelyezett kúpos rész palástján lecsúsznak. A. kúpos rész alatt mindig valamilyen légtömören záró portároló berendezés helyezkedik el. Különösen szívott üzemu ciklonok esetén igen lényeges aportároló légtömör zárása. Elméletileg és gyakorlatilag igazolták, hogya cik-
813
PORLEV ÁLASZTÓK
Ionok leválasztási foka (éfr) az átméro csökkentésével növekszik. Így alakultak ki a multiciklonok L24-20.aj ábra] és az örvénycsövek [24-20. b J ábra]. A ciklonokban leválasztható határszemcse számítására többféle elmélet alakult ki. Rammler a határszemcse méretét a következo kifejezéssel adja meg:
fu fl--
x-3
1-~
s
'YJgáz vta(ep-egáJn
!
(24-59) Az összefüggésben [24-21. aj ábra]: 'YJgáza gáz dinamikai viszkozitása, N s jm2; Vta a szemcsék tangenciális sebessége, mjs; ep a por surusége, kgjm3; egáz a levego surusége, kgjm3; D a ciklon átméroje, m; u a keringési száma; s sávszélesség, m . Az összefüggés foleg örvénycsövekre ad megfelelo értéket. Feifel a kivezeto cso gondolatbeli meghosszabbításából [24-21. b J ábra] keletkezo ún. örvényszitafelületre írta fel a határszemcse egyensúlyi egyenletét, sebbol: h-
Xh=
V Abe h
D )
(
Vr (ep ep'YJgáz - egáJn
U
• rbe rkivb"e°'S,
•
(24-60)
ahol a már ismerteken kívül: Abe a ciklon belépocsonkjának keresztmetszete, m2; vbe belépési sebesség, mjs; h az örvényszita-felület hossza, m; rbe belépési sugár, m; rki a kivezeto cso sugara, m. Az összefüggés csak tiszta potenciálos áramlás esetén ad megfelelo értéket. Barth a határszemcse megállapításakor szintén a Feifel-féle elméletbol indult ki, de számítása során a Vta tangenciális sebességet a ciklonban bekövetkezo nyomásveszteségekbol számította [7]. Csanády a ciklon határszemcse-vizsgálatakor szintén a Feifel-féle elméletbol indult ki. A perdülettételt felhasználva a határszemcse méretét az
....fP-;.-
24-21. ábra. Ciklonok kialakítása a) ciklon elvi vázlata;
bJ
ciklon örvényszita-felületc
alakban határozta meg. A jelölések értelmezése ugyanaz, mint a (24-60) összefüggésnél. A rp rotációs kitevot a perdülettételbol vezette le, számszeru értéke ",0,618035. A határszemcse mérete Csanády [2] feltételezése szerint nem a 1OO%-osleválasztáshoz tartozó szemcseméret, mivel az rki sugáron keringo szemcse leválasztási valószínusége éppen 50%. Ennek alapján a Feifel-féle határszemcse-elméletet két szempontból egészítette ki: egyrészt a turbulencia okozta sebességhullámzást, másrészt a közegsúrlódás miatti kerületisebesség-csökkenést vette figyelembe. A valószínuségszámítást felhasználva, a ciklonok frakcióportalanítási fokát a következo módon határozta meg: éfr=
ahol n=
.!..
= 1,618 035 az
~J,' éfr
(24-62)
görbe meredeksége;
•
. -...L (~)2
b)
24-20. ábra. Centrifugális leválasztók aj ciklonok;
bJ
örvénycsövek
"'-h ~
Fbc ~~
~
hVbc rbc )1.236 . ~0,1285 Agázg (rki (24-63) A Csanády-féle összefüggéssei számított éfr értékek igen jó egyezést mutatnak a laboratóriumi eredményekkel, a gyártó cégek adataihoz képest kisebb
814
IPARI SZELLOZÉS
értéket ad meg, mivel az összefüggés a porok koagulációjátnem veszi figyelembe. Csanády a perdülettételbol kiindulva olyan összefüggést vezetett le, amellyel a ciklonok ellenállástényezoje különbözo kivezetocso-megoldások esetén számíthatók. A ciklon nyomásvesztesége : f1PÖ=2e
Vbe~ 2
1
T*
(rbe)
+2e Vbe2
2'1'
ahol
r*=
rbe._
4
fi
I
0,24.0
0,420
(;: r,(24-64)
-]L---'
'
az ellenállás-tényezo pedig
I.D-+!0,35D·~
rki 1,236 + (Fbe Fki )2_1. (24-65) '=2 (rbe) Perdületkivevo elem alkalmazása esetén az ellenállás-tényezo értéke:
24-23. ábra. Multiciklonok
'p=O,618 [ 2 ( ~r.rki
) 1,236-1 ]
+2 (F) -~ Fki
2
kialakítása
aj multiciklon-elem; b) VT perdületdiJfuzoros mullidkloll
.
(24-66)
b)
a)
Tájékoztatásul néhány ciklon, ill. mulÍiciklon méretezett vázlatát mutatjuk be. A 24-22. ábra a hazai SP jelu forgácsleválasztó ciklont ábrázolja [12].
24-22. ábra. SP jelu forgácsleválasztó Muvek)
ciklon (Szellozo
A 24-23. a) ábrán multiciklon látható. A 24-23. b) ábrán a Hotechnikai Kutató Intézetben [4] kikísérletezett, igen jó frakcióportalanítási fokkal muködo VT jelu perdületdiffúzoros muIticiklont szemléItetjük. A 24-2~. ábrán a Pápai [ll] által kikísérletezett hazai CPL-I. ciklont láthatjuk. A 24-25. ábrán a kettos leválasztó muködési elvét szemléltetjük. A kettos leválasztóknál a teljes gázmennyiséget a hengeres leválasztótér alkotójának teljes hosszában érintolegesen fújjuk be. Abefúvás keresztmetszetét, így sebességét is állítható csappantyú kkal lehet szabályozni. A hengeres leválasztó (koncentrátor) fala mentén a por vékony határrétegben surusödik öszsze. A koncentrálódott port kis gázmennyiséggel egy vagy két melIékáramköru ciklonba vezetjük, és itt választjuk le. A tisztított gáz nagyobb része a koncentrátor közepén elhelyezett terelolapát-koszorún, kisebb része a melIékáramköru ciklonok kivezetocsövén keresztül távozik. A ciklonok hengerátmérojének csökkentése amint említettük - a frakcióportalanítási fokot növeli. A hengerátméro csökkentése bizonyos határon túl azt vonta maga után, hogy a gázbevezeto
815
PORLEVÁLAS~ÓK
csatornát a csatlakozási nehézségek miatt elhagyták, és a gázt axiálisan vezették a ciklon ba. A bevezetett .gáz perdületét lapátozással vagy rozettákkal biztosították. Ezeket a ciklonokat örvénycsöveknek nevezzük. Az örvénycsövek hengerátméroje általában 250 mm:-nél kisebb, ezért légnyelésük csekély. A megfelelo légnyelésu leválasztóegységet az örvénycsövek párhuzamos kapcsolásával alakítjuk ki. Az örvénycsövek hátránya, hogy csak száraz, jól pergo porokhoz megfelelok. A leggyakrabban alkalmazott örvénycso a Práthféle [24-26. a) ábra], amelybe a gáz belépése érintoleges. A Práth-féle örvénycsöveket ferdén szokták beépíteni, így ez az elhelyezés lehetové teszi, hogya nyersgáztér mint eloleválasztó muködjék. A 24-26. b) ábra perdületelemes örvénycsövet tüntet fel. A gázbelépés itt már axiális irányú. A terelolapát csigavonal alakú, amely a gáznak perdületet ad. Az örvénycsöveket párhuzamosan kapcsolják, ún. battériákba építik. Jellegzetes beépítési módot szemléltet a 24-27. ábra. Az ábra jobb oldalán az egyes örvénycsövek vannak. Ezen az ábrán ún. rozettás örvénycsövet mutatunk be. A battéria három térbol áll. Az 1 tér az ún. nyersgáztér, a 2 a tisztagáztér, a 3 pedig a portér. Az örvénycsövek kive-
. I 24-25. ábra. Van Tongeren-típusú
kettos leválasztó
zetocsövét az ábrán látható módon lépcsozetesen helyezik el, így a tisztagáztérben a levego sebessége mindenütt közel azonos.
24.5.4. Elektrosztatikus leválasztók
24-24. ábra.
CPL-I. ciklon
Ezekben a leválasztókban a port a hordozó gáztóI elektrosztatikus erotérben választjuk le. A gázban mindig vannak szabad töltéshordozók, gázionok. A negatív vagy pozitív töltésu ionok az elektromos térero hatására felgyorsulnak és a semleges gázmolekulákkal ütköznek. Az ütközés következtében a semleges gázmolekulákat alkotó atomok elektronhéjából egy vagy több elektron leválik, így a gázmolekula úgy viselkedik, mintha pozitiv töltése lenne. A szabad elektronok a pozitív elektródhoz vándorolnak, vagy hozzákapcsolódnak egy semleges gázmolekulához. Az utóbbi gázmolekula a továb-
816
IPARI SZELLÖZÉS
0,7.0
I L
i tPD
I I
a)
b)
0,32D
a vándorló gázionok a részecskéknek ütköznek, átadják töltésüket, s így a szilárd részek feltöltodnek. Mivel a töltés negativ, a részecske kénytelen a pozitiv elektród felé vándorolni. A vándorlási sebesség elsosorban a térerosségtol függ. Az elektrofiltereket egyaránt alkalmazhatjuk ipari porleválasztóként vagy légszfuoként. Alkalmazásuk elsosorban ott indokolt, ahol teljes portalanításra van szükség. Általában utóleválasztóként alkalmazzuk oket. Nyomásveszteségük csekély, villamosenergia-felhasználásuk és helyigényük jelentos. Széles körben alkaImazzá.k forró (300 ...400 OC-os)füstgázok portalanítására is. Akorszeru elektrofilterek tisztítását automatikus rázó-, ill. öbIitoszerkezet végzi el. Az elektrofilterek frakcióportalanitási fokát Deutsch [7] nyomán a következok szerint lehet kiszámitani: Csöves elektrofiIter esetén:
eCr= 24-26. ábra. Örvénycsövek kialakítása
l-e
(24-67)
sik elektródák esetén:
II) Práth-Céle örvénycsö; h) perdületelemes örvénycsö
biakban a negativ töltéshordozó szerepét tölti be. A felgyorsitott töltéshordozók (gázionok) ütközése tehát azt eredményezi, hogy újabb pozitiv és negatív gázionok keletkeznek, azaz a gáz ionizálódik (ütközési ionizáció). Az ionizáló elektród negatív töltésu, tehát a gázionok az elektród irányába vándorolnak. Az elektródhoz vándorló ionok érintkeznek az ionizáló elektróddal és elvesztik töltésüket. Azonos töltésu testek taszítják egymást, tehát a negativ gázionok az ionizáló elektródtóI eltávolodnak, az ionizációs térból kilépnek, s a pozitiv elektród irányába vándorolnak. Ha a gázban szilárd szemcsék lebegnek,
CCr=
l-e
hWaáz
(24-68)
általánosságban pedig: (24-69)
Az összefüggésekben x szemcsenagyság, m; R a csöves elektród sugara, m; h a szóróelektród és a sik felfogó elektród közötti távolság, m; wrész részecskevándorlási sebesség, mIs; wgáz g~ebesség, mIs; A a felfogóelektródok felülete, m2; V gáztérfogatáram, m3/s. A részecskevándorlási sebesség: CE2X wrész=
4;rz:(e+2)1]
,
(24-70)
ahol e dielektromos állandó; C a Cunningham-féle korrekciós tényezo; x szemcseméret, m; 1] a gáz dinamikai viszkozitása, N s/m2; E térerosség, VIcm. Jó vezetoképességu por esetén: (24-71)
Wrész~0,08CE2X,
kis dielektromos álIandójú por esetén: x wrész=O,064CE2.::....
1]
3
'3'3
24-27. 4bra. Örvénycsövek battériába épitve
(24-72)
A részecskevándorlási sebesség-függ a hordozógáz áramlási sebességétoI. Maximális értéke kb. 2 ...2,5 mIs gázsebesség esetén van.
PORLEV ÁLASZTÓK
A klimaelektrofilterek abban térnek el az ipari elektrofilterektol, hogy a por ionizálása a leválasztóelektródok elott elhelyezett ionizátoron megy végbe. Az ionizátor feszültsége kb. 10... 15 kV, a felfogóelektródok feszültsége kb. 5 ...6 kV. A klímaelektrofilterek általában nedves rendszeruek, tisztításukat automatikus berendezés végzi.
817 Q f;;l
"". Leveg!f ;;;::Zetés
l4.5.5. Nedves porleválasztók A nedves porleválasztókra az jellemzo, hogya leválasztási hatásfok növelése végett a port valamilyen nedvesítoanyaggal - általában vízzel - hozzuk érintkezésbe. A porok egy része hidrofil (nedvszívó) tulajdonságú, és a felvett nedvesség hatására megduzzad, azaz tömege megno. A nedvesítés következtében a porszemcsék átméroje növekszik, ezért valamely leválasztó ugyanolyan körülmények között sokkal jobb frakcióportalanítási fokkal üzemel, ha a leválasztóba való belépés elott a gázáramot nedvesítokészüléken vezetjük keresztül. A leggyakrabban alkalmazott nedvesítokészülék a Venturi-mosó. A nedves leválasztók elonye, hogy általában jobb portalanítási fokkal üzemelnek, ellenállásuk és helyigényük kisebb, és a por eltávolítása alkalmával szekunder porzás nem lép fel. Hátrányuk viszont, hogy üzemük több felügyeletet kíván, építési költségük a poros víz, azaz zagy kezelés*::miatt drágább. Mindehhez hozzájárul még a berendezések fagyveszélyessége és gyakran nagy frissvízigénye is. Az összegyult zagyot vagy ülepítotartályba vezetjük, ahol a por ülepedése bekövetkezik, vagy kis méretu hidrociklonban választjuk szét a vizet a portóI. A hidrociklonból kilépo megtisztított vizet a Venturi-mosóba szivattyú táplálja vissza. Olyan esetekben, amikor a por hidrofób - azaz víztaszító - vagy nehezen nedvesítheto, nem alkalmazunk külön elonedvesítot, hanem a gázáramot közvetlenül a nedves leválasztóba vezetjük. A ned"ves ciklonokba a levegot általában alul tangenciálisan vezetjük be. A hengeres ciklontest belso felületét megfelelo módon nedvesítve, a palástra centrifugálódott porszemcsék a vízfilmbe tapadnak. A paláston lefolyó vízfilm a porszemcséket a zagygyujtobe sodorja. A 24-28. aj ábra a gyakran alkalmazott LIOT nedves ciklont szemlélteti. A gázt a ciklon hengeres S4
Az. épU1etgépészet kézikönyve
--
v/z
"levezetés
b) 24-28. ábra. Nedves ciklonok kialakítása a) LIOT típusú nedves ciklon perdületelemmel; b) LIOT típusú nedves ciklon közvetlen kivezetéssei
palástján alul tangenciális an vezetjük be és perdületkivevo elemen keresztül vezetjük el. A 24-28. hj ábra ugyancsak a LIOT típusú nedves ciklont mutatja. A gázelvezetés ebben a megoldásban axiális irányú. A ciklonok 400 ... 1400 mm átmérovel készülnek. Az alkalmazható axiális sebesség a ciklon hengeres részében 6 ...8 mis. A hengeres rész átmérojét empirikus formulákból számíthatjuk:
D=2,11( V
V
Wbe
m,
(24-73)
ahol D a hengeres rész átméroje, m; V a gáztérfogatáram, m3/s; Woo a gáz sebessége abelépocsonk keresztmetszetében (woo= 16...22 mis), mis. A ciklon ellenállás-tényezoje a belépési sebességekre vonatkoztatva C=2,5 ...2,8. A ciklonok vízfogyasztása csekély, 0,1 ...0,2 1 víz/m3 levego. A 24-29. ábra ütközéses hatás alapján muködo nedves leválasztót tüntet fel. A poros gáz a leválasztó alsó részén lép be, és ellenáramban halad a ciklon kiIéponyílásában elhelyezett porlasztórózsából jövo vízpermettel. A leválasztó félköríves kiképzése a víz-levego tökéletes keveredését teszi lehetové. A kilépo gáz útjába cseppleválasztót helyezünk el. Az ábrán feltüntetett méretek 500 m3/h gázmennyiségre vonatkoznak. E berendezések legnagyobb hátránya az, hogy vagy friss, vagy jól szurt víz szükséges hozzájuk.
818
IPARI SZELLÖZÉS
Hazai mérések szerint a frakcióportalanítási kuk jelzoszáma [1.a (24-48) összefüggést] : Xh
2
Bg--=SO Xhip
/// 24-29. ábra. HVS típusú nedves leválasztó 1 tisztitandó gáz; 2 vízbevezetés; 3 tisztított gáz elvezetése;" cseppleválasz-
tó ; 5 porlasztó; 6 zagyclvezetés
Készítettek olyan leválasztókat is, ameIyeknek nincs áIlandó vízigényük. Ezekben a víz porlasztását, ill. a víz-levego keverését megfelelo szerkezeti kialakítással, a leválasztón átáramló poros gáz végzi. Mivel a poros gáz mindig ugyanazzal a vízzel érintkezik, bizonyos üzemido után a leválasztóban a zagy besurusödik. A leválasztók idonként tisztítandók és friss vízzel feltöltendok. A 24-30. ábra az ún. ROTO-CLONE N típusú leválasztót szemlélteti. E készülék egy alsó, a leválasztott por tárolására is alkalmas víztartályból és egy felso légjáratból áll. A légjáratban különlegesen kiképzett légterelo szerkezet van elhelyezve, amely a légjáratot poros levegotérre és megtisztított levegotérre osztja. A levego sebessége az 1 beléponyílás elhagyása után csökken, majd a 2 síkban kezdodo légterelo nyelvben felgyorsul. A leválasztóban létrejövo nyomás különbség hatására a víznívó felemelkedik, majd a nagy sebességgel áramló levego hatására a víz hab és cseppek alakjában széttöredezik. Az áramlási irány is megváltozik, és vízfüggöny alakul ki, amely a tisztított levegotérbe vezeto keresztmetszetet teljesen kitölti, a szétporlasztott víz nagyobb szemcséi az átvezetocsatornát elhagyva visszahullanak a víztartályba, míg a finomabb szemcsék a tisztított levegovel együtt a 3 kiléponyíláson távoznak. A berendezés jó hatásfokkal választja le a különbözo porokat. A ROTO-CLONE N típusú leválasztót foleg hidrofób porokhoz alkalmazzák (öntödékben, kotöro kben stb.).
fo-
fJ.m.
Ellenállásuk névleges terhelés esetén 1000... 1200 Pa (100 ... 120 v.o. mm). Újabban igen elterjedtek a magyar szabadalom alapján gyártott ún. FCL folyadékcirkulációs leválasztók [12]. A leválasztó elvi kialakítása a 24-31. aj ábrán látható. A poros levego az 1 nyíláson lép a 2 porülepito térbe. A porülepíto teret a tisztagáztérrel a 4 levá· lasztócsövek kötik össze. A leválasztócsövek alsó része úgy van kiképezve (A metszet), hogya csövekbe a gáz tangenciálisan tud belépni. A 3 résen nagy sebességgel belépo gáz a leválasztó ülepítoterébol a vizet magával ragadja, elporlasztja. A poros gáz a leválasztócsoben keveredik a vízzel. Az elporlasztott víz-gáz-por keverék ezután az 5 térbe jut, ahonnan a gáz a kiléponyíláson át távozik, a vízzel keveredett por pedig a ferdén elhelyezett elválasztólemezen a gyujtotérbe jut. A por a 8 térben ülepedik le, ahonnan a zagy megfelelo telitodése után a 9 leeresztocsöveken ke· resztül elvezetheto. A leválasztás hatásossága a Woo sebesség (1. az A metszetet) növelésével fokozható. Mivel a leválasztócsövek légnyelése csekély, az örvénycsövekhez hasonlóan egy berendezés be több csövet építenek be, azaz kapcsolnak párhuzamosan [24-31. hj ábra]. Az FCL típusú leválasztók 300 oC gázhomérsékletig használhatók. Muködésükre nagy stabilitás
1
24-30. ábra. ROTO-CLONE
N típusú leválasztó
1 JevegöbeJépés; 2 levegöterelö; 3 kilépönyílás; " tisztítottgáz-elvezetés
819
PORLEV ÁLASZTÓK
~ 10
+.\ ,
2
~J
"
1
tWbe
A metszet
3
8
a) 24-31. ábra. a) elvi múkodési vázlat; h) kialakitás:
FeL típusú
jellemzo. Névleges légteljesítményüktol ±30%-kal el lehet térni, és ezekhez az eltérésekhez a berendezés önmuködoen alkalmazkodik. A berendezésen létrejövo nyomásesés 1200... 1600 'Pa (120 ... 160 v.o. mm) között változik. A FeL leválasztókat 600 ... 160000 m3/h légteljesítményig gyártják.
24.5.6. Szúro hatás felhasmáIásával porleváIasztók
muködo
E porleválasztókat két csoportra oszthatjuk: - csak mechanikus visszatartással, - mechanikus és szuro hatás alapján muködo porleválasztókra. A mechanikus visszatartással muködo porleválasztók csoportjába tartoznak a különbözo drót-, ill. muanyag hálók, sziták, perforált lemezek stb. Ezek a porleválasztók foleg szálas anyagok leválasztására alkalmasak, és csak eloválasztóként jöhetnek számításba. 24.5.6.1. Folyamatos
üzeÓlií
leválasztók
A folyamatos üzemen azt értjük, hogy a leválasztót a rárakódott portóI állandóan megtisztitjuk, így a nyomásveszteség és a portalanítási fok állandó, ill. csak kis határok között ingadozik. Ide sorol54'
leválasztók
1 poros levcgo-bclépés; 2 ülepito: 3 beléporés; 4 leválasztócso; 5 elválasztótér; 6 kiléponyilás; 7 zárófal; 8 ülepíto; 9 lecresztöcsö; 10 rács
hatjuk a forgó szitaszövet szuroket és a dobszuroket. A szitaszövet szurok végtelenített, suru szövésu drót- vagy muanyag szitából állnak, amelyet két henger feszít ki. Az egyik henger a hajtóhenger, amely a szuroszitát állandóan - vagy az ellenállás függvényében - szakaszosan továbbítja. A szitára tapadt szálasanyagot az alsó hengernél a szitárólleválasztjuk. A szita, mielott az álló hengerre csavarodna, elszívónyílás elott halad el. Az elszívónyilásban kialakuló 15...25 mis légsebesség (zárósebesség) a szitáról a rátapadt szálasanyagot, ill. port leválasztja. A leválasztott anyagot a leszívóventillátor zsákos porgyujtobe nyomja. A szita terhelhetosége 3000 .. .4000 m3/m2 h. Hasonló elv alapján muködnek az ún. dobszurok, is. A foleg szálasanyagot tartalmazó levegot megfelelo perforálású dobon szívják keresztül. A levegobol elobb a szálasanyag, majd a megfelelo szuroréteg kialakulása után a por is a dob felületére rakódik. A dob felületére rakódott anyagot vagy mechanikusan, vagy pneumatikusan választják le és továbbítják zsákos porszurobe. A dob felületi terhelése a porterheléstol függoen 2500 ...4000 m3/m2 h. A dob fordulatszáma n= 1...2 ford/min. Nyomásvesztesége a rárakódott réteg vastagságától függ. Az alkalmazott perforáció mértéke kb. 50%. Ajánlatos lyukméret 1...1,5 mm. Mindkét leválasztó csak elóleválasztóként jöhet számításba.
IPARI SZELLOZÉS
820
24.5.6.2. Mechanikus és szuro hatás alapján mííkÖdoleválasztók Zsákos porszuro (18-139. ábra). Az ipari berendezések leggyakrabban alkalmazott porleválasztója a szövettömlos porszuro. Szuroanyaga a szurés követelményeitol függoen lehet: szitaszövet, flanell, molinó, barhent, újabban muanyag szálas textília, ill. habosított muanyag. Készülhet azonban minden szoheto, ill. fonható anyagból, pl. üvegfonálból, azbesztbol stb. is. A szövettömlos szuroket foleg por- és forgácselszívó, ill. transzportberendezések leválasztójaként alkalmazzuk. Felhasználásuknak határt szab a por, ill. forgács minosége. Tapadó, szálas, a szuroanyagról nehezen eltávoIítható porok esetén beépítésüket kerülni kell. A szövettömlos porszuroket kisebb egységek esetén vaslemez szekrényben, a nagyobbakat épített helyiségekben helyezik el. A szövettömlok átméroje 80 ...300 mm között változik. Az átméro csökkentésével a szükséges helyigény - a tisztíthatóság rovására - csökkentheto. A 80 ... 100 mm átméroju szurotömloket csak kisteljesítményu ipari porszívó készülékekben alkalmazzuk. Forgács, pozdorjaelszívó berendezésekben a zsákok átméroje 200 ...250 mm, pamut-, len-, kenderfeldolgozó berendezések porelszívó berendezésében 250 ...300 mm. Tisztítás. A zsákokat rázással, ütögetéssei, leszívással vagy ezek kombinációjával tisztítjuk. Igen elterjedt rázási megoldásban a zsáko kat
fixen felerosítjük, majd a zsákok magassági méretének kb. egyharmadában az összes zsáko kat közös vÍzszintes keretbe fogjuk, és a keretet excentertárcsa segítségével a vÍzszintes síkban ide-oda mozgatjuk, lengetjük. Ez a rázás azonban csak épített kivitelu szurok esetében alkalmazható. Rázáskor bekövetkezhet az a káros hatás, hogy a por finomabb frakciói a szuroanyagból a tisztalevegooldalra is kijutnak. E kiporzást, valamint a belso oldalra tapadt por nehéz leválasztását ellenáramú levegoátöbIítéssellehet megszüntetni. Az ellenáramú tisztítás úgy megy végbe, hogy a szuroberendezést egységekre bontjuk. Tisztításkor az egyes egységek ülepítoterébol elszívott poros levegot a másik egység ülepítoterébe nyomjuk. Gyakori megoldás, hogy egy egységgel többet építünk, így a tisztítás üzem közben is elvégezheto. A 24-32. ábra a Beeth-féle szurot ábrázolja. Ebben a megoldásban a tömloket kisebb csoportokra osztva kamrákban helyezik el. A gyujtotölcsérbe lehullott port szállítócsiga cellás adagolóberendezésekbe hordja, ahonnan zsákolással eltávoIítható. Újabban hoálló muanyagból készült szurotömloket is használnak, amely füstgáz-portalanításra is megfelel. A különbözo szuroanyagok portalanítási fokának számítására megbízható eljárás nincs. Tájékoztatásul azonban II különbözo, hazai gyártású szuroanyag mért ellenállását, nyomásveszteségét a 24-33. ábrán közöljük. A szuroanyagok megnevezései, ill. fizikai jellemzoi a 24-10. táblázatban találhatók.
24-10. táblázat. Különféle hazai gyártású szuroanyagok fizikai jellemzoi Sürüség, Szövet jele
Fonalfinomság* 1
egzese M ne.ve- I
Anyag
I
méter
tag.
gjm' Négyzet-
mm I vas-/
tömege,
sága,
Szövés
_ , VetuI dbjlOem Lane
lék
I
módja
I
1 23
45421 Pamut I 850 12 Sávoly I 75 75 4538 56 4767 Pamut Poliamid 720... 60082011,5 1,2 Vászon Sávoly 100 105 120
5 4 6
4736 099 8511
97 4736 4761 8 M249 10 11 18506 4786
II
Pamut 570 1,2 Sávoly 230 Pamut 580... 660 Vászon 92 Poliészter 500... 560 I 0,8 Sávoly 270 Pamut Poliamid Poliamid
I
570 330 525
I
0,8 0,3 0,5
POliészter,340... Poliészter 570600 I 0,8 0,7
*Metrikus finomságjágak száma; Td: finomság denier-benjágak száma.
Sávoly Sávoly Sávoly I
I
mm
Láne
92 98 160
260 170 205 165 270 200
Sávoly 270 238 11190 147
Vetülék
Fonal.átméro Vetu-
I Lane I lék
I Szakitókpjem'
I
eml
átméroje, szilárdság, . Vetu- I El' "m szál
e 11
tényeTtési zol'
Lane [lék
20/11 20/1110,92 0,9211801200 112 17/8 17/6 i 0,66 0,85 0,66 0,85 240 110 112 34/8 34/8 180 220 16 17/5 17/5 0,48 0,67 0,52 0,67 150 150 160 20/3 34/6 80 112 12 34/4 34/4 0,42 0,42 280 180 16 34/4 34/4 0,42 0,42 135 120 12 Td2oo/4 Td2oo/4 0,20 0,2 200 150 ]2 Td840 . Td840 0,4 10,4 300 300 16 36/4 34/4 I 34/6 0,47 0,57 3751340 190 190 16 36/4 0,4410,441 16
22 50,2 22 64,5 51,2 20 22 22 20 22 22 20
69,2 52,8 75 73,2 52,2 54,3
20 20 j 96,0 82,0
821
PORLEV ÁLASZTÓK
,II : .I(~.~ .t'.! ,(~I$I·~I.(~I·. IWiJ li -1.ir,LJlll 1,
,1
I
I
··W'
r
Hi !
i
i',! ii.l'
li : 1\ \ ',!~!~ .1'
..
i ~ \'i ~L ' •.
\
ji!
f ."
,il
!
i
HI!'- I ,,/ ,
l'
,t
\_I~U~ )----.;
I
I
I
\
\
\
24-32. ábra. Beeth-féle zsákos porszürö berendezés
24.5.6.3. Légszurök
Pa
A szellGztetoberendezésekben az elszívott levego megtisztításának kettos jelentosége lehet. Egyrészt a káros szennyezoanyagok lekötése, másrészt az érI tékes ipari porok visszanyerése. Befúvott levego ese7 tén, továbbá a technológiai vagy más igényeknek megfelelo mértéku levegotisztítást kell végeznünk a légtisztító berendezéssel (szurovel vagy porleválasztóval). Mások a követelmények a levegonek a munkaterembe való visszavezetésekor és mások a külso levego munkaterembe való vezetése elotti tisztításkor. A légszuroket általánosságban négy típusba sorolhatjuk: Szurorácsok. A 20 ...60 pm nagyságú pórusokból álló sík hálók, amelyek a 20 pm-nél kisebb porszemeket csak akkor képesek visszatartani, ha a lerakódott durvább por a szuronél finomabb szurorácsot képez.
IJp, v.o.mm
7
3000!
I
~
I
/
t7
7
I
8 2
41069 7.
11 I
,
rrT
250
/
3
20001 200
5
150
1000i 100
50
ol
O
500
1000
1500-
2000
Légmennyiség, m3/m2h
24-33. ábra. Különbözo szuröanyagok ellenállása az átáramlási sebesség függvényében
o
0,1
0,2
0,3 0,4 Sebesség, mis
0,5
{4'6
822
IPARI SZELLOZÉS
Labirintszurok Lamellás halmazok, amelyeken a légáram egymást követo irányváltozások sorozatával halad áto Az ütközések és irányváltozások folyamán aporszemcsék kiválnak a levegobol. A kivált porszemek a felületen adhéziós, adszorpciós erok hatására tapadnak meg. Ez a szurotípus durva pórusokkal készül. Rendezetlen halmazú jonalszurok. 1...20 /lm vastag szálakból készülnek. Kiviteli formájuk: két légátereszto fal közé helyezett szálhalmaz vagy öszszepréseIt lemez. Pórusaik nagysága tömörségüktolfüggoen 3 ...30 /lm. A légáram a fonalak közötti, mikrokapillárisnak tekintheto utakon irányváltozásokkal halad keresztül. A leválasztást adszorpciós, adhéziós és statikus elektromosságból származó erok is elosegítik. Igen finom szálak rendezetlen halmazából képzett szurok. Ezek 0,1 ... 1 ,um vastagságú muszálból készülnek. A szálak mikrokapilIárisnak (0,001 ... 0,1 ,um) tekintheto légutakat képeznek. Az adszorpciós, adhéziós erok hatása még jobban érvényesül, mint az elozo típusnál. 24.5.6.4.
Szuroszerkezetek
A különféle minoségi fokozatba sorolható smroknek szárnos szerkezeti megoldása van. A kezelés szempontjából a szurobetét ek két alaptípusát különböztetjük meg: - regenerálható betétek ; - nem regenerálható betétek. A regenerálható szurobetétek elszennyezodés után mosási eljárással kitisztíthatók és ismét használhatól .. A szurobetétek másik csoportja elszennyezodés után nem tisztítható. Ezeket használat után eldobjuk és új betéttel helyettesítjük. A szurobetét felületi kezelése szerint ismét két alaptípust különböztetünk meg: - nedves típusú szuroket; - száraz típusú szuroket. 24.5.6.5.
Az MSZ 922 szerint a következo olajok használhatók: nyáron: télen:
G-30 jelu gépolaj; -10 oC felett GT-30 jelu gépolaj; -10 oC alatt GH-25 jelu olaj.
A szurofelületet a légszuro olajba való meritésseI vonják be. Az olajból kivett szurot csepegtetoállványra helyezve gondosan le kell csurgatni. A nedves szurok összportalanítási foka nagyobb elszennyezodés esetén bizonyos fokig no. Ugyanezen hatásfok csökkeno légmennyiséggel romlik. A szurok hatásfokromlás nélkül megengedheto ellenállás-növekedése kb. 50 ... 120 Pa (5 ... 12 V.O. mm). A nedves légszurok hátránya, hogy a port kis légmennyiség esetén nem választjuk le. További hátrány, hogy ez a szurotípus viszonylag kis portároló képességu. Ha nincs eloszurés, akkor a szuroket 10... 15 mg/m3 porterhelésu levego szurésére alkalmazhatjuk gazdaságosan. Hazánkban jelenleg csak labirint- (expandált lemezes) légszurot gyártanak. A légszuro elemeket (5OOX500 mm-es cellák) homlokáramú, ferde áramú vagy V alakú kivitelben építik össze. A 18-133. ábrán ferde áramú beépítés látható. Külföldön régóta alkalmazzák az automatikus tisztítású légszuro ket. A 24-34. ábra töltetes, olajozott automata légszurot (Delbag gyártmány) ábrázol. A töltetes automata légszuron lerakódott por az alsó olajteknoben kimosódik, és a por a tekno alján gyulik össze. A szennyezodést kaparólánccal lehet eltávolítani.
Nedves légszurok
E szurok felülete - a porszemcsék tapadásának elosegítésére - viszkózus folyadékkal, ún. viscinolajjal van bevonva. Az olajjal szemben követelmény: - ne száradjon ki; - ne gyantásodjék; - kicsi legyen a viszkozitása; - szagtalan legyen (ne tartalmazzon ilIóanyagot).
24-34. ábra. TöItetes automata
légszuro
PORLEV ÁLASZTÓK
A szalagszurok szintén automatikus muködésuek. A tiszta szuroanyagot a felso dobon helyezik el, ahonnan automatikus elotolással kerul az alsó dobra. Az elpiszkolódott szuroanyagot regenerálják vagy eldobják. A szurok portalanitási fokának számitására jól használható összefüggésünk nincsen. A nyomásveszteség tiszta állapotban számitható. Le Dinh szerint a szuro nyomásvesztesége [4]: 6..p;:;=2n2M2/
2
eF (1-1X)2 1X3'
'1]w
(24-74)
e
ahol M;:;=coso ~ ; ahol a szuro szálai között a levego sebességvektorának a szurore meroleges egyenessei bezárt szöge; / a szuroréteg vastagsága, m; '1] a levego dinamikai viszkozitása, N sfm2; w a levego sebessége közvetlenül a szuro elott, mfs; d a szuro elemi szálainak átméroje (átlagos méret), m; IXa szuro porozitása; LJp a szuro össznyomásvesztesége, Nfm2• A hosszegységenkénti nyomásveszteség az állandók összevonása után: ~l!--;:;=K
/
'l}W
d2
•
(l-1X)2 1X3•
(24-75)
823
A K állandó értékére Max Leva kisérletekkel l60 ...200-at állapított meg. Kármán-Kozeny [6] szintén lamináris áramlás esetére a szuroanyagokra a következo összefüggés alkalmazását javasolja:
/1p~ K~. ~ g
e'ev
. .., I
(t:-J'
d2
(l __(hon e_)
(24-76) 3'
ahol KI állandó; elev a levego surusége, kgfm3; e a szuro surusége, kgfm3; efon a fonal anyagának surusége, kgfm3• Kunczewiez a 6.~ viszonyt a következo összefüggésbol számitja [5]: w
e (1-m.
o V)3d2
6.P-16(;Vor/K2'1)
(24-77)
•
ahol Vo a szövet térfogata, m3; e a szövet surusége, kgfm3; m a szövet tömege, kg; K2 állandó, mérései szerintK2;:;=6,6 / a szuro vastagsága.
24.6. Pormintavevo, porméro és regisztrálóberendezések A különbözo, porképzodéssei járó technológiai folyamatok porelszivó berendezéseinek tervezéséhez, valamint az üzem levegojének egészségügyi szempontból való ellenorzéséhez elengedhetetlenül szükséges a levego portartalmának mérése. A pormérést, ill. a porminta-vételezést általában három helyen kell elvégeznünk: - szabad térben, - helyiségekben, - csovezetékekben. A méromuszereket úgy csoportosítjuk, hogy az elobbi felsorolásnak megfeleljenek.
24.6.1. Porszennyezodés szabad térben
mérése
Szabad térben a porszennyezodést egyrészt egészségvédelmi, másrészt környezetvédelmi szempontból kell mérni. A szabad térben keletkezo porszenynyezodés nagysága nemcsak a kibocsátó forrásoktól, hanem a meteorológiai tényezoktol is függ.
Ezért a szabad téri porszennyezodés-méréseknél általában nem elégszünk meg pillanatmérésekkel, hanem a méréseket folyamatosan (egy hétig vagy hónapig) végezzük. Fontos tehát, hogy ezen mérések méroeszközei folyamatosan - és mivel igen sok mérésrol van szó - lehetoleg automatikusan muködjenek. E mérésekkel általában nem a levego szennyezoanyag-koncentrációját, hanem a porlecsapódás mértékét állapítjuk meg. A vizsgálatok elvégzéséhez kétféle berendezést használunk: - tölcséres pormintavevot, - tapadófóliás pormintavevot. Különféle tölcséres pormintavevo berendezéseket szemléltet a 24-35. ábra. A tapadófólia tulajdonképpen vékony fémlemez, amelynek egyik felületét valamilyen tapadó anyaggal (pl. vazelin) vonják be. A fóliákat a szabad térbe helyezve, a leülepedo por a fóliákra rátapad, és igy annak mennyisége a fóliák tiszta és poros állapotban való tömegmérésével meghatározható. Kéményekbol kijövo füstgázok mérése rendkivül bonyolult méréstechnikát kiván. Ezért a füstök el-
824
IPARI SZELLÖZÉS
~.Jf5 rjJfJ,
24-35. ábra. Szabad téri pormintavevo
készülék
lenorzését összehasonlító színskálával végezzük. A színskála mintái öt fokozatban fehértol a feketéig terjednek. E színskálát Ringelmann-skálának nevezzük, és az egyes fokozatokat sablon ként lehet használni, ha azt szemmagasságban a füstforrás irányában olyan távol tartjuk a szemtol, hogya skála vonalai egységes - egybefolyó - árnyékba menjenek áto A skála fokozatai a következok: o egész fehér 1 2 3
4 5
1 mm vastag fekete vonalak 10 mm-es távközben, egymásra merolegesen, 9 mm-es fehér köztérrel; 2,3 mm vastag fekete vonalak. 7,7 mm köztérrel; 3,7 mm vastag fekete vonalak, 6,3 mm köztérrel; 5,5 mm vastag fekete vonalak, 4,5 mm köztérrel: az egész fekete.
Nem tekintheto konkrét méroeszköznek, de megemlítjük, hogy a füstködök (smog) mérésére külföldön gyakran növényeket használnak biológiai indikátorokként. Kísérletekkel kimutatták, hogy egyes növényi cellák, de különösen a nádfu (Poe annual) igen jó biológiai indikátor a smog méréséhez.
24.6.2. PorszennyezOdés mérése zárt térben A helyiségekben használt porszennyezoméro muszereket· két csoportba oszthatjuk. Az elso csoportba tartoznak azok a muszerek, amelyek a por tömegét, a másik csoportba pedig azok, amelyek a porok szemcseszámát (darabszámát) mérik. A tömeg szerinti méréseket gravimetriás módszereknek nevezzük. Az eljárás a következo: Valamilyen alkalmas berendezéssel meghatározott és pontosan mért levegomennyiségben levo port leválasztjuk, majd a leválasztás után a por tömegét
tömegméréssel meghatározzuk. Amennyiben a mintavétel folyamán elegendo mennyiségu pormintát sikerül leválasztani (összegyujteni), akkor azon a tömegmérésen kívül más mérések is elvégezhetok. A gravimetriás méréseknek tehát két fontos fázisát különböztetjük meg: a mintavételezést a pormérés helyszínén és a porminta értékelését, amelyet kizárólag laboratóriumi munkával végezhetünk el. A szemcseszám szerinti mérések menete általában hasonló a gravimetriás módszeréhez. A legtöbb méroberendezéssei csak mintát veszünk, s annak értékelését szintén laboratóriumi munka keretében végezzük el. A szemcseszám szerinti mérési módszerek alapveto fogyatékossága, hogy a mintavételezés folyamán leválasztott port további, másfajta mérésekhez felhasználni nem lehet. Így ezen módszerekkel csak a térfogategységre vonatkoztatott szemcseszám-koncentráció határozható meg. Elony viszont, hogya mintavétel folyamán a koagu1álódási veszély igen csekély, és így ezek a mérések a valóságos állapotot nem hamisítják meg. 24.6.2.1. Gravimetriás portartalom-megbatározás A gravimetriás mérési módszerek legrégibb készüléke az ún. Martius-féle porkoncentráció-méro készülék. A pormintavétel idotartama alatt az átáramlott levegomennyiséget állandó értéken kell tartani. A porkoncentráció viszont igen nagy hatással van a szuropapír ellenállására, vagyis minél nagyobb a porkoncentráció, annál gyorsabban növekszik a szuropapír ellenállása az ido függvényében. Amennyiben a beszívott levego vagy gáz nedvességtartalma nagy és harmatponti homérséklete alacsony, a belépo levegot vagy gázt futeni kell, hogy a szüropapíron a mérés idotartama alatt ne csapódjék le pára. A lecsapódott pára a mérést ugyan nem hamisít ja meg, de a papír mechanikai szilárdságát erosen rontja, és az elobb-utóbb átszakad. A gravimetrikus meghatározás alapveto nehézsége abban rejlik, hogy különösen kis tömegu porminták esetén a szuropapír által felvett nedvességmennyiséget nem tudjuk meghatároznL Ezért ennek a mérési hibának kiküszöbölésére a SZOT Tudományos Munkavédelmi Kutató Intézet által ajánlott, jól bevált "etalon-papír módszert" alkalmazzuk [8]. Az eljárás lényege, hogy mintavétel elott két egyforma szuropapírt lemérünk. Az egyik szuropapírral elvégezzük a mintavételt, míg a másik szuropapír a laboratóriumban marad. A mintavétel után a szennyezett szurot az etalon mellé helyezzük kb. 10...24 óra idotartamra. Ez alatt az ido alatt mindkét szuropapír nedvességtartalma kb.
PORMINTAVEVO,
PORMÉRO
825
ÉS REGISZTRÁLÓBERENDEZÉSEK
azonos értéku lesz. Ezután meghatározzuk a szenynyezett szuro tömegét és ugyanakkor az etalonszuro tömegváltozását is. Az etalon-szuro tömegváltozását vesszük figyelembe a szennyezett szuro tömegének megállapitásakor. A papirszuros pormintavevo berendezések egyik továbbfejlesztett változatát a 24-36. ábra szemlélteti.
J
4
24.6.2.2. Hordozható ponnintavevo készülékek Munkahelyi porkoncentráció meghatározásakor, különösen mérgezo vagy szilikózisveszélyes porok esetében, a pormérés célja azon porfrakciók mérése, amelyek a tüdobe bejuthatnak (x;;§7,1 /Lm). Csak azok a porfrakciók jutnak a tüdobe, amelyek a mikrobronchusok, ill. az alveolusok méreteinél kisebbek. Ezért a gravimetrikus pormintavevo berendezés két részre oszlik, eloleválasztóra és a tulajdonképpeni szurore. Az eloleválasztó az összes olyan szemcsét leválasztja, amelynek ülepedés szerinti ekvivalens gömbátméroje 7,I/Lm-nél nagyobb (ep= 1 g/cm3 esetén). Ennek megfeleloen 5 /Lm-es szemcsékbol a leválasztás kb. 50%-os. Az átszivott levego mennyisége 50 ... 100 limin között változtatható. A készülékkel szemben támasztott követelmény 0,1 mg/m3 mérési pontosság, amely a 0,5 és 5 /Lm-es frakciókra nézve kb; 50 db/cm3 értéknek felel meg. Az ismertetett elvek alapján többféle készüléket szerkesztettek [7]. E készülékek eloleválasztói olyan vizszintes lamellasorból állnak, amelyek biztositják a lamináris áramlást és azt a feltételt, hogy az elozokben emlitett x~7,1 /Lm-es szemcsék az áthaladás közben teljes mennyiségükben leülepednek. Az átáramló levegomennyiséget rotaméterrel, vagy méroperemmel mérjük. Az átszivott levego mennyisége az elozokben említett készülékekben 2,5 ...3 lImin értéku. A berendezések jellegzetes elvi sémáját a 24-37. ábra tünteti fel. A berendezésekben régebben általában papirszurot vagy üveggyapot szurot, újabban majdnem kivétel nélkül membránszurot alkalmaznak. A membránszurok 50 ...200 /Lm vastagságú, cellulóz-észter alapú, speciális anyagból készülnek.
24-36. ábra. SZOT-féle hamislevegos pormintavevo
készülék
1 papirsz6ro; 2 kétfokozatú centrifugálventillátor ; 3 hamislevego-szabáIyozó; 4 méroperem
24-37. ábra. Eloleválasztós pormintavevo
berendezés
1 csillapitókamra; 2 motor; 3 hajtóm6; 4 vizszintes elolevá!asztó; 5 sz6rö; 6 rotaméter ; 7 membránszivattyú
A szurok pórusainak nagyságát az egyes membránfajtákon tetszolegesen lehet kialakitani, és általában a pórusnagyság az 5000... 100 nm tartományba esik. Ultraszurok esetében a pórusméret a 100...5 nm tartományra is kiterjed. A membránszuroket 5 ... 10 /Lm-tol 0,3 ...0,5 /Lm-ig kilenc fokozatban gyártják. Ezek a membránszurok még a 0,1 /Lm szemcsenagyságú porszemcséket is visszatartják. Jellemzo rájuk, hogyaleválasztott porok csak a szuro felületén helyezkednek el, és nem hatolnak a szurok belsejébe. A membránszurok a levego átáramlásakor elektrosztatikusan feltöltodnek, ez a jelenség magyarázza, hogya szurok a pórusainál jóval kisebb átméroju szemcséket is leválasztják. 24.6.2.3. Konitest A konjtest olyan elektrosztatikus, portartalmat méro muszer, amely változó porkoncentráció esetén is a változást tehetetlenség nélkül képes követni és a portartalmat folyamatosan regisztrálni. Mivel az áramot a muszeren átszivott gázban levo porok dörzselektromos hatása hozza létre, ehhez a muszerhez külso áramforrásra nincs szükség. Muködési elve az, hogy egy, a környezetétol villamosan elszigetelt gerjesztocsövön keresztül olyan gázt áramoltatunk, amelyben szilárd részecskék is vannak. Ekkor a gerjesztocsövön igen kis, de mérheto áramok jönnek létre. A keletkezo áram erossége a porrészecskéknek a gerjesztocso falán való súrlódásával arányos, azaz minél nagyobb a porkoncentráció, ill. az idoegység alatt a cso falát érinto részecskék száma, annál nagyobb áramerosség keletkezik. A kisérletek azt is kimutatták, hogy ezt a hatást a légáram tangenciális bevezetésévei növelni lehet. A gerjesztocso töltése galvanométeren, ill. egy ero-
IPARI SZELLÖZÉS
826
síto bemeneti ellenállásán keresztül mérheto, ill. regisztrálható. A mérés, ill. regisztrálás a leggyorsabb portartalom-ingadozásokat is késedelem nélkül követi. A mérés minden szubjektív hibáitóI mentes. A konitest vázlata a 24-38. ábrán látható. 24.6.2.4. Optikai részecskeszámláló berendezés A készülék muködési elvét a 24-39. ábra szemlélteti. A berendezés két részbol áll: a pneumatikus részbol, amely a mérokamrán átszívott poros levego áramlását hozza létre, és az optikai rendszerbol, amely a részecskék számlálását szemcsenagyság szerint elvégzi. Az ábrán látható 7 fényforrás a 9 gyujtolencsén, a 3 keskeny nyíláson és a közbeiktatott 8 továbbítólencsén keresztül vetíti fényét az J mérokamrán át a 2 parabolikus tükörre. Ha a mérokamrában részecskék nem találhatók, a fénysugár a tükör közepén elhelyezett nyílásba jut, amely a fénysugárnyalábot elnyeli. Ha a méro kamrában valamilyen méretu porszemcse van, akkor ez a fénysugarat eltereli és a parabolikus tükörre vetíti. A tükör a fénysugarakat párhuzamosan veri vissza, amelyek az 5 fókuszlencsén keresztül a 6 fénysokszorozóba (fotomultiplier) jutnak. A fénysokszorozót éro fényimpulzusok arányosak a részecskék számával, az elterelés szöge pedig a nagyságukkal. A fénysokszorozó impulzusát elektronikus rendszer erosíti és alakítja át. A jelet mutatós, regisztráló vagy digitális jelzomuszerre visszük. A készülék 0,171jmin teljesítményu. A maximálisan mérheto szemcsekoncentráció 35· HP részecske jI, a muszer hét frakció különálló mérésére alkalmas. Frakcióhatárok : 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5 és 10 .um. 24.6.2.5. Termálprecipitátor A termálprecipitátor a porszemcséket a levegobol hodiffúzió segítségével választja ki. A poros gázt néhány tized milliméter széles csa4
24-39. ábra. Optikai részecskesmmláló
elvi muködési vázlata
/ mérótérfogat; 2 parabolikus tükör; 3 rés; 4 porosgáz-belépés; 5 lencse; 6 fénysokszorozó ; 7 tungsten lámpa; 8 továbbítólencse; 9 gylljtólencse
tornán fúvatjuk keresztül. A csatorna közepén vékony nikkelhuzalt feszítünk ki, amelyet elektromos árammal 120 OC-ra futünk. A csatorna nagy hotehetetlenségu fémtömbben van elhelyezve, így a huzal és a csatornafal között nagy homérsékletesés következik be. Ha a levegot igen kis sebességgel szívatjuk át a csatornán, akkor a huzal körül a hodiffúzió következtében pormentes tér keletkezik. Ha a csatorna átmérojét úgy választjuk meg, hogy az kisebb legyen, mint a hodiffúzió következtében kialakuló pormentes tér, akkor a porrészecskék a hideg csatornafalon lecsapódnak. Ha a csatornafalra üveglemezeket helyezünk, a porrészecskék ezeken a lemezeken csapódnak ki. Az üveglemezeket a próba végeztével a muszerbol kiemeljük, rögzítjük a porképet, majd mikroszkópon a pormintákat értékeljük. A mintavételi levego mennyisége 5 ...7 cm3 jmin. A termálprecipitátor mérofejének kritikus része a futotest és annak felfüggesztése. Az új típusú termálprecipitátorban futohuzal helyett futospirált alkalmaztak. A futospirál saját maga kompenzálja hotágulását oly módon, hogy kissé elofeszítve, mereven van a csatorna oldalaira erosítve. így a futoszál-beállító készülék elmarad. A mérofej két alumínium tömbbol áll, amelyek hengeres kialakításúak. A fémtömbök között két távtartó van elhelyezve, amelyek a rés alatti szívócsatornát szabadon hagyják. A csatorna magassága 0,5 mm. A preparátum peremzavarásának elkerülése végett a távtartó darabok a spirál magasságában négyszögletes kiképzésuek. A spirál átméroje ~4 .um, huzal vastagság 22 pm, menettávolság fe-
.
~
Fútó'ff_ I
huzal
J 24-38. ábra. Konitest / nyomáskivezetés; 2 gerjeszt&so; 3 elektromos csatlakozás; 4 szigetelés
24-40. ábra. Termálprecipitátor
PORMINTAVEVO,
PORMÉRO
827
ÉS REGISZTRÁLÓBERENDEZÉSEK
szített állapotban 28 pm, a teljes beépítési hossz 30 mm, az áramlásnak kitett hossz 10 mm. A termálprecipitátor elvi vázlata a 24-40. ábrán látható. 24.6.2.6. Koniméter A koniméter apormintavételhez legelterjedtebben és leggyakrabban használt muszer. Elvi vázlata a 24-41. ábrán látható. Kézzel muködtetett dugattyús szivattyú a poros gá~t nagy sebességgel fúvókán szívja keresztül. A szívási térfogat pontosan kalibrált, és általában 1, 2,5 és 5 cm3-es értékre állítható. A fúvóka mögött forgatható tárgylemez van, amelyet valamilyen porleköto anyaggal kell bekenni. A fúvókából kiáramló poros levego a tárgylemezre ütközik, miközben a porszemek tehetetlenségük következtében a légáramlás irányát követni nem tudják és beleragadnak a ragasztórétegbe. A készülékbe mikroszkóp van beépítve, amelylyel a próbavétel eredményességét, ill. a minta porsuruségét ellenorizni lehet. Általános szempont, hogy kb. 50 db/cm3s porterhelés esetén a beszívott térfogat 5 cm3; 50 és 500 db/cm3 koncentráció esetén 2,5 cm3; 500 és 2000 db/cm3 esetén 1 cm3• A koniméteres porméro eljárás szabványosítására több intézkedést hoztak, ezek közül a legjelentosebb, amely rögzíti a fúvóka és a tárgylemez közötti távolság értékét (0,5 mm). A szivattyú tömítetlenségének elkerülésére 40 mm hosszú dugattyút alkalmazunk. A koniméter általában a 10 pm-nél kisebb szemcsék vizsgálatára alkalmas, és a koncentráció értéke mikroszkópos leolvasás esetén kb. 0 ... 500 db/cm3• Kicsi koncentrációk esetén, ha 5 cm3·es beszívási térfogattal nem adódik jól értékelheto porfolt, a mérést ugyanolyan körülmények között, ugyanarra a tárgylemezszektorra többször egymás után megismételhetjük anélkül, hogy ezáltal észreveheto hiba adódnék.
egyik legjobban bevált ragasztószer 100 cm3 széntetrakloridban oldott 50 g mugyanta és 50 g orsóolaj. A koniméterre épített mikroszkóp a minta értékelésére nem alkalmas, ezért a tárgylemezeket külön mikroszkópon kell értékelni (ÁBEO eloírása). 24.6.2.7. Tyndalloszkóp Ezzel a módszerrel a levego portartalmát a Tyndall-jelenség felhasználásával optikai úton határozzuk meg. A készülék lezárható porkamrából, megvilágítóberendezésbol, fotóméteres egységbol és megfigyelo optikai lencserendszerbol áll. A muszer O ... 180 mg/m3 porkoncentrációig alkalmazható. A Tyndallométer a Tyndalloszkóphoz hasonlo elven muködik, de leolvasási pontossága nagyobb. A Tyndallométérbe a polarizációs szurok helyett nikkelprizmák vannak beépítve. 24.6.2.8. Kapnográf A készülékben (24-42. ábra) elhelyezett harang alakú szívott térbe a poros levego fúvókán át áramlik be. A fúvóka elott óramuvel hajtott dobra preparált papír van kifeszítve. A fúvókából kilépo poros levego portartalma a szuropapíron megtapad, és a porcsík színe, ill. vastagsága módot nyújt a készülék bármilyen egységben való hitelesítésére. A próbavétel akár nyugvó levegobol, akár áramló gázbóllehetséges. . A harmatponthoz közeleso .homérsékletu részáramok páralecsapódásának elkerülésére a készülék futheto. A dob fordulatszáma 1/24 h, a leszívatott mennyiség 0,6 és 1,2 m3/h.
5
4.
A jól értékelheto por képhez feltétlenül szükséges a ragasztóanyag jó megválasztása. A gyakorlatban 3
\
---
L__ --=c:-~\_~~.2 5 24-41. ábra. Koniméter elve 1 ragasztóréteg; 2 levegöbelépés; 3 fúvóka; 4 dugattyú; 5 tárgylemez
/
/
2
24-42. ábra. Kapnográf 1 óramu; 2 leszívás; 3 poros gáz; 4 ház; 5 íródob
J
828
IPARI SZELLOZÉS
24.6.3.1. MÜ8zertípusok
24-43. ábra. ARC mintájú folyamat os porméro készülék 1 szlír6paplr; 2 nyomásmér6 frószerkezettel; 3 poroslevego-bclépés; 4 sz!vórés; 5 szlvon kamra; 6 membránszivattyú; 7 íródob
24.6.2.9. ARC típusú folyamatos ponnéro készülék A készülék a szúropapir ellenállás-változását a rárakódott porréteg függvényében regisztrálja (24-43. ábra). A légkörnél kisebb nyomás alatt álló kamrán 12 nyilás van, ezek elott egyenletes sebességgel szúropapir szalag halad el. A szúropapirra tapadt por a szuropapir ellenállását megváltoztatja. Az ellenállást membrán érzékeli és megfelelo karáttétel segitségével forgó dobon regisztrálja. A leszivatott levego mennyisége 1,8 m3fh, amelyet membránszivattyú sziv el. A hitelesités itt is összehasonlitó vizsgálat eredménye.
A hazai gyakorlatban használt múszertipusok a papirszúros pormintavevo és a ciklonszonda. Papírszuros leszívatószondós mérés. A mérés sémáját a 24-44. ábra szemlélteti. A hazai gyakorlatban használatos szondát a SZOT Munkavédelmi Tudományos Kutató Intézet alakította ki. Egyszeru szétszerelés után a 3 papirszürovellátható el, több méretben készitheto. A leszivatott levegomennyiség az 5 szúkitésen létrejövo nyomásesés (6 nyomásméro muszer) függvényében szabályozható - a szúropapir idobeni eltömodésének mértékében. A 8 elszivóberendezést és az 1 szondát a 7 csovezeték köti össze. A mintavevo berendezés kis porterhelések (max. 2 gfm3) és finomabb szemcsézetú por esetén használható, a szüropapir minosége az alkalmazhatóság homérséklet határait jelöli ki. Ciklonszonda. Lényegében kis méretU mikrociklon, amelyet a fo gázáramba helyezünk el. A beszivófejen (csutorán) keresztülleszivott poros gázból a szennyezodés porgyújto tartályba jut, mig az esetleg tovább jutó pormennyiség üveggyapot szúron válik le. A leszivatott gázmennyiséget a szondaszárban elhelyezett Venturi-csovel mérjük. A leszivási sebességet vagy Prandtl-csöves méréssel, vagy ún. nullnyomásos szonda esetén közvetlenül U csöves manométeren állitjuk be. A 24-45. ábrán a Serege [13] által kidolgozott nullnyomású csutorával ellátott ciklonszondát láthatjuk.
24.6.3. Csovezetékben végzett ponnéréshez használt készülékek A készülék talán legfontosabb alkatrésze a részgázáramot leválasztó szonda. A szondával elvett poroslevego-mennyiség szennyezodésének meghatározására egyaránt alkalmazható az elozokben ismertetett készüléktipusok zöme. Így pl. a leválasztott részáram keresztülvezetheto szúron, de kapcsolható a szonda után konitest is. Az alkalmazható mérési eljárásnak a következo követelményeket kell kielégitenie: - a porszennyezodést szállitó gáz térfogategységére eso szállitott pormennyiség tömegét (porterhelés) közvetlenül mérni lehessen; - a mérés folyamatos, megszakitás nélküli legyen; - a mért értékek könnyen és jól regisztrálhatók legyenek; - a porterhelés pillanatnyi értékeit mérni és lehetoleg re~rálni lehessen.
2
r--rI
I
I
I
I
Lt" ;
-- ---- ~
~
6.z.
tJp ~'
+,
I
-O-J n_
----
24-44. ábra. Leszívatószondás
-.
ii
mérés vázlata
1 szonda; 2 tölcsér; 3 papirsziírc5; 4 tölcsér; 5 sztíkítc5;6 U csa; 7,8 össze. kötc5cs6
PORMINTAVEVO,
PORMÉRO
ÉS REGISZTRÁLÓBERENDEZÉSEK
-"'/
"/
/
1/"
/
1800 5400 4900 3600 2500 900 400
//////1.
JI
829
///////
a)
--24-47. ábra. Porszita kialakitása a) összeilleszlelI szitasor; b) szitakerel
24-45. ábra. Nullnyomásos
csutorával ellátott c!klonszonda
24.6.3.2. Porminták laboratóriumi értékeléséhez szükséges muszerek A porhalmazokból vett minta mennyisége csekély, és ezért igen fontos, hogyamintákban a szemesék %-os eloszlása ugyanolyan legyen, mint a halmazban. A mintavételre több módszer terjedt el, úgymint átlózás, negyedelés, felezés stb. A leggyakrabban használt módszer a felezés, amelyre a 24-46. ábrán látható készüléket használjuk. A készülékbe felül öntjük be a felezni kívánt pormintát, amely ferde befutó csatornán keresztül kerül a gyujtotálkába. A felezést addig kell folytatni, amíg a megfelelo mennyiségi adatot megkapjuk.
24-46. ábra. Felezokészülék
A porminták vizsgálata leggyakrabban az egyes szemesék 'X-os arányának meghatározására irányul, azaz a por maradványgörbéjének felvételére. A leggyakrabban alkalmazott ún. frakcionálást háromféle módszerrel végezhetjük: szitálással, széreléssel, szedimentáIással. A szitálást szitasoron végezzük. A szitasor egymásba illesztett, különbözo lyukboségu szitákból áll [24-47. aj ábra], amelyeket rázóasztalra helyezünk. A vizsgálni kívánt pormintát a legfelso -legnagyobb lyukboségu - szitára öntjük. A rázás következtében a szita lyukméreténél kisebb szemesék a következo szitára hullanak. A szitasor utolsó tagja 63 pm lyukboségu, ezért az ezen a szitán áthulló porok csak széreléssel, ill. szedimentálással frakcionálhatók tovább. Az egyes szitákon fennmaradó pormennyiséget tömegméréssel kell meghatározni. A 63 pm-nél kisebb frakciókmeghatározását széreléssel végezhetjük. E muveletet kb. 2... 3 pm szemcsenagyságig tudjuk elvégezni. A frakciók határait a levegoáramban megállapított (20 oC, 760 torr) esési sebességgel vagy az ebbol kiszámított egyenértéku gömb alakú szemcsemérettel adjuk meg. A szérelés leggyakrabban használt készüléke a Bahco-féle légszérelo. Ez aporokat centrifugális erotérben választja szét. A készülék vázlatát a 24-48. ábra szemlélteti. Az 1 függoleges tengelyu hajtómotor tengelyére a 2 agy és a 6légterelo kúp van felszerelve. A 8 ventilIátor a Íevegot a légbevezeto nyíláson és a 3 légegyenirányítón keresztül szívja. A por a 9 adagolóból résen keresztül a 4 elosztótárcsába kerül. Innen a centrifugális ero a sugár irányában igyekszik eltávolítani, míg a vele szemben áramló levego viszont a tengely felé mozgatja. A nagyobb szemesék a centrifugális ero hatására a résbol kirepülnek és az 5 gyujtotartályba hullanak. A finomabb porokat
830
IPARI SZELLOZÉS
8 -7
1 24-48. ábra. Bahco-féle légszércló J
motor;
:! tengely;
j
lég-egyenirányító;
4 elOSllótarcsa;
5 gyüjtöter;
6 szabályozókúp; 7 tartály; 8 ventillátor ; 9 adagoló; 10 finom por; II durva por: 121evegö
a légáram magával mgadja és a 8 ventillátor a 7 gyujto tartályba nyomja. A frakcionálást különbözo mennyiségu levegovel kell végezni. A légmennyiséget a 6 szabályozókúp állításával szabályozzuk. A szedimentálás tulajdonképpen a porszemcsék folyadékban való ülepitése. A vizsgálatot úgy végezzük, hogy megfelelo minoségu és mennyiségu
J
/
t(+tL.'0: 24-49. ábra. Szedimentációs
mérleg muködési vázlata
1 íróberendezés; 2 erosíto; 3 fényforrás; 4 kondenzátor; 5 tükor; 6 torziókar: 7 blende: 8 zsinór: 9 motor; 10 fotocella
folyadékba meghatározott pormennyiséget keverunk. A folyadékot úgy kell megválasztani. hogy annak a porra semmiféle - sem kémiai, sem fizikai - hatása ne legyen. A keveréket kb. 60 percig rázógépbe helyezzük a tökéletes keveredés elérésére. Ezután a keveréket mérohengerbe öntjük és állni hagyjuk. Megfelelo ido elteltével a henger palástján alul levo kifolyónyiláson át mintát veszünk. Az ülepedési idobol, az ülepedés magasságából a leülepedett szemcsék ekvivalens átméroje. számítható. A mintában levo por tömegét a folyadék bepárlása után tömegméréssel lehet meghatározni. A szedimentációs szemcsézetmegoszlás megállapításának eszköze a szedimentációs mérleg (24-49. ábra). A kettos falú ultratermosztáttal állandó homérsékleten tartott szedimentációs hengerben bizonyos magasságig szedimentációs folyadékban felkevert por van; A hengerbe melegtányér nyúlik be, amely a mérlegkar másik oldalán súlyokkal van kiegyensúlyozva. A mérlegkaron tükör van, amely a fényforrás fényét lencserendszeren keresztül egy fotocellára vetíti. Ha a mérlegkar a tányérra ülepedett por következtében az egyensúlyi helyzetbol kibillen, a fotocella árama - erosito- és vezérloberendezés segítségével - az íróberendezésnek impulzust ad, amely a regisztrálószalagra jelet húz, majd a mérleget ismét egyensúlyi állapotba hozza. Eza folyamat állandóan ismétlodik. A mérlegtükör akkor vetíti fényét a fotocellára, ha a tányérra 2 mg por ülepedett, a rajzolt görbe egyik koordinátája tehát a leülepedett tömeg, a másik pedig az ido. Miután a regisztrálópapír idoirányú eltolása állandó, a tömeg szerinti eltolás gyakorisága pedig a szedimentációs folyamattóI függ, a regisztrálókészülék a szemcsemegoszlásra jellemzo görbét ír le, amel;ybol számítással vagy grafikus úton a maradványgörbe megrajzoIható. A szedimentációhoz a poranyagok száraz állapotban vagy szuszpenzióként hasznáIhatók. A mérési tartomány 1...60 I'm közötti, de nagyobb viszkozitású diszperziós anyagok használatával 150 pm-ig is kiterjesztheto. A szedimentációs folyamat értékeléséhez mind a por, mind a szedimentációs folyadék sUfUségének ismerete szükséges.
24.7. Ipari szellózöberendezések Az ipari szelloztetoberendezések két csoportra oszthatók: - általános (higitó) szelloztetoberendezésekre; - helyi (burkolatos) eIszivóberendezésekre.
Mindkét berendezés célja, hogya különbözo technológiai folyamatok során keletkezo hulladék anyagokat, gázokat, gozöket, porokat a helyiségbol elszállítsa, és biztosítsa mind a helyiségben,
831
IPARI SZELLÖZOBERENDEZÉSEK
mind a kifúvás keresztmetszetében az eloírt minimális szennyezoanyag-koncentráció (MAK. MEK) értékeket. Higitó szellozést igen. kevés kivételtol eltekintve, általában csak gáznemu szennyezoanyagok esetén alkalmazunk. Az ipari szelloztetoberendezések tervezésekor szabályként mondható ki, hogy a keletkezo szenynyezoanyagot lehetoség szerint a keletkezés helyén kell e1szivni, és minden módon meg kell akadályozni. hogy az. a helyiség légterébe kerüljön. Ez nemcsak egészségvédelmi, hanem gazdasági szempontból is kivánatos, a helyi elsziyóberendezések levegoigénye ugyani ••lényegesen kisebb. mint a higitó szellozéseké. Emellett szól még az is. hogy jól méretezett higitó szellozés esetén a szennyezodést kelto források közelében a koncentráció általában nagyobb, mint a megengedett.
24.7.1. Általános (bígító) szelloztetoberendezések méretezése A szelloztetoberendezések méretezéséhez szükséges a szennyezoanyagok koncentrációinak (a keletkezo gázmennyiségnek, az ido függvényében megengedett koncentrációinak stb.) ismerete. A koncentrációk megadása kor mindig meg kell adni a vonatkozási homérsékletet és nyomást is. A koncentrációk megadása vagy tömeg-tömegre (kl)' vagy tömeg-térfogatra (~, vagy (k3), vagy térfogat-térfogatra térfogat%-ban (ktr.7o)' vagy tömeg%-ban (k •.%) szokásos. A különbözo dimenzióban megadott koncentrációértékeket gyakran át kell számitani. Az átszámitást a következoképpen végezhetjük. Ha adott a koncentráció tömeg-térfogatra vonatkoztatott értéke (k~, a tömeg-tömegre vonatkoztatott (kl) értékét a következo összefüggéssei számithatjuk: k2 (kgJm3)
/ ~, kl (kgfkg)- elev(k gm
(24-78)
ahol eleva levego surusége a megfelelo homérsékleten. kg/m3• A térfogat-térfogatra vonatkoztatott koncentráció kiszámitásához ismernünk kell a goz vagy gáz megfelelo homérsékleten mért surUségét, azaz (?gáz-t.Ezek az értékek azonban általában nem ismertek vagy csak nehezen hozzáférhetok. Különösen vonatkozik ez a gázkeverékekre. Eloször tehát a gáz fajtérfogatát kell meghatározni, amelyet a moleku1asú1yismeretében az álta-
lános gáztörvénybol könnyen kifejezhetünk (1.a 15. fejezetet). Az elozok alapján a térfogat-térfogatra vonatkoztatott koncentrációk kiszámithatók: k3=
kl -
~
(?gáz
M
m3/m3,
(24-79)
ahol M molekulasúly, kg/kmól; Vmolfizmóltérfogat fizikai normálállapotban, 22,414 m3/kmó1. Az értékek kiszámitásakor a suruség homérséklet- és nyomásfüggését mindig figyelembe kell venni. A külföldi irodalom (és a méromuszerek kalibrálása) gyakran ppm-ben adja meg a koncentrációértékeket. Ez nem más, mint milliomodrész térfogatra vonatkoztatott érték (parts pro millionen). A hazai szakirodalomban gyakran helytelenül értelmezett a ppm egység. pl. mg/kg, mert a ppm mindig térfogatra vonatkoztatott milliomodrészt, cm3/m3-t jelent. Az elozok alapján a különbözo koncentrációértékek tetszoleges homérsékletre és nyomásra átszámithatók.
24.7.1.1. Méretezés stacionárius állapotra Ha a helyiség levegojében csak egyfajta szennyezoanyag van. és a külso (friss) levego is tartalmaz szennyezoanyagot, akkor a higitó szellozés levegoigénye a (19-3) szerint: .
K
V- kmeg-kkül
m3/h.
ahol K a keletkezo szennyezoanyag mennyISége, mg/h; kmeg a helyiség levegojében megengedheto szennyezoanyag-koncentráció, mg/m3; kkül a külso levegoben levo szennyezoanyag koncentrációja, mg/m3• Ha kkül=O, akkor
. K V--
kmeg •
Ha a helyiség levegojét több komponensu szenynyezoanyag szennyezi, akkor . _ Kl V--k-+-k-+ megl meg2 '" K2
3
m Ih,
(24-80)
ahol Kl az 1. komponensbol keletkezo szennyezoanyag mennyisége, mgfh; K2 a 2. komponensblSl keletkezo szennyezoanyag mennyisége, mg/h~ kmegl az 1. komponensbol a helyiség levegojében megengedheto koncentráció. mg/m3; kmeg2 a 2. kompo-
832
IPARI SZELLÖZÉS
nensbol a helyiség levegojében megengedheto koncentráció, mg/m3• Ha a keletkezo szennyezoanyag mennyisége tömeg/idoegységben adott, akkor a keletkezo gázok mennyiségét a következoképpen számfthatjuk: K K Q= M Mv= M Vmól m3fh, (24-81)
minden olyan esetre, amikor a szennyezoanyag keletkezése az ido függvényében matematikailag leírható.
ahol Q a keletkezo gázmennyiség térfogata, m3/h; K a keletkezo gázmennyiség tömege, kg/h; M a molekulasúly (molekulatömeg), amely több komponeris esetén a gázkeverék M key eredB molekulasúlya, kg/kmól. A keletkezo Q gázmennyiség megengedett' koncentrációra k3 higításához szükséges légmennyiség:
A helyi e1szivóberendezések esetében a szennyezoanyag keletkezési helyét, ill. környezetét valamilyen módon burkol juk és a bUl'kolatot e1szivóberendezésseI kötjük össze. Ezzel meggátolható, hogy a szennyezoanyag a helyiség levegojébe kerüljön. A burkolat (e1szivófej, e1szivóernyo, e1szivósapka, sisak stb.) kialakítása mindig a helyi adottságoktól függ. Teljes zárást, burkoIást a legritkább esetben lehet megvalósitani. A technológia általában azt kívánja, hogy a burkolandó géphez, szerszámhoz hozzá lehessen férni. Az e1szivóburkolat nyílásán kialakuló levegosebességet zárósebességnek nevezzük. A zárósebesség értéke függ a keletkezo por-forgács nagyságától és keletkezési sebességétol (vágósebesség). Kialakításának fobb szempontjai a következok: - a leheto legkisebb mértékben zavarja a technológiai folyamatot; - a szabad felület lehetoleg kicsi legyen; - a burkolathoz csatlakozó csovezeték lehetoleg a szennyezoanyag keletkezésének irányába essék; - tapadó szennyezoanyag keletkezése esetén olyan eloleválasztója (iránytörése) legyen, amely meggátolja, hogy a durva szennyezodés a szivócsovezetékbe kerüljön, és ott duguIást okozzon (fényezo-, polirozókorongok) .. A zárósebességet úgy kell megvá1asztani, hogy a burkolatból szennyezoanyag a helyiség légterébe ne kerülhessen.
V.
=--Q
m3 Ih.
(24-82)
~meg
Tetszoleges homérsékletre és nyomásra a O oC, 760 torr esetén keletkezo gázmennyiségeket a következo összefüggésseI számfthatjuk át:
QCt. oc. P. torr)
K =Mkev
t. 760. (24-83)
. 273,16+ 12,2
P
24.7.1.2. Méretezés instacionárius állapotra Ha a helyiségben felszabaduló szennyezoanyag mennyisége idoben nem állandó, hanem valamilyen függvény szerint változik, akkor adott Vhely helyiségtérfogat, és T keletkezési ido esetén a légcsere (l~gújí~s) mértéke a következo összefüggésbol számlthato: Q
n- -.:;::: (l-e -~) 3 meg
1Ih,
(24-84)
24.7.2. Helyi (burkolatos) elszívóberendezések
ahol n a légcsereszám, a légújítás mértéke, azaz a helyiségbe vezetendo friss levego és a helyiség térfogatának viszonya n=
~szelI hely
,
l/h;
Vhely
a he-
lyiség térfogata, m3; Q az óránként keletkezo szenynyezoanyag mennyisége, m3fh; k3meg a szennyezoanyag megengedett koncentrációja a helyiség levegojében, m3/m3; T a szennyezoanyag keletkezésének idotartama, h; 1:0 a szennyezoanyag keletkezési függvényének idoállandója. Az összefüggést szórópisztolyos festés esetére vezették le [5], ebben az esetben 1:0 a szórási konzisztenciára beállított festék párolgási görbéjének idoállandója, vagyis az az ido, amely alatt a festékbol az összes illóanyag 63,2% -a elpárolog. T a szórás dotartama. Az összefüggés kiterjeszt heto azonban
24.7.2.1. Forgókorongok (köszörut, polírozógépek stb.) burkolatos elszívása Csanády szerint a zárósebesség értéke:
v= vker lv=&V -- Vker -DmIs,
(24-85)
ahol Vker a korong kerületi sebessége, m/s; D a korong átméroje, m; v a levego kinematikai viszkozitása, m2/s. Az e1szivandó levego mennyisége:
V=Av, ahol A a nyílás keresztmetszete,
(24-86) m2•
0
833
IPARI SZELLOZOBERENDEZÉSEK
400 sooII I 300 200 3100
2100
----
24-11. táblázat. A políroz6gépek elszívásának teljesítményigénye
(elszivás), sebesség Belépési mis 1230 2400 330 2100 2600 1200 660 1750 1900 1100 1580 940 1150 540 2200 1500 830 500 350 1600 800 1280 950 970 780 900 650 1450 2100 1750 500 4,6 8,1 6,3 5 ,4 3,2 9,7 1160 100 2600 ISO 1650
-
A korong fordulata. szélesséae. Elszivottlésmennyiség, m'/h (alul) 425 1750 Korongátméro, Burkolatnyilás mm 680 580 230 65 2100
Az összefüggésbol számított légmennyiségeket a 24-11. táblWit tartalmazza. A 24-50. ábra eloleválaszt6s köszöruburkolatot szemléltet.
Faipari eIszí .•.óberendezések
A faipari gépektol elszívand6 légmennyiségre elméleti számítások nincsenek. Az egyes gépek levegoigényét tapasztalati adatokból határozzák meg. Akorszeru fatömegcikk-megmunkáló gépek (körfurész, fúr6, maró, vastagsági gyalu, csapo16 stb.) általában több vág6fejjel készülnek, amelyek burkolatát a gépet gyárt6 cégek a géppel együtt szállítják. A gépkönyvben pedig vagy a légmennyiséget, vagy a csatlakozócsonkban a sebesség értékét adják meg. Tekintettel a burkolatcsatlakozások .aszimmetrikus elrendezésére, valamint a vágószerszám (és így a burkolat) mozgására, a szívócsovezetéket flexibilis csovel kell csatlakoztatni. A szalagcsiszol6kt61 elszívott levegomennyiség a szív6burkolat kialakításának függvénye. Általában oldalanként 2000 ...2500 m3fh levego szükséges. Marógépekhez 600 ... 800 m3fh, lengo körfurészhez 500 mm átméroig 600 m3fh, ezen felül 800 m3fh; SS Az épll~pészet
kézikönyve
mm
a 24-51. és 24-52. ábrán a leggyakrabban eloforduló faipari gépek elszívóburkolatai láthat6k. 24.7.2.3.
24.7.2.2.
limin (felül) 100
Galvanizálóüzemek
elszfvóberendezései
Régebben a galvanizál6kádakb61 felszabadul6 gázok elszívását a kád fölé szerelt ernyovel, pere-
24-50. ábra. KÖSZÖfÚburkolat
834
IPARI SZELLÖZÉS
b)
aj
c::::
d)
ej 24-51. ábra. Burkolatok kialakitása ti) körfOrész szIvófeje; 6) eIYenaet6ll)'a1u
IIZlv6feje; e) szalagf'Orész szIvófeje;
mes e1szívással vagy peremes e1szívással és ;l folyadéktükör felett átfújt levegovel oldották meg. Ma már kivétel nélkül csak peremes e1szívást alkalmaznak. A peremes elszívás méretezésekor igen lényeges a felszabaduló szennyezoanyag ismerete. A 24-12. táblázat a különbözo típusú galvánfürdokbol felszabaduló káros anyagokról és a fürdo felett - elszívás nélkül - kialakuló koncentráció mértékérol tájékoztat. A szakirodalom a következo méretezési eljárásokat ismerteti:
24-52. ábra. Vfzszintes 87alagcsiszo16gép e1s7lvása
d) vastaasági
lYalu szivófeje
Vivarelli m~re [9]. Az eljárás futött kádakhoz használható. A szükséges elszívandó légmennyiség: V=K'KC
("P Tkád-Tkö 3Tk6
gB)
o,lIL.
3600 m3fh,
(24-87)
ahol B a kád szélessége, m; L a kád hossza, m; Tkád a folyadék homérséklete, K; Tk6 a környezet homérséklete, K; "p középponti szög, amely az elszívórésbol mint központból a tartály szélességével egyenlo sugárral leirt szabad ivhossz, rad; K biztonsági tényezo, amelyet a káros anyagok mérgezo hatásától függoen 1,5...2-nek kell venni; K' a kád végeirol való kiegészíto légkiszívás tényezoje; C állandó, egyoldali peremelszívás esetén 0,35; kétoldali pereme1szívás esetén 0,5.
AK értékét a ~ viszony függvényében a következok szerint kell felvenni: B K, egyoldali kétoldali L pereme1szívás 1,0 1,0 0,0 0,1 1,05 1,03 1,1 1,05 0,2 0,4 1,22 1,11 0,6 1,35 1,16 0,8 1,47 1,18 1,6 1,28 1,0
835
IPARI SZELLÖZÖBERENDEZÉSEK 24-12. táblázat. A különbözo legfontosabb ipari rurdökbM fel"7"'••••d.dó káros szeonyezoanyagok folyadékfelszín feletti koneentrációi, valamint a helyi elszívóbereodezések létesítésének szükségessége koncentráció feletti Folyadékszint értéko, FürdoFelszabaduló káros.goz anyag Sav Kromát Sósav 20 Indokolt 24 Ua. 21 Indokolt 100 22 Feltétlenül Indokolt Indokolt indokolt 105 64 18 60 98 létesitése 4nem ..•el.zfvóberendezés 12 Hidrogén-cianid Kénsavgoz Nitrózus Lúg 3,5 6,0 1,9 0,7 további 1,2 0,4 Valószínuleg Holyi indokolt, további séklet, 0,5 mérések szükségesek
mgJmo
Kraszilov módszere [9]. A kádaktól légmennyiség: V=36oonwoboLK"K'"
m3/h,
(24-88)
ahol n a peremelszívók száma; Wo a vízszintes sebesség, mis; bo elszívás szélessége, m; L a kád hoszsza, m; K" biztonsági tényezo (1,25 ...2,0); K'" a vízszintes légáram korrekciós tényezoje (értéke 1,3... 1,5). A "Gépipari enciklopédia" által ajánlott légmenynyiségek. L. a 24-13. táblázatot. Az ASA amerikai szabvány által ajánlott értékek [9]. A szabvány az egyes galvánfürdoket veszélyességi fokozatokba sorolja. A veszélyességi fokok egyrészt a fürdo összetételétol, másrészt homérsékletétol függenek. A veszélyességi fokok alapján kell a táblázatokból a szükséges elszívási sebességet kiválasztani. Az e1szívási sebesség (mimin) függvényében a 24-14. táblázat adja meg a fajlagos e1szívandó légmennyiséget (m3/m2min). TaIiev méretezési eljárása [9]. Az elszivási áram· kép áramvonalainak maximumához húzott érintok ún. elszívási áramképmagasságot határoznak meg (LJH). A LJH áramképmagasság és a B kádszélesség hányadosa LJH viszonylagos áramképmagasságot eredményez, amelynek értékeit a kádak veszélyessége szerint kell felvenni. Az elszívórést és a folyadékszintet is viszonylagos számokkal lehet meghatározni. A viszonylagos résmagasság: SS'
e
elszivandó
·(24-89)
e=B' a viszonylagos áramképmagasság pedig: LJH=
d+0,5e , B
(24-90)
ahol e a rés magassága, m; B kádszélesség, m; da folyadékszint és az e1szívórés távolsága, m. Az eredményt:a
: =f(LJii)
függvénykapcsolat
adja. Az összefüggésben V a kádtóI elszívandó levegomennyiség, Vt a kád felett áramló káros légmennyiség: (24-91)
Vt=36ooBLu,
ahol u a feltételezett felszálló sebesség (a szerzo által javasolt érték u= 0,003 LJt), mis. Baturin-Riszin-módszer [9]. A szerzok a szük· séges légmennyiséget a s
V = a.YLitstLs2
m3/h
(24-92)
összefüggésbol számítják, ahol a. a kádszélességtol és az áramképmagasságtól függo tényezo, m3/hoCtf3; LJt a kádfelület és a környezet közötti homérséklet-különbség, oC; SI a folyadékszint~magasságtól függo helyesbíto tényezo; S2 a kád feletti légmozgást figyelembe vevo tényezo.
OO-Ig e,
mfmin i/mi min
836
IPARI SZELLÖZÉS 24-13. táblázat. A "Gépipari Endklopédia"
----
lith6mer225 40 25 30 40 1 m" Celületér61elszívandó 30 3... 35 35 15... 20 levq6mennyiség, mi/min 1000 elsziváa oldalmis 40 cselén, 60 sebesség 55... ..30 45 55 55 835 40 60 ..35 .45 55... 45 ... 50 12... 70 90 95 80 85 14 .105 95 90 ...45 35 30 .35 11. 940 20 45 55 25 ... 55 640 10 ... ..• 12 ...45 ... 40 .50 60 25 50 885 60A kád 75 11 80 35...50 50 87035 965 11 65 70 10 25 6..7... ... 30 875 ,50 35 50 A kád szélesséae, mm I "0 ... 700 I "0 .. .900 I kr6msavban súritett levego-keveréssel a) elektrolitikusan
2020 ..18... .45 18... 98 20 50 60 9545 40 90 45 145 25 40 ... 60 80 90 80 85
Koncz által ajánlott méretezés.
-=-=v
Vx
2x e
2B e
v=2B vx, e
LB 5845 27 52 103 45 90 68 60 78 39 30 7568 34 5323 115 3834
Leveg/!-
a levegomennyiség
(24-94)
Kidszéleu6g KádholSZ 0 •..0,09 1°,1 •..0,241°,2, •..0,491°., •..0,991
1... 2
pedig
V = 2BLvx m3/s,
(24-93)
24-14. táblázat. Egy-, m. kétoldali peremeJszívók szükséges levegielDyelése
~-viszony
által ajánlott légmeoDyiségek
(24-95)
ahol va levego sebessége a résben, mIs; Vx a levego sebessége a kád legtávolabbi pontjában, zárósebesség (a réselszívónyiIástól B távolságra) mIs; e résmagasság, m; x tetszoleges távolság az elszívónyílástól, m. A szerzo által javasolt összefüggésekben a kád szabad oldalának -hatását is figyelembe lehet venni. Az elszívott levego mennyisége:
L
Kétoldali
V=2vxLB ( B
)0.2
peremelszivás
esetén a kádszélességet
m3/s.
(24-96)
~ -vel kell figyelembe venni. Galvanizálókádak esetén az ajánlott zárósebesség értéke 0,1...0,5 mIs. Csanády méretezési eljárásá [2]. Az eljárás az alap-
IPARI SZELLÖZÖBERENDEZÉSEK
áramképeket konform leképzéssel úgy alakítja át, hogy ezek egyben a kádakat és helyzetüket is utánozzák. A levezetett összefüggések tehát figyelembe veszik az e1szivórések számát és helyzetét, a kádak helyzetét, a fürdofe1szin magasságát, valamint a fürdok veszélyességi fokát. A méretezést a szerzo 7 áramképre végezte el (24-53. ábra).
Az 1...5. áramképeket analitikai függvények ifják le, ezekbol a sebesség és a nyomás bármely ponton számítható. A 6 ...7. áramképeket nagy léptékben, pontosan megszerkesztve hasonló célra közelito pontossággal alkalmazhatjuk. A méretezési eljáráshoz elegendo a két e1sziv6perem közé eso, téglalap alakú felület !ölé eso térrész vizsgálata.
Egy perem
2 b
3
4
Kéfoldalf perem, kádak közölt
~
b
~
~
.- 2i2*+1 K_Yi;+1
5
~~ .H
-
6~szabadon
7
b
h
K6"=~'
ha!i<1
p~:E.
b olló, egyoldalt
Szabadon álló, kéfaldalt perem
H
~,.'
AJ'"
h
837
H
K7:~'
haj} 1r+2<0,5
24-53. ábra. Áramképek Csanády nyomán
838
IPARI SZELLOZÉS
A kádat a 24-54. ábra szerint képzeletbeli ellenorzo felülettel takarjuk. Ezen az ellenorzo felületen eloírjuk a zárósebesség minimumát, és kis7Amftjuk az ehhez tartozó elszivandó légmennyiséget. Az elso (felsó') ellenorzo felület olyan potenciálfelület, amely a teljes kádfelszint takarja, a második ennek 2 %-át, a harmadik pedig ennek 7... 9 %-át kihagyja (nem fedi). Az elsot kifejezetten mérgezo, az utóbbiakat kevésbé mérgezo kigozölgés elszivásának méretezésekor használjuk. Az elobbiekben ismertetett áramképi függvények segítségével az ellenorzo felület nagyságát az I hoszszúságú sík áramláshoz tartozó An ellenorzo felületbol számíthatjuk ki: An= k,f&bl= k~o>
(24-97)
ahol kR összevont tényezo (24-15. táblázat); b a kádfelszin (fürdofelszin) szélessége; I a kádfe1szin (fürdofe1szin) hosszúsága. Ezek után az összevont tényezoket a gyakorlatban a legtöbbször eloforduló
h
1J=0,2; H~b esetekre foglaltuk táblázatba (24-15. táblázat). h és H értelmezése a 24-53. ábrán látható. A peremes elszívás méretezése zárósebességre. Az összevont tényezokkel a minimális Vzá zárósebesség a kád felett számítható:
tr
ill"
Vzá= nblkR'
•
b V=k,f&
Ivm,
(24-98)
ahol tr az elszivott légmennyiség; kn az összevont
24-15. táblázat. A 1,20 1,67 EIszívóK
II
0,90 1,08
0,9 0,4 0,3 0,8 0,2 1,0 0,5 0,6 0,7 0,1 0,50 0,97 0,96 1,30 1,04 1,65 1,18 0,55 1,12 0,12 1,01 '0,85 2,05 0,81 0,60 O,SO 2,06 2,27 2,37 0,70 1,13 1,10 1,88 1,71 1,31 1,43 1,34 1,27 1,21 0,75 0,98 1,63 1,55 0,84 1,07 1,05 0,62 1,04 0,88 1,79 1,56 1,44 0,99 0,52 1,24 1,00 1,26 1,68 1,09 1,89 0,88 1,15 1,50 1,47 1,37 0,83 1,08 1,28 0,65 0,90 1,48 1,42 0,92 1,57 0,81 2,20 1,02 1,05 I1,33 I1,06
Ellenorzo felü/ef
aj a) egy e!szfvóperemes,
I
* A K tényezo értelmezését
1. a 24-52. ábrán.
b) két e!szfvópcremes
kád
tényezo (a 24-15. táblázatban); b a kádban a felszin szélessége (nyitott felszinre); I a kádban a felszin hossza= az elszivó hossza. Félreértés elkerülése végett: a légmennyiség egy, ill. két elszivóperemre az együttes mennyiséget jelenti, a tényezok pedig a 24-53. ábra szerinti modellek számának indexéveI vannak jelölve. Hidegen dolgozó fürdok esetén a peremes elszivást csak a zárósebesség felvételével méretezhetjük. Az egyes ipari fürdokre részben IPARTERV-i [2], részben irodalmi [10] ajánlás alapján a 24-16. táblázatban közöljük a zárósebesség értékét. lia a légpótIásból adódó léghuzat a 0,15 mis értéket meghaladja, a többlet-huzatsebességgel a táblázatban levo sebességet összeadással növeIni kell. 24.7.2.4. Futött kádak peremes elszívása Amennyiben a kád felett egy bizonyos légmennyiség elszivásával az ellenorzo felületen a kívánt légáramlási irányt biztositottuk, gondolatban mind-
kR
tényezo értékei
knBllviszony értékei
I
b)
24-54. ábra. EIszív6peremes kádak
839
IPARI SZELLÖZÖBERENDEmEK 24-16. táblázat. Zárósebesség-értékek 130... 150 goz Foszforsav 30 ... 60 70 Krómsav 15... 18... 20 ~OZ6
1Z6r~· I H6m6n61det.
Eljéris
mil
Ólom-aeroszol
VOflYI7M
24.7.2.4.1. A kritikus légmeanyWg addig csökkenthetjük a légmennyiséget, amig az áramlási kép meg nem bomlik. Az áramIáshoz tartozó e minim91is légmennyiség a kritikus légmenySik áramlás kor, egyperemes kád fölött az ellennyiség. Az a hely, ahol az áramlás megbomlik (meg- orzo felületen a sebesség függoleges összetevoje a fordul), a kritikus hely. A hozzá tartozó sebesség a komplex geometria alapján: kritikus sebesség. Két e1szivóperemes kád felett a o _ VOl. _ sebesség helyett esetleg ennek megfelelo abszolút ér(24-99) VYl--/-' y-b. tékei a potenciálfelületen nem állandók. r,'yn Meleg Ilirdo felett az áramlás a protuberancia jelensége következtében bomlik fel: a fajsúlykülönbKétperemes kád fölött pedig bizonyithatóan ugyanség miatt felszálló légoszlop helyébe hideg nyomul az: be. Ha a fajsúlykülönbségbol eredo nyomást a deptr. b resszió (pontosabban az elszivó irányába tartó ley="2' (24-100) v~2=1V~ 1= ~; vego impu1zusnyomásának függoleges összetevoje) kelloen ellensúlyozza, a protuberancia nem követItt Vo az összes elszivott levego, a továbbiakban kezik be; az áram kép az elozokben bemutatottak szerint alakul ki. Ekkor az ellenorzo felület fizikai- ezzel a kritikus légmennyiséget jelöljük. Feltesszük, hogy a hoátadás során csak az ellenlag lezárja a káros kigozölgést, ez csak az e1szivóorzo felület alatti levego melegszik fel. Ez nem elhanyilásba kerülhet. nyagolás, ha az egyszerlisített gázelméletbo1 száA kritikus légmennyiséget az erok (ill. a nyomásból eredo erok) egyensúlyi feltételébol vezetjük le. mítjuk a felhajtóerot. A homérséklet ugyanis kiA kritikus légmennyiség alacsony homérsékletCi fel- sebb légmennyiségben végbemeno h&nergia-változás során arányosan magasabb, a felhajtóero a maszin esetében kisebb zárósebességet eredményezhet, mint a helyiségben levo huzat sebessége, ilyen eset- gassággal ugyancsak lineárisan változik. A homérben ~ mindig a megkivánt légszennyezodés esetén séklet-változás az abszolút homérséklethez képest a biztonság végett a kritikus légmennyiség létesi- kicsi, ezért a fajsúly vele arányos. Végeredményben tette zárósebességhez a huzatsebességet hozzáada felhajtóero az átadott homennyiséggel egyenes juk, s az igy kapott új zárósebesség alapján mérete- arányban van. zünk. A felhajtóero bármely kád feletti részen:
IPARI SZELLÖZ~ Y
F=/yLJxLJy;
A
T'
•
LJY=LJt
Q.
LJt= ~ __
,
Cl1/V1,2
V-epv.· 1--n O,
Ql=/q(b-x);
" V2= .
dx,
V
fO O
ahol az 1 index az egyperemes, a 2 index a kétperemes kádhoz tartozik; lj fajlagos hoáram, kJ 1m2 s. Az áramlás potenciáljából- a vizsgált levegohasábra ható ero függóleges komponense egyensúlyt tart a felhajtóerovel, vagy annál nagyobb: P=Mx2Y g v~>F; . max.
x
ep.(b-X)] [yl
=b'~; n
bio
y3[; -1] ="2'
(24-101)
együttesen e1szívandó légmennyiséget, ennek a minimumát kapjuk. Ezt a légmennyiséget a már közöltek szerint a zárósebesség alapján ellenorizni, ill. növelni kell. A meleg fürdok felületérol a környezet levegojének átadott homennyiség az (5-16) anyagátadási összefüggésból és a goztáblázatból számítható, vagy értéke a következo kiszámított adatokkal helyettesítheto, ha a környezet homérséklete 22 oC (24-17. táblázat). Száraz hoátadás (pl. edzosóömleny) esetén: (24-104)
lj=IX.LJt,
ahol IX. hoátadási tényezo, Wfm2K (kcalfm2s°C); LJt homérséklet-különbség az ömleny (olvadék) és a levego között, K eC)o A 24-18. táblázatban a közölt méretezési eljárásokat hasonlítottuk össze. Az összehasonlítást kétfajta fürdo esetére 1,8 mX 0,63 m méretii kádra végeztük el.
Ebbol az egyenlot1enségbol a kritikus légmennyiség az 1, ill. a 2 modellre: 24.7.2.4.2.
(24-102)
c!l,
V02>n/ ~(b4iq V
(24-103)
ahol/a kád hossza, b a kád szélessége, lj fajlagos hoáram; T a környezet (levegó') abszolút homérséklete; cp a levego fajhoje állandó nyomáson. A képlettel számított kritikus légmennyiségbol az elszívandó összes légmennyiség: V>knV01,
ill. V>knV 02'
ahol kn az egyes (3, 4, 5, 6, 7 jelü) modellekre már az elozokben szerepeltetett összevont tényezo, és az elso képletet egyperemes elszívás, a másodikat kétperemes elszívás esetén használják. Félreértés elkerülése végett: a képlettel az összes, a két peremtol
Fest6-fényez6 mliheIyek SZeU6Ztet6bereD
Az elozokben már ismertettük a hígÍtó szellozést, most röviden csak a helyi e1szívások, azaz festofü1kék kialakítását tárgyal juk. A festofülkék a fényezendo tárgyak nagysága szerint csoportosíthatók. Kis méretu tárgyakat szórófülkében fényeznek. Régebben kéttípusú szórófülkét használtak, úm. a száraz és a nedves sziirésii fülkét. Ma már kizárólag csak nedves sziirésu fülkéket alkalmaznak. A 24-55. ábra nedves elosziirésii és száraz utószurésii fülkét ábrázol. Közepes méretii tárgyakat az ún. festofal elott célszerii fényezni. Festofalat tüntet fel a 24-56. ábra. Nagy méretii tárgyakat (gépkocsik, vasúti kocsik stb.) ·már csak szórókabinban (szórófülkében) lehet fényezni. Ezek nagy légújítású (légcseréjü) helyiségek, amelyek hígító szellozésre vannak mére-
24-17. táblázat. Meleg rurdéSk fajlagos h61eadása +22 oc környezet-homérséklet
-
0,1381 40 70 60 SO 90 0.003767 0,5023 1.7162 1,0465 1,5906 (0,13) (0,12) (0,057) (0,41) 0,5441 0,2386 0,879 0,3348 (0,25) (0,38) (0,21) (0,025) 0.1046 I(0,08) I80
I
VlzhomérsékJot. oc Fajlaaos holeadás, kl/mis (kcal/mis)
esetéa
841
IPARI SZELLÖZÖBERENDEZÉSEK
1 \ 2 ~ 6
---1----7 --------. _1 4-:
JI 24-55. ábra, Nedves eloszúrésú. száraz ut6szúrésú festékszór6 fülke iV
1 forptható
asztal; 2 viIáaltás; 3 VfZfiIm;., cseppleválaszt6; 6 viztartály; 7 szivattyú; 8 ut6sz6r6
OS
-. i I="iii'. -.--=------ 2 - I ----f-. -.. = - = f--1..
/1\ \
I
porlaazt6;
24-57. ábra. Szór6fülke 1 vlzfilm;
2 buJcóPt; 3 nedves lépzdr6; ., 1épzdr6; 'ilrft6+túlfoly6; 6 IZivattyúclatlakozú OS
1685 24-56. ábra. FestMal kialakitása
:
\ J
\
I
A sze/vén;
IPARI SZELLÖZÉS
842
--
24-18. táblázat. Méretezési eJjárások összebasouIitása
2100 2900 1670 2200 4130 1320 2690 2140 1290 850 1230 1550 760 2325 4220 1800 4630 2450 2400 2190 1260 2650 2600 820 (2040) (1980)
I
Fal II SzabadonFal I
mellett Krómozó mcUett Zalrta1lUÚtó 1270 1110 790 4220 1720 Fal (1820) (1880)
EllYperemeselszíváa Kétperemes oIszíváa
I
tezve. A levegobetáplálást általában perforált álmennyezeten, közvetlen szurés után, míg az elszívást padlórácsokon vízzel permetezett csatornán keresztül oldják meg. Gyakran a szórófülkék falát
is vízzel nedvesítik a festékköd rátapadásának elkerülése végett. Jellegzetes szórófülke vázlata látható a 24-57. ábrán.
24.8. Ipari légfüggönyök méretezése Köhler-Gruhn-féle A légfüggöny homérsékletének számításához szükséges a hoveszteség meghatározása. Ha a különféle ho- és áramlástani hatásoktói eltekintünk, akkor a légfiigg'Önyt izotermikus szabadsugárnak tételezhetjük fel [4]. A kifújt légsugár a környezo levegovel keveredik, feltöltodik. Ha a kifújt levego tomegét megyel, az összes mennyiséget m2-vel jelöljük, az elozokben emIített feltöltési viszony: 'IJl=-
m2
ml
•
eljárással
ahol A a bejárat felülete, m2; Al a kifúvónyílás felülete, m2• Ha a befúvónyílás szélessége egyenlo a bejárat szélességével, akkor
H Ip=h'
(24-109)
ahol H a bejárat szélessége, m. A bevezetett sugár hossza (24-58. ábra):
(24-105)
Y x--- sin
oc
Baturin [5] szerint a feltöltési viszonya
szakaszban:
ax
'IJll=
1+0,86
h'
kezdeti
ebbol
x
(24-106)
a lassuló szakaszban
Ip
Y
(24-110)
h=sinoc' H' egyoldalas légfüggöny esetén:
'IJl2= 1,2 l{iöX V T+O,41,
ahol x a vizsgált keresztmetszet távolsága a kifúvónyílástói, m; h a kifúvónyílás jellemzo mérete, m; a a légsugár turbulenciafoka. Jelöljük a bejárat és a befúvás keresztmetszetének viszonyát Ip-vel, azaz
A Ip=Al'
1'-.-1
H- ,
(24-107)
(24-108)
kétoldalas légfüggöny esetén: Y _1
H-2' A feltöltési viszonyt tehát a következoképpen is kifejezhetjük:
= 1+ O,86a SlDoc -J!-.
'IJlI
HY ,
(24-111)
IPARI LÉGFUGGÖNYÖK
MÉRETEZÉSE
KÖHLER-GRUHN-FÉLE
843
EUÁRÁSSAL
24.8.1. A méretezés termodinamikai
alapjai
A bejáratra irányuló hideg levegoárarnot a légfüggöny lefékezi. E hideg légáram egyrészt a szélnyomás, másrészt a helyiségben uralkodó depreszszió következtében jön létre. A hideg légáram egy része bejut a helyiségbe, másik része a kifújt légárammal keveredik. Mindkét légmennyiséget legalább a helyiség belso homérsékletére kell a légfüggönynek felmelegitenie. A kivülrol befelé irányuló hideg légáram sebességét a szélsebesség bejárat irányába eso komponensének és a külso és belso tér között fennálló nyomáskülönbségbol számított sebességeknek az eredojeként határozhatjuk meg. A Wlev eredo levegosebesség tehát:
Kü/sr5 légfér
mis,
wlev=Yw2szél+w.rp
ahol W.zél a szé1sebesség bejáratra meroleges komponense, mIs;
24-58. ábra. A légfüggöny jelölései
V ettül 2
W,jp= 'P2=
r
1,21/20
smor: ~.
HY+0,41.
(24-116)
(24-112)
ahol
LJp
mIs,
a külso és belso tér között fennálló nyo-
LJp
A további vizsgálatokban a szabadsugárban az 1 impulzust állandó értékunek tekintjük, azaz 10
(24-113)
w..lp'
mis 9
A feltöltési viszonyhoz hasonlóan kifejezhetjük a sebességek viszonyát:
8 7
(24-114) ahol W2 az ln2, mennyiséghez tartozó sebesség, mis; WI az ml mennyiséghez tartozó sebesség, mis. Mivel
6
5 4
írható, hogy :3
(24-115) azaz a szabadsugár sebességcsökkenése a mennyiség növekedésébol adódik. A fejtegetéseknek egy alapveto hibája van, nevezetesen az, hogy a felírt félempirikus összefüggések izotermikus szabadsugárra vonatkoznak, ami légfüggönyök esetében nem állja meg a helyét.
2
1 15
10
5
O
-5
oJ/O
tkü/, oc
24-59. ábra. A
wAp
értékei tkil1 függVényében
-15
IPARI SZELLOZÉS
844
máskülönbség, Pa; (lküla külso levego surusége,
24.8.3. A légfUggöny impulzusmérlege
kg/m3•
A w.dp értékét a 24-59. ábrából határozhatjuk meg, a tkü1 levego függvényében különbözo h magasság esetén.
24.8.2. A légfUggöny bömérlege A légfüggöny fékezo hatásának következtében a kívülrol beáramló hideg légtömeg (mlev) egy része (p,m1ev)bevezetett légsugár egyenlo arányban töltodik fel hideg, ill. helyiséglevegovel. Ezeken kívül ~(~-ml) mennyiségu hideg levego is belép az ajtónyíláson. A légfüggöny levegotömeg-mérlege tehát: (24-117) mivel (24-118) (24-119) M.1Velaz m1eváramló levegomennyiségbol a beadagolt ml levegomennyiség ismét a körfolyamatba jut, a helyiségbe csupán a következo levegoáram jut be:
m3 értelmezését l. az ábrán. Az m3 mennyiséget a légfüggönynek a helyiség
homérsékletére kell felmelegítenie. A homérleg felállításakor feltételezzük, hogy a légfüggöny a helyiségbol kapja levegojét. A légfüggönnyel közölt homennyiség tehát kJ/h (kcalih). (24-120)
Ezzel a homennyiség fedezi a helyiségbe belépo ms levegomennyiség Tk01 homérsékletrol T3 homérsékletre melegítéséhez szükséges homennyiséget, azaz mlciTI-T3)=
(p,rh1ev+T "1'-1)ml
(24-122) Mivel a légfüggönyben impulzusveszteség a befújt sugár feltöltodése ellenére sem következik be, az impulzusmérleg változatlan marad. A helyiségbe belépo külso levego arányát (p,) a ho-, impulzuso, ill. mennyiségmérlegekbol kifejezve kapjuk: TI-Ts T3-Tkül
"1'-1 2
--.--+-T3-- Tkül Tkül V (TI Tkül )2 Tkül T3 Tt
q;
eos
ex
(24-123)
"1'-1 m3=p,mlev+Tml'
Q=ml~iTI-T3)
A befújt levego fékezo hatását az impulzus-törvény segítésével határozhatjuk meg. A levegorészek összeütközését rugalmasnak fogjuk fel, és feltételezzük, hogy az egyes keresztmetszetekben a sebességeloszlás egyenletes, és a lineáris sebességek átlagsebességek. A két légáram összeütközésekor a külso levego impulzusa pontosan a befújt légáram impulzusával csökken. Ha a légfüggöny impu1zusa kisebb, mint a beáramló levegoé, akkor a helyiségbe külso levego jut. Ha a két impulzus egyenlo, a külso levego nem tud a helyiségbe hatolni. Ha a befújt levego impu1zusa nagyobb, akkor a légfüggöny levegoje a szabadba távozik, amely igen gazdaságtalan üzemet ad. Az elozok alapján az impulzusmérleg :
Cp(T3-Tkül)'
(24-121) Helyes méretezés esetén tehát a helyiségbe belépo ~ levegomennyiség véghomérséklete a helyiség homérsékletéveI azonos.
Az összefüggésben csak a Tt, azaz a befújt levego homérséklete tekintheto subad változónak, a befújt levego homérséklete akkor lesz a legkisebb, ha csak a sugárba beszívott külso levegot kell felmelegíteni, azaz ha p,= O. Ebben az esetben a TI minértéke: "1'-1 Ttmin=-2- (Tbel-TkOI)+Tbel oC. (24-124) Ennél alacsonyabb befúvási homérséklet esetén p,-re negatív számot kapunk, amely fizikailag értelmetlen. A 24-60. ábra a ti minhomérséklete ket tünteti fel változó külso homérséklet és v' feltöltési viszony függvényében, ha tool= 20 oC. Az ábrából egyértelmuen leolvasható, hogya befújt levego legalacsonyabb homérséklete csökkeno külso homérséklettel és növekvo feltöltési viszonynyallineárisan emelkedik. Ha "1'=1 vagy ha tOOl=tkOl'akkor ttmln=tk01,ami könnyen belátható, mivel ha a helyiség homérsék-
IPARI LÉGFÜGGÖNYÖK
MÉRETEZÉSE
EUÁRÁSSAL
845
A légfüggöny sebessége a befúvási keresztmetszetben:
70 ftm/n'
KÖHLER-GRUHN-FÉLE
't' I tbe/=20
OC
60
50
A légfüggöny hoigénye: Qb= "'lcp(T1-
TbeJ,
(24-127)
amelybol a futési teljesítmény:
40
30
10
O
-10
A ventilIátorteljesítmény:
t"iil, (JC 24-60. ábra. Legalacsonyabb beadagolt levego homérséklet tldll és tp függvényében
N-"'l .~ -
lete a külso homérséklettel egyenlo, akkor nem szükséges a befújt levegot elomelegíteni. Bár a p= 1 csupán elméleti jelentoségu, a tbel= tkúl eset csak a futési idényen kívüli muködtetés esetén fordul elo. (Huzat vagy porbehatoIás elleni védelem.) Ha p>O, értéket engedünk meg, akkor ti tényleges értékét a ti min-nélnagyobbra kell választani. A ho-, mennyiség- és impu1zusmérlegekbol a következo összefüggések vezethetok le. A bejárat keresztmetszetére vonatkoztatott befújt levegomennyiség :
RT",
if
-(-t1-Tkü1 T""-T",,,
_ ) ~ T, Tbel
Tkü1 +-ILrpcos
'kg/m'h.
(24-125)
'1j
2
2'
(24-129)
a felületegységre vonatkoztatva:
ahol TI a befújt levego homérséklete, oC; Tkúl a külso levego homérséklete, oC; Tbel a helyiség belso homérséklete, oC; A a kapu felülete, m2; R az univerzális gázállandó, N m/kIDól K; P a légköri nyomás, Pa; " az adiabatikus állapotváltozás kitev6je; '1 a ventillátor hatásfoka.
24.9. IRODALOM
[1] A//endeT. G.: Ein graphisches Verfahren zur Bestimmung des mittleren Abscheidegrades gewisser mechanischer Staubabscheider. Staub. 18, Nr. 1. 15-17. (1958). [2] Csanády Z.: Burkolatos elszívás. (Kézirat.) Budapest. Iparterv, 1970.
1..' Ipari szellozóberendezés. Budapest, Jegyzetkiadó, 1961. [4] Kom:z 1.: Portalanitás porleválasztás .. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1970. [3] Kom:z
846
IPARI SZELLÖZÉS
[5] Kiss-Nyerges: Felületbevonatolás és légtechnikája. Budapest, Muszaki Klmyvkiadó, 1%6. [6] Leva. M.: Fluidizáció. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [7] Nyerges T.: Ipari szellozés és portalanítás. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [8] Sircz J.: Porleválaszt6k vizsgálata. Épületgépészet. XIV, 5. sz. 153-157. (1%5).
[9] BME. I. Ép. gép. Tsz.: Felületkezelo kádak légtechnikai méretezése. (Zár6jelentés.) 1967. [10] SZOT MunkavédelmiTudományos KutatóIntézet: Gazelszfvás párolgó felületeknél. (Zárójelentés.) 1964. [11] KIPSZER: Gyártmánykatalógus. Budapest, 1972. [12] Szellozo Muvek: Gyártmánykatal6gus. Budapest, 1970. [13] Labor MIM: S 20 ciklonszonda muszerkonyve,' Budapest. 1970
25. Természetes szelloztetés Szerzo: DR. TÖMÖRY TIBOR Lektor: dr. Lakos Andor
A természetes sze1l5zés a leveg5 mozgása, a külso levego homérséklete (tküJ, a belso levego homérséklete (tbel) és a szél sebessége (w) együttes hatására jön létre. A természetes szellozés spontán folyamat, pl. nyitott ablakon, ajtón keresztü11étrejöv51evegomozgás.
A természetes szelloztetés (más néven aeráció) esetén a levego mozgása viszont irányított. Megfeleloen kialakított be- és kiömlonyílásokkal érhet5 el, hogy a természeti energiák pillanatnyi értékeihez a lehetséges maximális térfogatáram (v) tartozzék.
25.1. Fizikai adatok A külso levego-homérséklet és a szél együttes elofordulása - a meteorológiai jellemz5k sztochasz,; tikus változása miatt - csak statisztikus átlagértékekkel veheto számításba (1.a 3. fejezetet). Az Országos Meteorológiai Intézet budapesti megfigyeloállomásán az 1919... 1958. évek közötti 40 év alatt naponta óránként, ill. kétóránként mért szélsebesség-levegohomérséklet mértékadó értékpárokat a kétméretu valószínuségi eloszlások összefüggései alapján dolgozták fel [1], [2]. A következokben a valószínuségi változók közül x jelöli a szélsebességet, mis, Y pedig a leveg5h5mérsékletet, oC. A számításhoz a valószínuségi változók egyes közelálló értékeit megfeleloen választott szakaszok foglalják magukba. A szakaszt a középérték jellemzi. Az egy idoben (azonos óraközben) mért, összetartozó észlelési értékek elofordulási száma (esetszáma) az abszolút gyakoriság. Ez megadja, hogy a meghatározott idotartamban (hónap, évszak stb.) hányszor fordult elo az adott szélsebesség-levegoh5mérséklet értékpár. Az óránkénti mérésekbol következik, hogy az abszolút gyakoriság óragyakoriságnak is tekintheto (25-1., 25-2., 25-3., 25-4. táblázat). A táblázatok egyes mezoinek felso száma az abszolút gyakoriságot jelöli. A 25-5 ...25-8. táblázatok célszeruen választott hónapegyüttesek adatait tartalmazzák. E táblázatok jobb oldali oszlopa, ill. a legalsó sora a peremeloszlás. A jobb oldali oszlop egyes számai rögzített szé1sebességhez (szé1sebesség-tar-
tományhoz) tartozó, az adott sebességgel párban eloforduló valamennyi homérséklet-elofordulást tartalmazzák. Ezzel megegyezoen a legalsó sor számai rögzített homérséklethez tartozó valamennyi szélsebesség-el5fordulás esetszámának összegei. A 25-1 ...25-8. táblázatok mezoinek alsó számai a százalékos relatív gyakoriságot tüntetik fel. A relatív gyakoriság az adott értékpár abszolút gyakoriságának és az adott idoszak valamennyi mért értékének viszonyszáma. (Az osztó a táblázatok jobb alsó sarokmezojében található.) Az elozokbol következik, hogyaperemeloszlások értékeiból is képezhetok relatív gyakoriságértékek. A kétméretu valószínuségi halmaz térben ábrázolható (25-1. ábra). Kezelhetobbek és jellemzóbbek a peremeloszlások ábrázolásával nyert diagramok (25-2 ... 25-9. ábra). Az ábrák fels5 diagramjainak ordinátája a relatív gyakoriság, azaz az empirikus suruségfüggvény f(x;), ill. f(y) értékei. A szakasz-középértékeket folytonos vonallal összeköto függvénygörbe megfelel5 pontosságú becslést tesz lehetové, a szakasz-középértékek közötti tetszoleges érték elofordulásának meghatározására. Az empirikus suruségfüggvény szélso értéke megadja a legnagyobb gyakorisággal eloforduló lehetséges értéket, az ún. móduszt. A diagramokban a módusz számértéke az Mox és Moy betujeleknél található. A legnagyobb gyakorisággal együttesen eloforduló szélsebesség-leveg5homérséklet értékpár (x; max' Yjmax) módusza, az MOxy=f(x,max' Yj m.J a 25-9. táblázatban található.
25-1. táblAzat. A széIseIJesség le~mérséldet II
éli relativ gyakorfs6ga január b6napban (1919 ••• 1958)
i i -I'"I•.,;..;~'"-I ..; -'"ti-ö I ..;.,;
A ,.:r;; ...: ori .... ..; ...: .,; ori 1Összesen
....
;
áiékpérok egYItteSel6fordulásáuü abszolút
'"
I
"f
'"Levea6-b6mérs6klot, ..;
'" ..;
I
·C
I
130 156 233 363 423 535 543 714 783 981 624 187 42 3 3 115 4398 -5720 0,0 0,5 0,7 1,0 1,5 1,7 2,2 2,3 3,0 3,3 2,1 2,6 0,8 0,2 0,0 o,e 0,1 0,6 2,4 8,2 5,2 0,0 23,9 3,3 1,7 1,2 0,5 18,5 34,4 788 49 29 19 8148 271 135 575 380 1949 1215 l...1,9--1~~1342814307i2947 1223 1446 1373928421li8~--6-'-0,2 0,3 0,6 1,2 1,8 3,0 4,0 5,1 6,1 5,9 3,9 1,8 0,5 0,1 0,0; 2...2,9 1--2---8- -----:n 179 320 439 725 834 833 507 275 -lli~ --3- --1-
0...0,9
I
3...3,9
---------------------------~-1 0,0 1 0,2 5 0,3 24 0,8 43 1,3 86 154 0,0 1,8 221 3,0 345 3,5 447 3,5 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,4 0,6 0,9 1,4 1,9 -------------------------------1 2 2 7 14 27 42 66 135 177 241
-n
4...4,9
0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,2 0,3 ,---2- --2- --4- --1-1-~ -5-10,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 I 1 1 4 6 25 36 0,0 ... 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2
5...5,9
293 99 0,2 43 I 2,1 180 1,2 0,5 1,2 0,8 0,4 0,2 221 148 86 32 1,0 0,9 0,6 0,4 0,1 -I~ 147 --.tl67" 2312 0,7 0,6 0,5 0,3 0,1 118 118 71 44 26 0,5 0,5 0,3 0,2 0,1
I
1
0,6
0,7
--;;s ~
0,3 0,4 -------------------------------45 73 0,2 0,3 ---------------------
6...6,9
--
6 0,0 0,0 14 0,1
1 0,0 0,0 1 0,0
I .... 1 0,0 1 0,0 7 0,1 14 I 0,1 17 0,1 35 0,2 53 0,3 68 0,3 74 0,2 48 0,2 41 0,1 16 0,1 2 0,1 1 I 0,0 2 ,. 0,0 1--1------ --1- ----W---8- ----W--1-6- ~ 47 66 2.7 2114--3--3---0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,2 0,3 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 9...9,9 I 1 5 7 4 II 31 41 12 8 13 1 1 ............ 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,1 0,0 0,1 ... 0,0 0,0 10...10,9 1--2- --- --- --1- --2- --7- --1-1-7- --8- --2-1--'JO -13- --1-2---9- --1- --- --1 7...7,9 8...8,9
--------------------------------------
__~_1 .._._-..-.-~I~~I~~~~~~~~I~-1 1 1 2 1 5
11...11,9
I
0,0
12...12,9-,-__ I 13...13,9. 1
...
--2---1-
~~_
I
0,0
...
0,0
0,0
0,0
-- .._. ----1--2- -,,_._~~_,,_. 3 1 0,0 , 0,0
0,0
0,0
7 0,0
14 0,1
5 0,0
8 0,0
-2---3---5--7- --5.._~~~~_ 3 I 0,0 1 0,0 1 I 0,0 5 0,0 2 0,0 2 0,0
_~_._
I
..-.-I 0,0
3 0,0
--1-- --1.._.
.._._
1
; ~
0,0 3 0,0
---------
-----
I cn
--t-
0,1 4 0,0
i
0,0
1 0,0
~ > N
------.--1------- ~-.. i ~ ~ -'" 1_ ...I
I! olt
0\ . 0,0 ..i0,0 ... ..'0. ::l ..: 0,0 '" I 23808 ... I.. I.i.. .,; .1 ..i on .c oö ,..: :d o. i.. 100 2oi '" ... 0,0 I 210,0 ~ ...;6
0,0 12 \
I ••• 1 4 ..V . ... ... I
." :i I '"..; I ... 6 1176 234 1 427
1_'"
I
1-'"
I
25-1. táblázat folytatása
----
..
0,0 '".... ÖSSzesenoc Levego-homérséklet, ..i 21 4 31 0,01 1 0,0 I ...13201 \3878 14329 13074 766 \ 1140 '1785 12275
I
... I ... ...
1
......
1
0,2 54i 11511 670 I
I
270
I
..
~:
-N "%1
~ ~
~ ~
25-2. táblázat. A szélsebesség-Ievegohomérséklet értékpárok együttes elofordulásának abszolút és relatív gyakorisága április hónapban (1919 ••• 1958) Levego-homérséklet,
Szélsebesség,
mis
.. . 731 14,1 18,5 5,4 21,1 8,7 7422 7... 44 120 229 144 15 781 10 193 87 068... 3937 803 15 436 236 94 276 1197 215 1497 354 183 119 693 221 259 278 25,0 669 605 ... 1162 344 994 108 24 926 700 398 357 175 518 394 537 339 937 1058 600 2,5 0,3 0,7 6,3 1,6 0,5 4,9 1,7 0,0 1,1 4,1 3,3 4,8 1,4 2,1 0,0 1,5 0,6 1,0 0,4 0,1 0,8 2,8 2,2 1,6 0,2 0,9 4,4 2,9 0,3 3,9 1,8 I 0,91178 0,5
<5,9
I
6 ..• 8,9
9 ..• 11,9
j
12 ..• 14,9
I
15 ... 17,9
I
oC
18 ... 20.9
I
21 ... 23,9
I
24 ... 26,9
I
27...29,9
I
30<
Összesen
1
I
2056 5924 1295 3352 5002
I
4375
I
~
; 25-2. táblázat folytatása
.., .... .. ·... .... ·... ..0,0 ...... .0,1 ..
Sz6l1obesaéa0,0 0,3 0,0 ,9 ,0 31.. ,4 12•.•14,9 •••17,9 124 2107 100 330 8,. 438 53 21 144 49 181 69 169 ... ...111 .. 71 118 5lS 16 40,2 20 59 51 330 33 60,5 69 39 69 131 645 18 6421 23760 4483 4637 0,1 0,0 3,7 880 46I I Ir 115 1,4 12,0 7,4 1750 0,2 0,7 0,4 18,9 0,6 2848 5481 3305 23,0 19,5 21•.•23,9 30< 27•••29,9 18•••20,9 6•••8,9 9•••11,9 <',9 I I 24•••26,9 I
I
III
Lev0a6-h6m6néldet, 'C
452 806
1
71 118 248
34
10
4 11
11
ÖSSZeSen
II
~ rn-
~ ~
s. ~ rn-
~
25-3. táblázat. A lZéISeIJesslii-leveg611&ná'8ék1et értékpárok együttes el6fordulásáDak abszolút és re1ativ gyakorisága JúUus bóaapban (1919 ••• 1958) LovOI6-h6ménéklet.
SZllIIObeuéa , mil
6... 8.9
9 ..• 11,9
I
0,1 1...1,9
28
2 ... 2,9
0,1 17 0,0 5 0,0 5 0,0 10 0,0 7
3... 3,9 4.. .4,9 5... 5,9 6 ... 6,9
0,0 5 0,0 1 0,0 3 0,0
7 ... 7,9 8 ... 8,9 9 ... 9,9
I
428 1,6 256 1,0 162 0,6 143 0,5 120 0,4 103 0,4 89 0,3 17
46
0 ... 0,9
12 ... 14,9
1417 5,6 966 3,8 664 2,5 458 1,8 339 1,9 257 1,0 217 0,8 167 0,6 97 0,3 50 0,1 30 0,1 21 0,0
0,3 50 0,1 20 0,0 9 0,0
10.,,10,9
18 ••.20,9
!
1726 6,8
I
1402
5,5 904 3,5 603 2.3 480 1,9 340 1,3 250 0,9 137 0,5 77
0,3
21...23,9
984 3,8 1215 4,8 873
3,4 569 2,2 441 1,7 323 1,2 222 0,8 126 0,4 53 0,2
48
26
0,1 23 0,0
0,1 13 0,0
6
5 0,0
I
24 .••26.9
350 1,3 1021 4,0 900 3,5 627 2,4 365 1,4 232 0,9 126 0,9 74
0,2 30 0,1 7 0,0 3 0,0 1 0,0
I
27 ..• 29,9
129 0,5 682 2,7 815 3,2 510 2,0 246 0,9 124 0,4 57
0,2 32 0,1 7 0,0 7 0,0
I
30< 67 0,2 403 1,5 585 2,3 401 1,5 208 0,8 107 0,4 35 0,1 5 0,0 3 0,0 1 0,0
Összesen
5147 20,3 5971 23,6 4920 19,5 3316 13,1 2204 8,8 1496 5,9 1003 3,9 623 2,5 318 1,2 162 0,6
1
79
0,0
1
3
3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0 12.. .12,9 13.. .13,9 14.. .14,9
I
0,3 35 0,1 13 0,0 7
2
1l ... 1l,9
IS •••17,9
·C
8
0,0 4
0,0
0,0
l
0,0
1
1
0,1
0,0
...
0,0 25296 100
"tl
E ~
> t::l
~ O ~
1 15.. .15,9 Összesen: _________
I
I
...
...
1
I
...
._"_
I
I
... 127 0,5
\
I
1459 5,7
I
I
o,~ 4695 18,6
6003 23,8
4851 19,2
3736 14,7
2610 10,3
1815 7,2
~ """
II-·III .-.. 1
6 ... 6,9
--
-.0,0 ... ......... ... .1262 VI .. ·0,0 .. ... .0,2 .265 .. ... ... ... .. ·ol~ 0,0 0,0 0,0 0,4 oö 0,1 0,7 0,0 ... I.20 I218 ...134644 I0,1 .a cö ...: ll> ..; .;0 ..; ri N 147 12 Ö ... •6527 u 147 14 10 39 10,8 47 444 33 18 59 249 42 310 194 12 21 62,1 26 98 23156 770 836 283 1574 435 87 14 1117 105 -i'"176 23,2 77 61 36 51 296 13 129 17 543 8734 19 181 132 133 192 35 861 1402 955 821 32 96 461 466 266 1415 306 121 1776 2192 7786 688 134 215 27 35"l. 823 128 88 86 143 92 58 465 495 3990 2122 ol .. 1428 43 i399 0,6 1,8 0,1 0,1 1,0 0,3 0,2 0,9 1,9 0,4 1,3 0,15,9 1,2 9,2 0,1 3,4 1,2 2.31,47,2 5,3 0,6 0,03,7 0,6 1,6 5,9 4,7 8,9 2,4 0,0 6,0 0,5 0,02,5 1,1 0,4 0,7 3,5 1,9 0,0 6,6 0,5 2,9 7,4 3,4 ~ 1,7 .. .317 N 49 ... , 0,25~ 0,0/ 6..; Io,~1 1 I 0,0 1560 0,0 0,01 I III 6,5
25-4. táblázat. A szélsebesség-Ievegohomérséklet értékpárok együttes elofordulásának abszolút és relatív gyakorisága október hónapban (1919 ••• 1958) I ol
cö
1 61
-
ol 6 I 3487
,.; 1 12
3
23 37 18 12823Levego-homérséklet. 6
0\
oC
ac
~
Összesen
I
I
@ iC
~
l:tJ,
,~ ~ (Il
N
tTj t"" t""
Ol
~ t:l tTj,
(Il
25-4. táblázat folytatása Lovcgll-h6mérséklet,
--.
Szélsebosség,
-
-..
oc
-
Összesen
mJs
,~I~ ~ ~ -14.-.14.91 Összesen
uo
•• '
•••
1
..
~1~IJI11~1~ljl~I~I~I~ I
... 1
I
o.~ I
o.~ I
---------
l_;,~J_ ~~l
.. __L~ ..~.Ln_o,~
\
uo
~~ 1
135~~ I
31~:
25-5. táblázat. A széls.ebesség-levegoh6mérséklet és relatív gyakorisága június-július-augusztus
mJs
0 ... 0,9
I ~:.~ I
0,0 1620 45 2615 511 117 28 302 408 12 2727 577 273 90 61 81 7718 919 4176 289 1240 438 665 975 6458 201 525 612 128 73 8877 42 49 268 150 364 50 176 1276 2555 60,3 2768 286 1697 1660 9634 1641 1314 863 483 365 1970 524 1153 283 1312 2381 837 839 4942 587 2451 2378 983 14549 1952 18483 1352 4301 1534 1766 3674 15940 4834 235,6 ,2 3555 ,5 241 0,2 12,9 129 1,2 1,7 8,6 0,1 0,8 0,0 0,3 3,7 1,1 1,8 4,7 6,5 2,6 1,3 3,1 0,6 1,1 1,1 0,8 1,6 0,5 0,7 0,1 1,5 2,2 0,3 2,1 2,3 0,7 2,0 0,1 0,4 0,0 0,5 3,6 4,8 2,2 5,7 24,6 0,3 1,1 0,6 21,9 3,2 3,6 3,4 0,2 1,6 0,6 0,9 6,4 19,4 ,
6... 8,9
9...11,9 6921
I
... I 52~
'"
1
I ~~~ I
uo
2~~~
I
.. I
I
~~ I
uo
I
~~: I
o.~
." \ \~~
I
23 ~~
értékpárok együttes eloforduJásának abszolút hónapokban együttesen (1919 ••• 1958)
Levcgll-h6mérséklet,
Szélsebcsség,
... I
12...14,9 I _ ,:-..~,~ n~2Cl,9
:!1
N
oc
12~..~-:-9n-C_ 24..~26:9J
Összesen
-2L.29,9--j
30<
§ ~ ~ O ~
QC
l!l
ac
~
N t"'" cf.l
t:l
i
II ·....
•• o. ... .., o" ..t7100 .. ,00,1 Összesen .0 0,0 0,0 0,0 0,0 ,0 cf.l N tIl I.. 6•••8,9 20 112 .. 10 13 17 ·tIlI410 106 114 258 .. 352 ..11. 808 19 156 23 101 112 194 234 60,1 3482 95 23 53 9... 205 23 til,Ol 6I47 22 12,8 9,1 23,0 5,2 1,8 0,3 0,0 21,2 18,4 0,2 0,0 0.0 0,0 8,3 0•.23,9 ~ 18.••20,9 20,0 1. 9•••11,9 I0,1 27•.•29,9 24•.•26,9 17 270 15902 9674 6401 75071 93 7030 3894 1437 8 13362 I ... 12•••14,9 I ,9,3 I 68 III I
·
I I II I
I
20 15•.•17,9 102 931
51t"'" 44
LeveglS-homérséklet, 2 30<
cf.l oc 25-5. táblázat 1folytatása
I
3
I
I
25-6. táblázat. A széllebell!lég levegih6ménéJdet értékpárok egylittes elöfonlulásáDak abszolút és relativ gyakorisága JúU-.augusztus ... .. .,30< .·... .. ,0 0,0 0,0 ,1314,9 0,1 0,0 Lovea6-höménéklot, ·C 6.••8,9 9•••11,9 12.•. 15.••17,9 19 271 SzéJaobeuéa, 211 10 230 1.. 19 2 1402 21.••23,9 18••.20,9 24... 87 547 79 719 274 7100,3 152 4229 40 9379 16 9558 75 85 38 92631 ... ... .. 170 28 60 60,7 32,7 94 80 5 00 318 408 32 82,6 4257 1164 6959 III 114 27.•.29,9 353 3880 158 438 1129 18 264 10,0 48 6221 141 21 2011 45 1121 84 24 123 64 48 767 2754 604 214 ... 1808 383 432 18 10067 4882 3348 11457 806 1949 483 660 3694 1487 3415 1673 371 718 699 9547 46 61 263 10 643 103 2056 12317 1038 2532 2863 1360 926 921 38 31 555 1128 1653 868 243 1105 18 0,5 0,0 1,0 50592 0,9 0,4 0,1 0,2 0,5 0,0 1,0 0,7 0,3 1,1 18,5 23,4 19,9 13,7 6,7 9,7 2,0 1,4 2,2 1,8 0,1 1,8 11894 3654 474 209 1,5 1,3 0,7 1,4 0,7 0,0 0,1 0,8 3,4 2,1 0,4 1,5 1,2 4,0 6,7 0,3 02385,5 1,0 ,5 ,726,91 9305 2,1 0,6 12,3 111 0,9 1,7 3,2 0,4 3,8 0,4 2,9 7,2 3,2 5,6 3,9 24,3 18,9 ,3 4,9 22,6
·. .,.
I
hónapokban (1919 ••• 1958) OssZOSOD.
I II
s ~
> ~ ~
m
3,9 4793... ......4,9 9,9 7,9 ll.. .11,9
--~ --II
--
I 0,0I .2,0 ... ... ·..I4153 .. ...0,0 .2,5 .. ... .28 .,,; 0,0 rf 0,0 0,0 .,: 0,9 0,6 00,4 ,1 . 2701 ,0 0,0 on N 0,5 '" "l M '<€ I61 + I0,4 o...; on n332 oö cll. N vi .o ••• o5,8 ,..: ci 4252 17 1.. 42 482 144 400 669 552 451 8419 159 284 I ..; 1182 2797 479 124 15 13 ... 15 638 110 ... ..... .. 40,6 9823 .. .277 412 3. 5 61 2235 81203 197 806 644 11 12 204 10 2818 168 15 64 1921 51 101 461 28 302 388 16 27 232 49 797 67 826 70 305 10,1 160 60,3 12 27 22 192 1269 568 14 109 7084 173 471 1070 1263 36 1379 11 ·46 93 193 1682 1792 565 4096 346 2957 10 354 300 1064 29 90 48 2705 156 340 128 1871 33 78 13 268 52 0,1 18476 1748 4231 4053 2596 3215 35 395 20309 146 4371 3334 55 13210 1335 2540 105 2159 9.. 664 0,2 0,2 0,7 246,2 ,7 0,0 o,r 0,0 0,4 0,6 5,7 0,3 4,5 0,1 0,0 ,0 0,1 0,7 1,1 1,9 0,5 6,2 0,1 0,5 3,6 0,2 0,3 1,8 0,1· 0,2 0,0 3,1 28,8 4,7 0,9 18,7 10,2 1,7 1,8 0,6 0,8 6,0 0,9 25,8 0,9 2,6 3,8 4,2 1,1 1,2 1,6 2,4 1,5 "'. oó O,~ of ~ ""
-
I Icll.14 41
25-7. táblázat. A szélsebesség-leveg6homérséklet értékpárok együttes elofordulásának abszolút és relatív gyakorisága október-november-március hónapokban együttesen (1919 ••• 1958) 3
'" 23 120 932
18 927 19
Levegc5-homérséklet, V
·C
CIC
~
ÖSszesen
I
>-l
ttl
~ ~
m, VJ
N ~ VJ N ~
! t'"
VJ
él. ség,
.-..- ...
25-7. táblázat folytatása
-...J_
---.--... ... ...... .. ...N ...".0,0 M ...; 0,0 •• 0,0 I --I '" 0,0 --~ ol Ion.., 0,0 I 1I 1-i.1..1 I oö I + "l. ..; s! '" ...; VS ...: ri OC Ö 31... ol 0,0 ~ l;:; :i ... ••II..... of
3
Összesen
5 0,0
'" ol '1 8
0,2 41
0,7 483
I
j
1
2
6
Levego-hömérséklet. 2
V
oc
Összesen
I
2,6 11869
I
8,0 5628
III
16,7 20,8 \14920 21,2 110152 14,2 912 114665
I
8,8 6241
I
4,2 2913
1,8 11227
459 0,6
139 0,2
70654 100
~ > "r1
N
----i---- II -- ..;23305
i
... I'-.i..~ ~
... '" !ol ::;.ol ",' on 24,2 .; 8,7 ..: 3266 4,2 ol 12796 Ion..; I5846 OC I1,6 ...; oi ..," ...: Ö 10 115 14 '277 "... 2409 21 107 102 176 287 180 67 710 128 25% 423 669 122 221 412 170 51 712 74197 934 20 371 2486 1707 10 2701 3512 29 301 491 222 451,5 43 47 99 513 329 534 16 625 58 1026 354 1233 1804 2114 634 367 964 1130 378 982 79 1814 1800 905 96 2308 3023 26515%7 109 2226 2950 523 3297 48 4344 68 1401 186 1230 243 856 270 319 686 439 1636 26 264 0,7 3,5 0,7 5,1 0,6 0,1 0,0 1,0 0,2 0,9 0,5 0,3 0,0 2,5 0,8 4,3 1,3 6,3 3,6 034353 0,8 ,4 0,4 1,0 ,6 1,8 1,3 0,9 2,6 3,3 18,4 '0,4 0,5 2,4 2,0 4,8 3,2 1,8 1,4 3,1 1,2 1,0 4,4 ,9 oiol 0,7
25-8. táblázat, A szélsebesség-Ievegohomérséklet és relatív gyakorisága december-január-február
I 16530
ol
--
ol
V
I
I
értékpárok egyÜttes elofordulásának abszolút hÓDapokban egyÜttesen (1919 ••• 1958)
--
Levegó-homérséklet.
--
oc ÖSszesen
..;
~ ?::
t;
----. -.-------..-. ~-.'--
I
__ __
oo
I
-- --
--,--8,7 - 19,2 1214,3 I -- - 18,2 1 II4-- 16,5 156 541 3,6 12,6 3751 836 1566411585 1864812504 III456 113 160 19827 16031
... "... .0,0 .. .. ... .. ,.23 .. . ' 12...•!:;5..1271 .121 .,.; ti 1 0,0 '),0 0,0 .,; 0,0 00,0 ,0 '"I... 0,4 1,0 '" .; 1,7 I.,.;"l. I 12 ,,; ...: '"3 ..; ci I70.0 Ö Q 10,5 10 8691.'"27 2224 3,,; 231 14 427 35262 22 10 44 30 292 10 11 112 10,0 92 l'59 53.,.; ... .. 122 76 49 1.. 175 9117 96 218 .16 33 50 6386 113 16 197 19 14 5132 15 224 19 421 32 74 69 9ti 41 244 17 61 15 73 1829 363 825 23 183 34 371 431 0,02,5 ,1 0,3 ,2 21211175 0,1 0,0 ..1,2 , ..; 331 15,4 0,4 0,5 ,3 0,2 2,4 0,0 0,1 0,2 0,3 045 ,0 :e ci ..: I... 25 or{ "f ~
V
'"
25-8. táblázat folytatása
.,.;
Össusen I Levell6-h6m6nék1et,
0,0 4,6
'" ·C
0,0 1,7
10,0 0,5
100
;
13235 I 19 I I 3355 I 69 336 88 11363
~ ~ ~ N ~
cll
i
~ ~
FIZIKAI
859
ADATOK
25-9. táblázat. A legnagyobb gyakorisággal együttesen ellifordul6 szélsebesség-levegéibéimérséklet koordinátát az empirikus slirtIségfelület -
térbeli bisztogram (1919 ••• 1958)
értékpár
m6duszának MOXY relatív gyakorisága
oC misszakaszhatárok, leveall-hÖmérséldet A felület maximumához tartozó szakaszmaximális relativ 0,5 01...1,9 7középértéke, ..•0,9 0,9 9,9 5,5 8,5 1.. .1,9 18... 15... 19,5 20,9 17,9 8,9 6,0 8,5 6,2 6,8 7,9 9... ... 11,9 6,3 1...2,9 2,0 7,1 5,7 -1...0,9 1...3,9 0,0 2,5 6,2 6,1levellll-hömérséklet 1,5 A szélsebesség16,5 gyakorisága, 8,3 0,50,5 5,9 IoC f(%tma,;'imax) 4... 6,9 I10,8 értékpár együttes 'imax' =f(Maxyl, % =
elofordulásának
augusztus, szeptember összesen I -1
Június, július, augusztus összesen 0,5augusztus összesen Július, Re/al/v gyakoriság 1,5 1,5 november, Október, március összesen December, január, február összesen
25-1. ábra. ÖSszetartozó szé1sebességlevegohomérséklet értékpárok elofordulási valószínusége április, május, június, július, augusztus, szeptember hónapokban, összesítve (1919 ... 1958). Empirikus suruségfelület (térbeli hisztogram)
0016,5 ... ...0,9 0,9 0,5 15...17,9 18... 19,5 20,9 IfIIIIII 1...2,9 ..9,9 1,9 71. 1...1,9 ...2,0 8,5
6,6 7,3
%
1 {(X;IY;)
6,2
860
TERMÉSZETES
SZELLÖZTETÉS
I
I I I
I
'lT6-T~
9701112131/.1516 Szélseóesség, xi. mis M•• =1,5 mIs
Moy= 2,0 'C
m.= 2,3 mis G, =0,6 mis M =1,3 mis QJ
I
1I
II
I
I,I! I!1IIr,I I o"e I ! ~II, IiIIr,. li I /.:'ii ~100 III
I I I JJ
I
J
J
1
J
a, =-4,8 'C M =-1,0 'C aJ = ~8 'C
mis
= 2,4
I I IIiIII
ml/=-0,6 'C
i
I I
aj
I, 1
I I I J
I'! I
III I
,
J
1
'1' 1
J:
bJ
25-2. ábra. Január hónapra vonatkozó peremeloszlások suruség- és eloszlás-hisztogramjai a szélscbesség;
A meteorológiai jellemzoknek a természetes szellozés, szelloztetés szempontjából való megítéléséhez fontos annak ismerete: mi a valószínusége, hogy a szélsebesség és a levego-homérséklet lehetséges értéke az adott valószínuségi 'változó egyelore meghatározott értéknél nagyobb vagy kisebb. Ennek birtokában állapítható meg: mi a kockázata a vá· lasztott méretezési értéknek. Az emlitett információ az empirikus eloszlás- (gyákoriságösszeg) hisztogram, ill. függvény birtokában kapható. Az empirikus eloszlás-hisztogram az empirikus sutiiséghisztogramból származtatható:
,
FXI=F(x,)=
l: fxl, '=0
Fy;=F(Yj)=
l: fy;, j-O
(1919 ... 1958)
b.levegohomérséklet
(25-1)
ill. j
(25-2)
azaz az empirikus suruségfüggvény-értékek (relatív gyakoriságok) balról jobbra végzett összegezéseként állítható elo. (Folytonos függvényesetén a F(xJ, ill. a F(Yj) függvénygörbék a f(Xi)' ill. f(Yj) függvénygörbék integráljai. A 25-2 ... 25-9. ábrák alsó diagramjai ábrázolják az empirikus eloszlás-hisztogramokat. Az ábrákon látható M betujelhez tartozó számérték az a szélsebesség, ill. levego-homérséklet, amelynél kisebb értékek az esetek 500,lo-ában fordulnak elo. Ezt mediánnak nevezzük. A Ql számértéke az F=25%, a Q3 számértéke az F=75%. A Ql, M, Mox (Moy), valamint a Q2 ismeretében az empirikus eloszlásfüggvény görbéje közelitoleg megszerkesztheto. (A görbék inflexiós pontja az MoX' ill. MOY abszcisszánál helyezkedik el.) A gyakorlat számára a legfontosabb valószínuségi jellemzo a várható érték, jele: m. A várható érték megadja, hogy az észlelési értékek milyen érték körül ingadoznak, tehát az empirikus suruség-hisz-
r
25-10. táblázat. A szélsebesség és a levego-homérséklet elofordulások várható értéke (1919 ••• 1958) oC szakasz Imllllában 2,7 értéket relativ várható értékek értékhez elofordulásának Várható Atartozó tó Ilyakorisálla, s(írWgfüllllVény-érték) oC slírüséaérték) , % , értéket Várható magában 17,8-1...0,9 érték, 22,0 1...2,919,4 1,1 22,8 my'eIYüttes 3,4 5,4 31,0 2.,,2,9 9..,6,9 .11,0 11,7 .,11,9 19,2 20,1 10".12,9 2".2,9 16,6 20,1 18".20,9 18. 21...23,9 2".2,917,6 2".2,916,7 21,8 18,0 19,5 .,20,9 20,5 20,0 21,0 219,4 1,9 2.,.2,9 1..,1,9 17,3 0,7 26,0 3,5 6,1 18,5 22,4 A várható -1...0,9 15,8 20,9 18,3 .várba 19,1 4,6 28,4 2,2 3,6 15".17,9 16,3 21,0 18,4 19,7 21,3 19,4 3,3 4,2 4,1 18,8 4. 15.,.17,9 .,6,9 5,7 3,1 225,4 19,0 3,8 17,7 2,3 rolativ 16,3 17,8 25,6 21,1 23,0 4,4 22,5 23,6 16,7 18,4 20,7 2,7 1,7 határai, 23,3 21,5 IYakorisáa (empirikus 21,9 2,8 2,9 19,2 II 4 18,9 aörbébol h,BZtoaramból 2,5 görbébol sztoaram 2,6 érték, határai, % f(my>, I, foglaló A várható 22,3 A 2,1 várható f(mx;my), I 20,2 I -0,63,5I I folytonositott I hi. bólI f(m).
%
Szélsebesséa, yx szakasz Levoa6-h6mérséklet,
I
"1'l
El
->
~
O
~ O ~
- II
0,4augusztus 18,3 3,3 16,4 24,2 II II I2.,.2,9 2 ... 2,9 21,5 I2,9 Június, 3,7 3,3 18.,.20,9 21,4 20,4 23,0 18,3 3,8 I Ijúlius, 21...23,9 20,8 2,7 7".9,9 21,1 9,6 220,2 18,5 19,4 ... 21,4 18,8 17,8 17,8 I -1...1,9 (I 2,4 összesen 1
II
II
17,0 I
I
I 2,3 2,7 II
862
TERMÉSZETES
SZELLOZTETÉS
rendszertelen elofordulásokból következlSen a korreláció gyenge. Meghatározható az y-nak x menti regressziós egyenlete (amely esetben a független változó a szélsebesség lehetséges értéke), továbbá az x-nek y menti regressziós egyenese (a független változó a levego-homérséklet). A regressziós egyenesek egyenletei a 25-ll. táblázatban találhatók. A regressziós egyenletek iránytangense (a június hónapot kivéve) pozitiv, azaz növekv6 levego-Mmérséklettel kismértékben növekv6 szélsebesség párosul és viszont. Ez a természetes sze1l6ztetés muködésének szempontjából biztonságot ad. A meteorológiai jellemz6k értékváltozásának a természetes szell<5ztetés szempontjából való megitélésekor nem hagyható figyelmen kivül, hogy a leveg6-homérséklet 24 órás periódusban harmonikusan változik (1.az 5.3. és 5.4. pontot). A leveg6-homérséklet várható értéke a 24 órás periódusú Mmérséklet-ingadozás középértékét adja meg, amelytol az átlagos maximális eltérést a 25-12. és 25-13. táblázatban megadott amplitúdók figyelembevételével határozhatjuk meg.
togram súlypontját adja. A várható érték a valószfnuségi változó lehetséges értékeinek a relativ gyakoriság szerint súlyozott átlaga. A szélsebesség, ill. a levegó'homérséklet-peremelosz1ások várható értéke: (25-3)
ill. z
(25-4)
my= ~ fnYj' j=O
A várható értékeket a 25-2 ... 25-9. ábrák mx és my számértékei tartalmazzák, sot további adatokat is tartalmaz a 25-to. táblázat. A táblázat utolsó oszlopában tüntettük fel a peremelosz1ások várható értékeit magában foglaló szakaszoknak a 25-1... 25-4. táblázatokból megállapitható relativ gyakoriságát [f(m"" my)].
A szélsebesség és a levegohomérséklet valószfnuségi változók egyes értékei közötti kapcsolat a regressziós egyenesekkel közeHtheto. A sztochasztikus,
15-11. táblázat. A SZéJSebeSSég levegaMmérsék1et öszetartozó értékpárok vaJ6színGsétd eloszlása regreSSD6SegyeoeseiDek egy_etei (1919 ••• 1958) x=0,178y+
1,88
y-nak xrearessziós menti regressziós qyODese alakra alakra rendezve x=l'Y+" levellc5-h6m6rséklet) (független változó: yrendezve menti x-nek x=O,158y+ x=O,271y+ 2,486 1,79 x= x=0,0695y+ x=0,112y-Q,22 0,0224y + 1,9 2,3 1,082 x=0,083y+ x=-o,0224y+3,365 1,24 x=0,065y+ x=0,0871y+ 1,54 1,72 . y=a.x+{J x=0,I%y+2,41 y= 0,262x+ 0,53 x=0,0671y+ y=0,055x+ 1,475 16,18 y=O,0462x+ y=0,039x+ 5,29 20,83 y=-o,018x+ 19,59 y=-0,00673x+ y=O,I06x+ y=O,372x-I,507 5,43 17,98 y=0,01305x+ 21,84 y=0,068x+ 10,84 y=O,28x+0,019 y;=O,lx+ 17,12
y=0,063x+
11,547
augusztus, szeptember összesen
Június, július, augusztus összesen
y=O,0326x+20,72
x=0,0455y+ 1,76
Július, augusztus összesen
y=0,016x+
x=0,0251y+
21,40
Október, november, március összesen
y=0,047x+9,49
December, január, február összesen
)1
= 0,30lx-o,32
2,13
x=O,054y+ 1,84 x= O,204y + 2,235
FIZIKAI
863
ADATOK
9
6
12 15 18 21 24 27
LevegoMmérséklet, Hox=1.5 mx =2,7
mis mis
30
Yj, oc
= 10,5 oc mil =11,7 oC flf = 6,4 oC /'1 = 9,6 oc
HOli
fll =0,7 mis M =1,8mls GJ =3,3 mis
QJ =13,5 oC
~100
-:--
.§ 90 •....
;;;. 80
-~ 70 ,'~60 'ö::: SJ>
50 ~ 40
-1:;
-s!
[J,
: 30
IH
~ 20 --
:ie
10
"f1 \o'>
L.i:i
123456789Wff~ou.~n.~~ Szél sebesség, Xi, mis
1
6
::
9
~
8
M ~
LevegóhÓmérséklef, Yj,
aj
~
n ~
oC
b)
15-3. ábra. Április hónapra vonatkozó peremeloszlások suruség- és elosz1ás-hisztogramjai a azélsebessél:
b levetl6-h6mérséklet
(1919 ... 1958)
864
TERMÉSZETES
SZELLOZTETÉS
~ '::;' "';:;; ~20 :~ < 25 Bl15 ,!; 5 -~ '~
~25 .§ c"
<.;: l.ij .~ 10
9
12 15 /8
21
LevegohOmérsékiet, l10x = 1,5 mis mx =2,8 mis Q1 =0,8 mis /'1 =1,8 mis QJ
90
30
~
20
~
~
:!:! .. 50
I
I I
19
I
LL I
89
I
II:
1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 Szé/sebesség, xi, mis
40
~
30
""
20
~
'
.§
!:>l
!f!1 60
I
50
Q3
~80 -~ 70
I
~ 40---'
oc
l.o...
I
c"
oc
~ " ~100 -$ 90
I
~ 70~ 60 ~
Q3 =24,0
I I
-~
30
/'1 =19,8 oc
I I
@80
1~5
217
m!l =21,8 oc Qt =16,5 oc
mis
=3,3
~100~ l.o...
/'10!l=
21.
Yj, oc
~
l10 ••••
.
, 6
9
~
'Qq. I ~ w
nI ~,
LevegohOmérséklef,
a)
Yj,
nN OC
hj
25-4. ábra. Július hónapra vonatkozó peremeloszlások
suruség- és eloszlás-hisztogramjai
a szélsebesség ; b levego-hömérséklet
(1919 ... 1958)
865
FIZIKAI ADATOK
-11 -8 -5 -2 1 4 7
10
13 16 19 22 2528
LevegohOmérséklet,
mis mis =a3 mis ="'1 mis = 2,4 mis
1'10.=0,5
m. G1 1'1
QJ
Mog=
=2,1
~5
!Ii,
DC
DC
mil =11,0 oC Q1 = 6,1 oC
9,3
1'1
=
GJ
=12,4 oC
oC
"* -::,.100
iT! ill
~9o•....
~80 '~
I
I I
70
!:»
:if 60
'ti ':!:!
1
I I I
50
~40 •
I
:s ~
II !
123
~ 20 ...•
4 ~ b ~ ~ ~ ~ ~ Szélsebesség, Xi I mis
U
10
bJ
15-5. ábra. Október hónapra vonatkozó peremeloszlások
suruség- és eloszlás-hisztogramjai
a szélsebesséa; b lcveg6-bömérKklet
7 Az épületgépészct kézikönyve
1
-11 -8 -5 -2 1 4 '1 io 13 16 19 22 2528 levegóhómérséklef, Yi, oc
aj
S
I I I I I I
Ja
I
(1919 ... 1958)
TERMÉSZETES
SZELLoZTETÉS
6
9
n ~
w
n~n~
LevegóhOmérséklet, Uj I 1,5 mis mx =Z7mls 01 =0,7 mis M =1,7 mis
l'1ox =
QJ
Hog =
19,5 oc
mg =20,8 Q1
=U mis
=1~o
"c
DC
M =18,8
DC
=2~O
DC
QJ
DC
~ o -;;100 .:§ 90 •....
t
;;;. 80
7l! :~ 60 'l;i -1:) 50·
I lill I
I
I :
1,
I
III
1 il il: I ...
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Szélsebesség,
Xi
10 J
mis
I
i >::i
I
!
~ 40
I
I !,
,
,
11 12 13 14 15
•.
~r-_m_---A 6 9 12 15 18 21 24 LevegóMmérséklef,
UjI
30
DC
b)
aj 25-6. ábra. Június, július, augusztus hónapok összesitett értékei peremeloszlásának (1919 .. .1958) a szélsebesséB; b leveBÖ-h6ménéklet
síín1aég- és eloszlás-hisztogramjai
FIZIKAI
III I IIIII ~ III24 ,IIIIlI'1 I 15 )(1 917 80 8I6 10 9 11 10 12 11 13 12 13 14 5c;;o/} 25 27 3 4 IIli 12 30 ".•.. 21 ~60 18 if15 815 ~ 40 20 1. .!!JSO 7015 ~~;i,14 . II 24 30 '&.10 ;;li I r J1 1
~
!;>,
.....;:
I
fl)
<:::
l<.. fl)
1
1 1
6 1
6
867
ADATOK
~ ~6 -:::.22 ~14 ;;;"18 8 "'23,6 fl) »'16 --"11 ~24 -:li .fI) DC 11 =19,2 DC G1 =141 GJ .~ 10 DC LevegóhÓmérséklef, LevegóhÖmérséklet, my =21/,· -'i112 Ci4 DC Mog=19,5 DC ~20 bJ 12Yi, W, ~2
25-7. ábra. Július, augusztus hónapok összesitett értékei peremebrllá!lának (1919 ... 1958) a IZélsebessél; b lovq6-hllménéklet
DC
sfu1íség- és eloszlás-hisztogramjai
TERM~ZETES SZELLÖZTETÉS
"*
30 ~ __
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Szél sebesség,
Hox.=1,5
X; ,
10
11 12 13 1'- 15
mis
13 16 19 22 25 28 yj, oc
l1og=8,5 oc mg =9,6 Gt =1,9
mis =1,3 mis =2,7 mis
G1 =0,5 QJ
10
LevegóhÓmérséklef,
mx. =2,4m/s M
-8 -5 -2 1 4 7
-11, -11
mis
OC
oc
M =5,5 oC QJ
aj
=9,8
OC
h}
15-8. ábra. Október, november, március hónapok összesített értékei peremeloszlásának (1919 ... 1958) a szélsebcsséa; b love;6-h6mérséklet
suruség- és eloszlás-hisztogramjai
Fl.ZIKAI ADATOK
~ 22
~20 ~ •••. 18 >:ii
-:li 16 '"
.~14 ~12
-2.~
10
.~ 8 ~ 6 or:::
4
o?:;.
~ 2
i
i
3 , 567
8 9
Szélsebesség,
Xi /
WN mis
na
u.
I
I I
I I
J
J
~
II
mis
Hov= 2,0 oc
"2,3 mis Q1 =a5 mis M=1,2m/s
mil =0,43 oc 01 =3/4 oc
HOJ(
= 1,5
mJ(
UJ
=2/4
mis
H =aO
OC
QJ =2,6
oc
aj 25-9. ábra. December, január,
Iif
fI
"í"Í-13i-11-9 - I -5 -3 I-1 1 I 3 -17 -15 9 Levegóhómérsékle" Yj I oc II1
bj február hónapok
összesített értékei peremeloszlásának (1919 ... 1958)
ti szélsebcsség;
b levego-h6mérséklet
suruség- és eloszlás-hisztogramjai
2 ... 2,9
S,7 13,5 3,0
3,9 2,6
Október, november március összesen
December, január, február összesen
2.••2,9
2... 2,9
9,6
1O,S 27 ... 29,9 27,5 6,1
Július, augusztus összesen
12,9 1O,S
24 ... 26,9
6,0
Június, július, augusztus összesen
26,8
I -"
2 ... 2,9
25-12. táblázat. A leveg6homérséklet-ingadozás maximuma és el6fordulásának valószínllségi jellemzéSi(1919 ••• 1958)
oC llYllkorisáaa relatlv görbébol Isztogram 6,2Alevea6h6mérséklet-inpszakasz határai, magában fOlllaló maximum várható értéke kb. értéke, dozás maximuma várható szakasz határai. 14 órakor, A risáaa maximum (az dulásának empirikus relatív slirúIlYakoértéke értékét ellYüttesel6formapban foalaló Amis szélsebesséa és a % A(a szélsebesséa várható peremelosz16sempirikus 9,0 13... 7... S,2 9,9 17,3 11,4 15,7 22,6 15,9 218,1 15,5 ...... ...slirQségfüavény~rtéke), 2,9 2,9 3,S 4,3 13,3 25,4 24 11,0 26,9 11,0 5,9 15.. 21...23,9 16,8 .17,9 12,0 23,7 11,7 2,9 5,6 10.. 1. 3...4,913,9 10,1 4,0 ..2,9 .12,9 IS,3 13,9 10,4 13,5 3,5 2,S 2,3 2,4 3,3 27 10,3 23,0 327,1 3,2 ..1,8 .4,9 19,0 1...1,9 0,6 2,1 5,7ordinátája) 15,5 ... 29,9 10,7 2,7 23,8 1,5 21,9 111,4 1,1 2,9 3,2 27,S 6,0 ségfelület 4,5 2,S .2 f(mx;my+mA)' 5,1 Amaximumot I 5,S4,4 myteA' % f(my+mA)' értéke el6fordulásának összesen folytonasi tott Ih' ból
2,6
1,9
2,9
3,3
~
~
!
~ ~
;!
~
Az
I
20,3
11,9
4 ... 6,9
-3 ...-1,1
10,7
14,8 15,3 5,7
-2,2
5,6 5,9
6,0 6,2 5,7 4,5 2,8 2,1
5,8 6,0 6,1 3,9 2,6
Május
Június
Július
Augusztus
Szeptember
Október
November
December
Április, május, június, július, augusztus, szeptember összesen
Június, július, augusztus, szeptember összesen
Július, augusztus összesen
Október, november, március összesen
December, január, február összesen
12,2
15... 17,9
12... 14,9
12... 14,9
-1...0,9
-1,0
6,9
1...3,9
4
11,9
14,9
17,9
14,9
11,9
2,6
6,5
9
12
14,7 11,6
15
12
15,8
13,6
9
6 ... 8,9
I
6,6
14,5
14,2
11,8
14,4
22,4
22,1
15,4
13,2
16,4
13,9
14,4
17,6
22,8
5,1
1...3,9
Április
1,3
4,4
Március
10,4
-3 ...-1,1
-2,6
3,3
Február
11,8
-3 ...-1,1
8örbéb61 Colytonosltott
-3,0
mY;é'A'1 2,4
oC
amplitúdó vérható értéko. mA'
minimuma
12,5
20,8
19,8
9,2
14,8
16,3
22,1
14,6
10,8
8,65
18,5
2,9
2,9
2,9
2,9
2,9
2 ... 2,9
2 ... 2,9
2 ... 2,9
2...2,9
2 ... 2,9
2
2
2
1...1,9
2 ... 2,9
2
2
2 ... 2,9
13,6 13,8
2 ... 2,9
2 ... 2,9
2 ... 2,9
2 ... 2,9
19,6
23,5
11,5
13,3
hisztolP"amból
I .
és elofordulásának val6szintlségi jeUemz61 (1919 ••• 1958) A minimum vérható 6rt6ko oI6Cordulásának A rolativ IYakorisáp A azélsobosségvlirható (a poromoIoszlásempirikus vlirható mapban C081aló 6rtékét macában fOIls6rOséafÜllVény-élUke), 6rt6ko szakasz hatérai, laló szakasz határai, C(my-mA), % minimum kb. 4 órakor, 1 A mlnlmumot .C mJs
A leveg6h6mérséklet-iDgadozás
Január
Hónapok mognevezése
15-13. táblázat.
2,6
3,6
2,8
1,3
3,4
3,3
4,4
1,9
2,2
1,0
2,5
2,3
2,3
3,9
4,2
2,4
3,0
A szélsobosségés a lov086h6mérséklot-inaadozás vérható minimuma értékének OBYilttes rolativ aYakorisAp, f(m.x;my-mA), %
;i
~ ~ O ~
~ •..•
,
I~~I
I~
I I~
1
-/-!
ingadozásának várható csetén, minlmuma cselén, ingadozásának várható I37,0 Igörbéb61 62,0 64,0 94,7 10,7 18,0 62,0 54,0 SO,9 66,0 90,6 62,9 31,0 53,0 91,0 35,0 92,9 21,3 38,9 92,3 55,1 45,7 65,9 40,5 75,0 79,1 81,5 87,0 56,0 48,5 31,7 92,0 81,0 I!\II % 70,0 ~ maximuma 64,0 21,3 28,0 64,6 67,8 SO,O 87,9 84,5 86,1 39,0 51,0 76,5 14,9 11,4 68,3 64,0 zs,14. görbé661 hisztogramból Isztogram 67,3 90,7 62,0 42,0 68,0 65,0 86,3 20,0 66,7 69,0 56,7 59,2 63,0 28,1 58,3 76,4 73,0 73.0 18,11I!IIIII 77,8 20,1 93,3 67,0 88,0 63,4 89,0 84,0 71,0 70,1 I19,0 65,2 91,0 55,6 93,4 75,0 63,1 70,0 73,6 F(IIIy-IIIA)' %esetén, 65,8 F(my), 56,5 87,3 26,0 23,0 30,8 tábázat. szélsebesHg a leveg6-h6mérsékIet valószinGségi változók empirikus eloszlásfOggv&1y-értBtel 60,0 69,3 82,6 87,0 1 67,1 64,5 68,0 IisZtogram 69,0 várható értéke %A várható értéke _tén, I 24,8 I F(my+mA), 33,4 30,3 53,0 84,0 34,4 75,9 SO,9 72,0 Nszeptember 75,0 ~ 71,4 67,0 72,0 68,0 összesen A leveg6-h6mérséklet, y 76,7I folytonosltott . ból II1~_'3_1 I I 73_'0_1 I IIh' I . folytonositott ~
le
FIZIKAI ADATOK
873
Az újabb statisztilrus feldolgozási módszer kiLeveglfMmérséldet, oc Yw-1 Yw YW4-1 Yl, emeli a meteorológiai jellemzok egy napon belüli .fr-- "-"'1-. N'-..~ ,-f. ff--.f--~'}...~'\....~ I II <-tI 1'-: I . .' ~ ~~ ,-i:' ,/!~V, w)" ~~ I I változásának jellegét is [3), [4].f-- Af. szélsebesség és a f-~ 0: ~I , f(XiiYi) iw-1 1..' ~ ~ ~. .~ H-. L hat "t>.. L Kockdzat 'l"- " "y leveglS-hlSmérséklet értékeire számos tényezo '1';:-)1\::\: ~ l" f'. ~ (1.a 3. fejezetet), és ezek a nap-, hónap-, évszak- ,és év-intervallumokat tekintve jelentlSsen eltérlS értéXl keket eredményeznek. Célszerli a statisztikus adatfeldolgozáskor az egyes hónapokat az alap-idlSegységnek tekinteni, és az ún. reprezentáns (kiemeIt) nap meteorológiai feltételeit meghatározni. A havi reprezentáns nap magába foglalja egy-egy hónapra vonatkozóan a különbözo napokon és években, de ugyanazon órában (napszakban, ill. háromórás periódusban) mért és igy összetartozó értékeket. A reprezentáns nap valamennyi meteorológiai lehetlSség(felhlSs idlS, csillagászatilag lehetséges napfénytartam stb.) hatását tartalmazza. Az emlitett módon elválasztott tizenkét napos év jól mutatja a meteorológiai jellemzok egy napon belüli valószinü elofordulását. A meteorológiai jellemzok elofordulásának meg- 25-10. ábra. A kétméretu valószínuségi eloszlás természetes szelloztetés esetén itélésekor figyelemre méltó az ún. kockázat, amely __
,,,-,
'1..
+
o
"
'J
l',
n_
~_
25-15. táblázat. A SZéISebeSSég& a leveg6-b6ménékIet várható értékének felvételi kockázata természetes SZeU6ZtetéS esetén (1919 ••• 1958) hisztosram) alapján A peremeloszlások folytonosltott görbéje 44,038,8 46,045,7 36,035,2 37,047,3 38,036,8 41,S 34,038,1 38,032,8 36,040,8 45,8 35,0 38,031,2 40,3 s6rliségfe1ü1et(térbeli 73,0 69,0 71,0 68,0 70,0 64,0 lOO-F(my>, % I Loves6-h6mérséklet, Az = empirikus F(mx; my> XEf(xt;YI 76,0
47,0
-
Április, május, június, július, augusztus, szeptember összesen 67,0 68,0 Június, július, 12,0 augusztus összesen Július, augusztus összesen Október, november, március összesen December, január, február összesen
I
68,0
I3I 3,S 40,0 0,0 36,0 25,0 47,0 37,0431,2 6,6 36,8
kockázata
I
874
TERMÉSZETES
a szé1sebesség és a levego-homérséklet azon értékei elofordulásának valószín{fségét adja meg, amelyek hatásukban kedvezotlenebb viszonyokat okoznak. A kockázat számitása az empirikus eloszlás(gyakoriságösszeg-) függvény (hisztogram) birtokában lehetséges. A természetes szelloztetés hatásos nyomásának fizikai tartalmából következik, hogy kockázatot jelent a választott szélsebességnél (xw) kisebb és levego-homérsékletnél (y w) nagyobb értékek elofordulása, azaz a kockázat %-os számértéke: (25-5) ill. Ry= lOO-F(yw)'
(25-6)
Kétméretfi relatfv gyakorisági táblázatok birtokában az együttes elofordulás kockázata: Rxy=
~
~ f(xi, yj)
(25-7)
t<~+l j>w-I'
a 25-10. ábrán feltüntetett eljárásnak megfeleloen. Az egyes valószínuségi jellemzok, ill. számértékek kockázatainak megállapitásához a 25-14., 25-15., 25-16., 25-17. táblázat ad támpontot.
SZELLÖZTETÉS
Az Országos Meteorológiai Szolgálatnak az 1966... 1969. években mért homérsékletértékeit 01, 04,07, 10, 13, 16, 19,22 órától számitott nyolc óraköz szerint rendeztük. A külso levego igy nyert szárazhomérséklet-értékeinek a kiemelt napon belüli valószínfi változását a 25-11. ábra szemlélteti. Az ábra az adott idoszakban mért maximális és minimális homérséklet eloforduIásokat is feltünteti. Az ábrából jól látható a homérséklet idoben való változásának harmonikus jellege. (A 25-2 ... 25-9. ábráh61 való eltérés oka az értékelésbe vont évek számának jelentos eltérése: 40 év, ill. 4 év.) A maximális és minimális homérséklet elofordulások görbéjének értékelésekor figyelembe kell venni, hogy azok 2 oC terjedelmfi szakasz-középértékek, továbbá magukbafoglalják a számitásba vett, felso és alsó szakaszhatárnál nagyobb vagy kisebb eloforduIásokat is. Ebbol következik a szélso értékek függvénygörbéjének kissé torzult alakja. Figyelemre méltó, hogy amig a havi reprezentáns napokon a várható értékek függvénygörbéjének amplitúdója a téli hónapokhoz viszonyítva a nyári hónapokban növekszik, addig az eloforduIások szélso értékeivel jellemzett sáv szukül, jobban simul a várható értékek görbéjéhez.
25-16. táblázat. A széIIltbesség és a leveg6b6mérséklet-iDgadozás maximuma várható értékéaek felvételi koekázata természetes szeU6ztetés esetéo (1919 ••• 1958) Az empirikus , F(mx;mx+mA)28,3 13,2 8,6 19,0 13,011,3 32,4 71,0 25,023,3 12,0 11,0 16,0 9,0 8,0 124,1 0.4 0,8 67,0 68,0 27,4 12,011,3 9,09,1 70,0 64,0 73,0 Le~go-h6mérséklct. = EEf(xi;Yj)' %alapján A peremelouJások folytonosított görbéje hisztoaram) lOO-F(my+mA)' % 69,0 sörúségfolülct (térbeli Szé1scbe88étJ.
I
25,0
Aprilis, május, június, július, augusztus, szeptember összesen 68,0 67,0 72,0 Június, július,72,0 augusztus összesen Július, augusztUS összesen Október, november, március összesen December, január, február összesen
~
68,0
jI18,7 13,0 15,9 10,4 18,8 9,7 25,0 9,0 1I I
FIZIKAI
875
ADATOK
25-17. táblázat. A SZéISebeSSégés leveg6h&nérséklet-iogadozás mlnimwn •• várbató értékének felvételi kockázata terDIMZeteSszeU6ztetés eSeÜD (1919 ••• 1958) F(mx;m 65,051,4 77,055,9 72,054,7 61,064,2 72,061,6 82,059,9 81,058,9 74,053,7 81,066,0 80,052,5 72,071,0 60,954,5 63,063,0 Leves6-h6mérséklet = Eí:!&/: Yj)' % alapján bisztosram) lOO-F(my-mA)' % mA)= s6r606llfelület (tQbe\i I I .,..
-alapján Az.empirikus 60,9 71,0 68,0 64,0 69,0 70,0 67,0 73,0 A68,0 poremeloszlúok folytonosltott Sörbéje 69,0
I
Június, július, augusztus összesen
68,0
80,0
63,5
Július, augusztus összesen
67,0
80,0
59,6
Október, november, március összesen
72,0
49,0
51,9
72,0
70,0
57,1
December, január, február összesen
4U
35 1'\
~ 30
f', J ,
25 ~
.l!! ~
20
.t
15
••~
10
'eli
-<::
••••.
/l.. ~
•...•.•
,,:.
tt'
~
If«,
~
'1:)
I
2>-5 lj;
o , '0..1
-l!!
f:J-10
I,ta.J.1
-20
- 25 l'
\",o.,
J~~' '1'
\
•
i
I
,
ic \
II
ell!
'..•. 'J' "~
\
o
'.4'
,
f
tri
r
f
r
I \
\
" ~
•
;
(o 'o ••.. ",
:
CI
••
q\o~
,
-.;
f
\
I
I
,o... .••.
q o
\
•••••••.
,
I~
o ,
-
~
.,:~
'1 •.•• ' 1
\. "'•••••
o.'
A száraz hBmérséklef varhafÓ értéke szóraz h3mérsélrlef minimuma -e-e-e-A szóraz Mmérséklef maximuma -IC-
-IC--Jt-
-o-o-o-o-A
~o."
~-15
"
.,
e...,',-' \.
"
JI'
,:~.~I
O
ra
~
aa'
4t,' ..•
I
e 5 -!:)
j
,.l'
,....
ri'
•..•
~\
1:0 0..0
I (,;,;,.,' '1' HJ~ '\ ' Ap~ I ' l' .Mdj,' '1'
'jb~:' l'
'.idl: I '1' 'A~g.''
25-11. áIJra. A külso levegö száraz homérséklete az egyes hónapok
"~Pf. '1' 'Ok!.' '1' ';';o~'' l' 'D~ I '1
reprezcntáns
(kiemelt) napján (1966 ... 1969)
876
II ]-J'\
!\. ~~::~ ClD"q;~'~" ~:a.~~ ~~:a~ (\/1.. lJlY ...,~.;'~"
, , I-~~ ••• I" I.,1\ •... ••.• ..., .<:> ••.• ..,\::>••.• I c> ••• C\lc::s ~~OS~ ..,. ..• -.•... ~ <:)...,...,\::> <:>•••••••••••• <:S<::rc:to.> .... ...,...,..., <:1"c:tc:t '<1'""'1""'-"4" •••• ..,. "'••.•~~ ..., ••.•-<:><\1" •~~ ••• !:) •••. ~ <»~~ ~ ~-Oi" !')<»~;i li. <::tw-CSc.t ~:a .•.:s .••.•• ~"-..S)~...,1c> Nov. Okt. "! \2 ••• ~~<:) .•.•. ••• ~ <:> ld~,,~ Dec. ~;:f~~ !,...~ ~~~~ :g ~'" N~ l..c~~• :tt;<:)~ ~~-<:)..., <:>-<:S"i ,~..,. <::r Apr. :Jl:e t;::."i ••.••••• ~ ~S) ~ .•. ~ ~liT tiSl Szept Maj <:>-..,Aug. l<;~<:)$!! ~~~~ ~~ ".V ~ ~ Ic>~~ ~~~~ ~~.~~ Háre: I ""\,,,vFebr. ~<:>~~ 'Jún. ~<:)~~ "JÚ!.' ~~~~ ~~~~ I~~~~ ~<:)~~ ~<:)<:)~~ ..•... max . J ~~~~ ~$t~ J ~~~ ,~ 1\ ~ ,-.J\ '
{~
11
.•...
""",,-...,
~~~
i.lrc--(····
10 9
8 ~
E 7 !ll
_~ 6 '"
~~ 5 <1>
..,
~4
~
",,3
2
1 Q
%
25-12. ábra. A szélsebesség változása az egyes hónapok reprezentáns
A 25-12. ábra tünteti 1 fel a szélsebesség-elc5fordulások várható értékét az 1966... 1969. évek reprezentáns napjaira. A havi kiemelt napokon belül a szélsebesség-változás szembetune5. A szél sebessége délután megne5. Nem elhanyagolható ez a természetes szellc5ztetés térfogatáramának meghatározásakor' mivel a szél hatásaként elc5álló nyomáskülönbség kiegyenlitheti a hc5mérséklet-kü1önbséggel arányos gravitációs hatásos nyomás csökkenését. Az ábra jól érzékelteti a tavaszi ciklonok hatását is. Az ábra napszakonként X-ban tünteti fel a szélcsendes idc5 elc5fordulási valószinuségét, továbbá azokat a szakasz-középértékeket (határokat) is, amelyekben még szélsebesség-elc5fordulások voltak. A szélsebesség-elc5fordulások szakaszterjedelme 1mIs. A szél hatásához számitásba kell venni a széIsebesség talaj feletti változását, a szélsebesség profiljának várható alakját. A megadott szélsebesség a meteorológiai észlelési szintre vonatkozik. Az irodalom [5] szerint J
2,0
1,0
(kiemeit) napján (1966 ... 1969)
5
B 573~
p=O,OS Z/ZPQ
2
WtW201,9
1,5 1,111//Y/~
1,6 1,4 1,7 1,2 1,8 1,3
(25-8)
ahol w z a talaj feletti tetSZ()legesmagasságban kialakuIó sebesség, W20 a Z20= 20 m magasságban mért sebesség .
25-13. ábra. A szélsebesség változása a talaj feletti magasság függvényében Az mIelési
szint Z~O=20 m; az éSZJeIéSi SjEinten mért szélsebesséa
• turbuJeaclafok p=f(w~o; s)
W~O;
FIZIKAI
877
ADATOK
--
15-18. táblázat. Ap turbuIeadafok értékei (51 h6méné duJás relativ &áp, llYSkori0.5 A rétesz6dés típusa Inverzió Nonnális Erosinverzió Pozitiv izotennia 0.12 0,25 0,18 0,07 0,22 0,39 22,15 O,SO 0,41 0,26 0,38 0,30 0.47 13,20 9,29 5,15 Negativ 0.26 0.16 0,08 0,05 0,04 0,15 0,11 0,06 0,09 0,20 0,34 izotermia .1t 0,13 3,79 Gyenge 0,33 0,28 inverzió mis A w•• széls0bessé8 (várható érték). 0,39 39,91 6,51 1,5 0,21 1,5... 1,0 Labilis rétegzodés (-0,5) 0,0 ... ... (-1,0) (-0,5) 0,5 1,0... 0,0 (-1,0) ...0,5 (-2,0) -,oC/100m 0,17 I e1~rI 0,'--.1.5 1I,s...3.0 I 3.0... 5.0 1 5.0 •..7.5 17.5 ..• 10.0 \10,0 ..:12.5 0,16 I AréL I
I
.1t
.1t
Mqjegyzés: 100 >0 h6ménéklct-emelkedést;
A (25-8) összefüggésben bulenciafok,
IllO
a hatványkitevo
p=f(w20, S),
a p tur-
(25-9)
azaz a meteorológiai észlelési szinten mért sebesség (az elofordulások várható értéke) és az ún. S stabilitási index f~ggvénye. A p értéke a 25-18. táblázatból veheto. A stabilitási index a Llz= 100 m rétegvastagságban eloálló homérséklet-rétegzodést veszi figyelembe. A (25-8) összefüggés függvénygörbéit a 25-18.
táblázatból vett néhány p értékre - példaképpen a 25-13. ábra tünt~ti fel. Példaként tételezzük fel, hogya szé1sebesség várható értéke w2Q=4 mIs és a turbulenciafokp=0,15, akkor a talaj felettz= 160m magasságban a szél sebessége vz= 5,45 mIs. Tekintettel arra, hogya 25-13. ábrában z/z2Q= 160/20=8 értékhez w/w2Q= 1,36 érték tartozik, azaz a szelloztetéskor (in-exfiltráció esetén) számitásba veendo dinamikus nyomás 85%-kal nagyobb lesz. Ebbol következik, hogy magas épületek esetén a szé1sebességprofil alakulásának figyelmen kivül hagyása jelentos hibát okoz.
25.2. Az épület körül kialakuló nyomásviszonyok A mozgó levegorészecskék pályáját az épület módosítja. A módosítás következtében eloálló sebességváltozás nyomásváltozást eredményez. Az épületek határoló falain létrejövo nyomásváltozás az aerodinamikai tényezovel veheto számításba. k-
------, Lw2 Llp
2g
_
Llp
(25-10)
~W2
2
ahol p az épület felületén mért és a légköri nyomás (a nyugvó levego nyomása) között a különbség, N/m2 (kp/m~; y a külso levego homérsékletévei arányos fajsúly, N/m3 (kp/m2); II a levego surlisége, kg/m3; g gravitációs gyorsulás, m/s2; w a szél sebessége, mIs.
A (25-10) összefüggésseI kapcsolatban figyelembe kell venni a következoket. A k aerodinamikai tényezo elojeles mennyiség. A k>O esetben túlnyomás, k< O esetben depresszió jön létre. A k tényezo értéke és elojele még egy homlokzati felületen belül is változhat, következésképpen csak a homlokzat egy célszeruen választott felületelemére átlagolható valamely adott aerodinamikai tényezo. Nagy felületegységre vonatkoztatott egyetlen k tényezo érté kén belül jelentos - nem megengedheto - eltérések lehetnek. A k aerodinamikai tényezo dimenzió nélküli mennyiség. Nem függ a szélsebesség-eloforduIás értékétol. Ez az épületek körüláramlásának ún. automodelles áramlási tulajdonságából következik, mert a leválások helyét, a helyi örvények kialakulását
878
TERMÉSZETFS SZEu.öZTETÉS
nem az áramlás jellege, hanem az éles szögletek, élek stb. határozzák meg. A (25-10) kifejezés nevezojében az áramló leveg5 dinamikus nyomása található. A k aerodinamikai tényez() értelmezéséhez meg kell adni - figyelembe kell venni - a számitás alapját képez5 szélsebességértéket. A 25-13. ábrán látható, hogy a szélsebességprofil a talajtóI mért távolság függvényében változik. Az ábra a talaj felett Z20= 20 m magasan regisztrált értékt51 való eltérést mutatja. A 0< Z< 20 m magasságtartományban a görbe jó közelitéssel folytonositható, annak figyelembevételével, hogy a talaj felszinén (z= O m) a sebesség zérus (w= O). Az épület magassága szerint különbözo sebességtartományokat fog áto A sebességprofilból adódóan a felület egyes elemein különbözo le$z a levego dinamikus nyomása. Megegyezés szerint vagy az adott épület párkánymagasságában érvényesülo sebességre vonatkoztat juk a k aerodinamikai tényezot
-0,25 -0,35 -0,35 -0,8 -42 -fJ,9 -{H· +0,5 -fP5 -0,35 -fl,J5 -0,35 -0,25 +0,3 -0,7 -0,75 -425 +0,9 .#-o,t,. -(},25 -42~ -0;5 +(J,15 +149 -0,5 -0,4 -fJ,3 0,25 -0,75 -0,70 -0,75 1-0,65 -0,3 +0,2 -O,~ -0,9 -0,25 +0,1 -0,9 -41,5 +{),55 -0,25 Paros-0,35 -0,25
.. -0,3 ·0,25
'1:0,0 -0,3
[6), [7)~ [8J, [9], vagy a meteorológiai észlelési szinten mért sebességet vesszük számitáSba [10]. Az irodalomban található aerodinamikai tényez5ket a legtöbb esetben szabadon álló épület vizsgáIatával határozzák meg. Az igy nyert eredmények nem tartalmazzák a környezet (épületek) zavaró hatását. A környezet zavarása jelent6s torzulást okoz az épületeket éro szélsebességprofil alakjában, sot jellegében. A 25-14... 25-18. ábrák egy lakóépületcsoport együttes vizsgálata során mért aerodinamikai tényeZ()ket tartalmazzák [10]. Az ábrák az épületeket felülnézetben ábrázolják úgy, hogy az oldalfalakat a párkány mint forgástengely mentén a vizszintes sikba forgatják. Az aerodinamikai tényezo a felületen létrejövo energiaátalakulásra, a nyomásmegoszlásra jellemzo. A legújabb kutatások meghatározták az energiaátalakulásból származó nyomásváltozás térbeli kiterjedését [10], [11], [12]. A vizsgálatok eredmé-
,
+0)5
-0,3 -0,25 +0,4 ~o,4 -0,25 +0,35
-0,2 -0,95 -0,8 -0,9 -0,15 0,09 -0,25 -0,2 +0,35 -0,65 -0,65 -0,1 -fJ/l5 -0,1 -0,15 +Dt3 -0,65 -0,09 ~4 -(},95 -(41 0,15 -0,15 -0,15
páraf/an
(J,08
+a4
25-14. ábra. Épületek aerodinamikai
tényezoje, ha a megfúvás iránya az épületek hossztengelyével
párhuzamos
(<<=0)
05
AZ ÉPULET KÖRUL KIALAKULÓ
lit 450
NYOMÁSVISZONYOK
-os -0,1 -445 -0,* -41, -1,0 ~0,5 +0,2 -0,4 -0,5 -0,35 -0,5 -0,35 +0,2 -as -0,05 -0,05 +0,3 -a* -41, -0,1,. -0,1,. -a5 -475 -4* ~4~ -0,3 -0,55 -0,0 +0,35 -0,45 ~O,25 -0,35 -425 -445 -0,05 -0,4, -445 +0,25 +(J,S5 Parosf-O,~ <#(),36
-0,5
DD DD DD DD -o,J -445
-0,4 -0,35
,
879
~5
-445
-G,4 +0,1 +405 +0,1
12345678 -0,2 -0,1, -0,1,5 -0,45 -0,1 -0,1 -flt25 -0,1, -4*5 -0,2 -0,1, -0,5 -0,2 -0,1, -O,t5 -0,45 -0,1,5 -0,55 -0,2 +0,0 -0,05 -0,10 -0,1 -(},15 párol/an
-0,35
25-15. ábra.
Épületek
aerodinamikai
nye, hogy a megfúvás irányát tekintve, az épület szél fel5li homlokzata ell:Stt a túlnyomásos tér jelent5s kiterjedésu, sl:Sta túlnyomásos tér csúcsa, a térbeli felület vizszintes érint5 sikja magasabban helyezkedik el, mint az épület tetl:Ssikja. Egy 60X 25 m alapterületu, 80 m magas épület 1 : 250 méretaránynak megfelell:S (24 X lOX 32 cm méretfi) modellen mért túlnyomásos terének axonometrikus alakját a 25-19. ábra, az épület hossztengelyének a széliránnyal párhuzamos szimmetriasikjában (1. sikmetszet) mért adatokat a 25-20. ábra, mig az épület végfalának sikjában (II. sikmetszet) mért adatokat a 25-21. ábra szemlélteti. Az ábrák a Z20= 20 méter magasan mért W20 szélsebesség ~O aerodidinamikus nyomására vonatkoztatott namikai tényezl:Sket tünteti fel a k20=O,O; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 értékek geometriai helyét összekötl:S rétegvonalak formájában. A k20= 0,0 rétegvonal beszivódása az épület el(Jtt kialakuló két ellentétes for-
tényezoje cc= 450-os megfúvási irány esetén
gásirányú, vizszintes tengelyii örvény test következménye. Az aperiodikusan változó túlnyomásnak a szelll:Sztet5kürt5kre, kéményekre gyakorolt kedvez5tlen hatása biztonsággal kiküszöbölhetc5, ha a túlnyomásos teret a küls5 burkolófelülettel vesszük számitásba. Az alacsonyabb és magasabb épület egymásra hatása a 25-22. ábrán látható. Az alacsonyabb épület (40 m magas) 30 m-rel ell:Szimeg a magasabb épületet. A túlnyomásos tér kialakulása kedvezlStlen a gravitációs kürt5k és kémények muködése szempontjából. A szél sebessége ingadozik mind a nagysága, mind az iránya miatt. EbblSl következlSen a dinamikus nyomás, ill. a túlnyomás is aperiodikusan változik. Az épületen belül közel atmoszferikus a nyomás, a változó értéldi túlnyomásos térbe torkolló kürtl:Sben, kéményben aperiodikus visszaáramlás következhet be. Ebb51 adódik, hogy a túl-
880
TERM~ZETES SZELLOZTETÉS
nyomás os térbe torkoI1ó kürtoket, kéményeket vagy a túlnyomásos tér burkolófelülete iólé kell emelni (magasftani), vagy más mechanikus szelloztetést, égéstermék-elvezetést, ill. zárt égésteríí egyedi tüzeloberendezéseket kell felszerelni. A huzatnövelo szfvófejek, defiektorok ez ellen a káros hatás ellen nem nJÚjtanak védelmet. Természetes szellozés, ill. szelloztetés esetén a kialakuló térfogatáram nagyságára a be- és kiömlonyfIások áramlási ellenállása a meghatározó. Az in- és exfiltráció számftásakor elegendo a nyilászárók résein (nyitott nyilásain) átáramló levegomennyiséget számftásba venni. A vékony réseken átáramlásra jellemzo, hogy nem alakul ki tiszta turbulens áramlás, amely esetben az ellenállás a sebesség négyzeteinek a függvénye. A réseken való átáramlás karakterisztikáját méréssel határozzuk meg. A kevés hazai vizsgálat miatt· küllöldi mérési eredmények empirikus össze-o függéseit kell figyelembe venni.
I
-0,1 -0,05 -0,1 -0,1
-0,1
Német mérési eredményekool meghatározott közelíto összefüggés [13]: E=(La)-3/2V3/2
kpfm2,
ahol L a nyf1ászáró vagy nyflászárók egyszeri réshosszúsága, m; a a nyflászárókra jellemzo fajlagos légáteresztés, m10/3 kp-2/3h-1; Va réseken átáramló levego mennyisége, m3fh. Az L egyszeri réshosszúságot úgy kell megállapítani, mintha a nyilászáró egyszárnyú (szimpla) lenne. A kapcsolt szárnyú vagy a kétszárnyú nyf1ászáró áramlási karakterét az a tényezo veszi figyelembe. Egyszárnyú külso nyf1ászáró esetén a= 4,5, kapcsolt szárnyú nyilászáró esetén a= 4,0, kettos szárnyú (dupla) nyflászáró esetén a= 3,0 felvétele ajánlható .. Angol kisérleti adatokból [14] meghatározott közelíto e11enállásfüggvény: E= 0,~:3 (V +0,215Vl)
+a2 +0,3 +0,2 +Ot2 -0,1 +0,3 -0,1 -0,15 ~,2S -0,2 -405 -0,2 -0,05 -0,2 -0,1 I +0,25 -Q,1 +0,15 +0,15 +a15 -0,10 -0,2 +0,2 +0,1 -0,25 -0,1 -0,05 -0,15 -425 -0,'6 -(),15 -415 -0,15l-0,15 Paros-0,15 -0,1
-0,1
-0,05 -0,1 -0,15 -0,2
-0,15 -0,05 -0,2 -0,15 -0,2 -0,05 -0,15 -,0,1 -o,J -0,35 -0,1 -0,25 0,15 +0,1 -0,1 -0,05 -4'5 -0,1 -0,15 -0/5 +0,1 -0,3 1-0,35 Páraflan I t.o,O
(25-11)
-(M5
25-16. ábra. Épületek aerodinamikai tényezoje «=90°-05 megfúvási irány esetén
kpfm2, (25-12)
0,1
AZ ÉPULET KÖRUL KIALAKULÓ
Paros
+0,1
-G,2
-0,3
-0,85
,
-0,55 -0,45 -0,45 -0,5 -0,5 -0,5 -0,1,. -0,3 +D,15 +0,3 --0,1,.5 0,45 -0,7 -0,5 +0,2 +0,3 +0,25 -0,55 +0,15 -0,55 +D,1 +D,15 Paral/an
to,O
+0,2
-0,2 -0,25 -O,J -0,4 -OJ5 -0,2 0,15 +0,4 -0,2 -0,25 +o,s -0,75 -0,20 +0,1 -0,35 -0,2 -0,5 -G,35 -0,1 +0,4 -0,5 -0,8 +0,15 -o,J +445 -0,3 -0,35 +45~ -0,75 -0,7 -0,2 -49 +o,ts +44~ -0,051-IU5 +465 +40sl-O'1 -0,15
,
i '
881
NYOMÁSVISZONYOK
-G,2 -D,2 +0,3 -0,2
-0,2
!
-0,4
-0,4
25-17. ábra. Épületek
aerodinamikai
tenyezöje
ahol b a rés szélessége, mm; Ji" a rés hosszegységére vonatkoztatott fajlagos levegoáramlás, m3fhm. Szovjet vizsgálati eredmények empirikus összefüggése [15]: 2 kpfm2, (25-13) ahol Go a levego mennyisége, kgfh; Ao a nyílászáró homlok felülete, m2; yo az áramló levego fajsúlya, kpfm3; A, B számitási együtthatók. A fajsúly meghatározásakor figyelembe kell venni a levego várható áramlási irányát. Infiltráció esetén a külso, exfiltráció esetén pedig a belso levego homérsékletével arányos fajsúllyal kell számolni. Az A és B együtthatók értéke a következo: egyszárnyú..(szimpla), tömitetlen, faszerkezetu ablak esetén A=0,02 és B=0,OOO2, kettos szárny ú (dupla), poliuretánhab csikkal tömitett ablak esetén A = 0,15
E=A
és
oYo +B AGo
oYo ) (AGo
B=0,021.
A (25-11), (25-12) és (25-13) összefüggés állandóit SI mértékrendszerben a szerzok még nem munkálták ki. 58 Az épület&6pészet
kézikönyve
«= 135°-05
megfúvási irányesetén
A (25-11), (25-12) és (25-13) összefüggések a réseken átáramló levego áramlási ellenállását adják meg. Az ellenállás meghatározásakor a térfogat-, ill. a tömegáramot más meggondolások alapján kell meghatározni. A feladat általában célszeruen választott közelito esetek felvételével, iterációs úton oldható meg. Az E=f(V) összefüggésekbol V= =f(E)=f(Llp) összefüggések átrendezhetok, amikor a felvett nyomáskülönbség (Llp) hatására létrejövo térfogat-, ill. tömegáram megkapható. A nyilászáró két oldalán levo nyomás, ill. a nyomáskülönbség ezen esetben is felveendo. Az iterációs számitáshoz a kezdeti értékek felvételére a következo gyakorlati összefüggések ajánlhatók [13], továbbá 1. még az 5.1.4. pontot is: - ha a helyiségnek csak egy homlokzatra kapcsolódó nyílászárói vannak:
1 Llp=4Pdin;
(25-14)
- ha a sarokhelyiségnek két egymásra meroleges homlokzatra kapcsolódó nyilászárói vannak:
882
TERMÉSZETES
-0,15 :
-4991--0,25 49
-0,25 +0,35
j-M5
DO Do Do DD 12
18,
34
~
--------
1---------
+0,4
i
-42
--0,6 I t---
-0,2 +0,4 -0,25 -0,5 -0,45 +0,3 +0,5 , -0,55 -0,7 -0,25 -455 +0,35 -0,55 ~,3 -425 +O,ó -o,Sj ',;-0,25 +0,45 Paros ---- -0,25 - 0,3/-tJ,35 I I-0,35 ----0,551-0,5
-0,451-0,45 -0,45t-0,4
1
-0,85 I
:I
I -0,2
il!-0,25
I -0,25 i -aj
,-a2
I
+0,25 -°,'51-01'51-0,15
78
-435
-0~5 -(MS -0,15 -0,1 -0,4 -0,4 +0,4 -0,55 -0,25 -0,25 +0,05 -0,1 -0,35 -0,15 -0,2 -0,5 +{M +0,1 -0,1
--
-0,4
56
--
-0,2 1+0,3 -0,2 +0,35
SZELLOZTETÉS
Páraflo -0,4 +0,4
n 25-18. ábra. Épületek
aerodinamikai
tényezoje
180°-os megfúvási irányesetén
1
(25-15) - ha a helyiségnek két ellentétes, párhuzamos homlokzatra kapcsolódó nyílászárói vannak:
OI:=;
Az összefüggésekben Pdin a mozgó levego dinamikus nyomása. A nyomáskülönbség hatására a nyílászárók résein átáramló levegomennyiségre vonatkozó adatokat a 25-19. táblázat tartalmazza [16]. A táblázatban megadott térfogatáram-értékek a rés hoszegységére vonatkoztatottak, m3Jhm. A részlegesen nyitott szárny ú nyiIászárók esetén az átáramlás ellenállása E=~ ill.
eo w2,
2
Ao E=~ 2g Yo (~)
25-19. ábra. Az épület szél feloli homlokzata környezetében kialakuló túlnyomásos tér kiterjedése
(25-26)
iJp=2Pdill'
(25-17) ahol ~ alaki ellenállás-tényezo; eo az átáramló levego surüsége, kgJm3; Yo az átáramló levego fajsúlya, kpJm3; g gravitációs gyorsulás, mJs2; JI' a levego térfogatárama, m3Js; Ao a nyiIászáró homlokfelülete, azaz a szélesség és a hosszúság (l) szorzata, m2• 2
AZ ÉPULET KÖRUL KIALAKULÓ
I/ .-' ...-
I
,
l modell-melszelben Ic20 .,., .,. ,~ Iq Ol 101 ./ '\ , I 42ar;'~1 \: IV\ I I
~-/ -\ I
2 =G
883
NYOMÁSVISZONYOK
'"
36
34 cm 1.-- -
-.;;
32
30 28
...-
26 24 22 20
18 16 14 12 fO
8 6
4 2 O
~H~U""~~U~~u.Uu~n~~~.12~86420 cm
25-20. ábra. Az épület elott kialakuló túlnyomásos tér síkmetszete. A metszet a függoleges szimmetriasíkban van
/ --
••...
f
II,
,
k 20 ~ modell-metszetben . - ---1\ II ~r-G 25 a \5'\-/ \,-- II\- --~
II.
lI 7
---
\
36 '4 cm
2
k =,0
/
10
28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
8 6 4 2
fiQ.UU"~~u.~.~uuun~~~~~W86'20
o
cm
25-21. ábra. Az épület elott kialakuló túlnyomásos tér síkmetszete. A metszet a függoleges végfal síkjában van
A részlegesen nyitott ablakokon átáramló levegomennyiség a nyomáskülönbség ismeretében a
V=/l.Ao
V
2gLJp Yo
m3fs
(25-18)
összefüggésseI határozható meg, ahol fl- a nyílászáró átömlési tényezoje. Természetes szellozés, ill. szelloztetés esetén a térfogatáram növelésére huzatnövelo szivófejeket használunk. Magyarországon elterjedten alkalmazzák a 25-23. aj ábrán látható kialakítású diffúzoros sziSS*
vófejet, de kapható a szovjet CAGI típusú szívófej is [25-23. bJ ábra]. A szívófejek alkalmazásakor a térfogatáram a szél mozgási energiájának célszeru kihas7;nálása következtében növekszik. A szívófejek alkalmazásának e1sodleges célja azonban a szél káros hatásának kiküszöbölése. A 25-23. ábra a szívófejek geometriáját a csatlakozó méret függvényében adja meg. A szívófejek áramlási karakterisztikája a 25-24. ábrából veheto. Az ábra a karakterisztikagörbét a és fl- koordináta-rendszerben mutatja. ö az ún. mennyiségi tényezo:
-:
TERMmZETES SZELLÖzmTm
-
-- -
1----I----.-
V_~~7
-
--I- 1/I"..~5 1/0,25 .---.-kto=--O,0 -=0,0 ~f-. fl-----'\ I-I--,t-.f1--~-1----1\ rzl~ i7" --1./l,... I .'\ r~ r.... -" ~ -f·- ~+ 1,5 ~I 1.
c.:V _fz~
n_u_
-~H
.~
, I-/---~+-1;:-
-
.-'
/.. /
I~.•...-
'-"Ff;
-··I~
~
,'-O
r36 r38cm
Ifn~
r34 r32 r30
f26 r26 r24 r22
~20 1-18
16
~14 ~12 ~10 ~8 ~6
~
,
I
'
fi
I----,-·T------r---r--,--,------,--"T--,------,----,.---.---.----,·------r---T-.-·~----r-_____,____-_r-__,__--,____,
W~"~~~~~.n.uu~u'_Ou.Mn~MUNnWgfflNn~86'20 cm
25-22. ábra. Alacsony éli magas épület egymásra hatása a szél feloli homlokzat környezetében .másos térrel kapcsolatban
kialakuló túlnyo-
~=~w'
(25-19)
lJ az ún. nyomástényezo :
lJ-
LJpszi
,
(25-20)
ro v2
2g
ahol v a szívófej csatlakoz6csonkjában áramló levego sebessége, mis; w a szél sebessége, mis; LJPszi a szívófejjellétesített depresszió, kp/m2; ro a külso levego fajsúlya, kp/m3• A 25-23. aj ábrán látható szívófej áramlási karakterisztikájának közelíto összefüggése:
IJ=0,5-0,5~-1,24~. II.
25-19. táblázat. NyíIászár6k egységnyi hosszúságú réSeiD beáramló levegoánun
Nyomáskülönbséa. Ap Pa I v.o.mm
I
Ablak kialakítása oayszeres IkapcsoIt szárnyú I
LeveaölÍrBm, 10-' mS/sm
bJ
1,8 12,5 1,96-17,22 10,42 9,17 7,08 10,97 0,8 9,44 19,86 16,53 17,SO 0,4 7,78 315,28 ,33 10,69 1,0 13,89 1,2 11,25 8,75 15,56 1,6 12,22 13,19 18,61 2,0 4,44 5,83 0,6 6,4 5,83 2,8 0,2 3,6 8,19 12,36 1,4 17,7 15,7 11,8 9,8 19,6 5,89 13,7 7,85 3,92
I I
o CAGJ rondszeo1i:1 négyzet, 11 kör keresztmetszetú; b di1lüziós rendszertí : 1 téalalap, 11 kör keresztmetszetú
(25-21)
ketlOS
~
AZ ÉPULET KÖRÜL KIALAKULÓ
885
NYOMÁSVISZONYOK
0,8 "<:)
0,6
~ a4 ;>, ~
Oiffúzoros
huzalnövelo
~-o.2
szívófej
,,
e:
<:)-0,4
~-0,8 ":-1,0
"'"
-1,2
"
.~.
/.
25-26. ábra. Csamokfelülvilágító (latema) aerodinamikai nyezoi
Nég!/zel alalrú '\.. CAGI
szívófej
'\.
~-----+------------t-----
o, 1
0,2 l>,
mennyiséai
:s~
A (25-21) összefüggés retu szívófej esetén
\
I
r
0,3
0,'-
mennviségi
25-24. ábra. A huzatfokozó
-
.dpszi=
l~
0,5
46
ténvez&
szívófejek áramlásí karakterisztikája .dP.zl 1&--Yo
tényezo;
w
~", nyomástényezo, • a csatlakozó csonkban kialakuló mis; w a szél sebessélle, mis; ""Ut a külso levea6 lP"avitációs lIYorsu1ás, mis'; LtP ••• a szlvMeüellétcs1telt (depresszió), kp/m'
IJPsz(
I ! ~ ~.
3"
I
">/..~~e I mis
,
,, i We=3 ..•... /rp/m -•.•••... p+.;; ,'-1..It:i!I~6 ~) I /t;-~~4 .""rS::
~4
30
'
:§ -0,6
~
"
0,2
"i:i
áramlási sebesséll, fajsúlya, kp/m'; 8 nyomáskülonbsél
t
II ,
.,...
. .e:-. "'
2
1 o
-1
té-
d= 388 mm csatlakozó mé-
3,06 . to- .2w2-7,2 .
lO-SwV
-7,5 . lO-7V2
(25-22) alakra hozható, ahol w a szél sebesség, mIs; V a sztvófejbe áramló levegomennyiség, m3/h. A (25-22) összefüggésbol szerkesztett karakterisztikagörbék a 25-25. ábráó láthatók. Az ábrából leolvasott adatokkal kapcsolatban figyelembe kell venni, hogyelsodlegesen kérdéses a huzatnövelo szívófejjellétesített depresszió mértéke. Emiatt a létesített depressziót az ordinátatengely pozitív számértékei adják meg. A karakterisztikagörbék .dpszi <: O tartománya negatív depressziót, azaz túlnyomást jellemez, amikor is a huzatnövelo szívófejben létrejövo nyomásesés ellenállásként veendo számításba. Ipari épületek, melegüzemek esetén szélesköruen használják a szelloztetésre is alkalmas felülvilágitókat. Igen sokféle szerkezeti kialakítás ismert, amelyeknek áramlási tulajdonságait - a létesftett depresszió mértékét - szélcsatoma-kfsérletekkel határozzák meg. Példaként a legegyszerubb kivitelezésu szellozo felülvilágítók k aerodinamikai tényezojét a 25-26. ábra, a felülvi1ágitók egymásra hatását pedig a 25-27. ábra szemlélteti. A felülvi1ágítók áramlási tulajdonságait az épületek (homlokzati felületelemek) aerodinamikai tényezojével jellemzik. kp/m2
~-a5
-2
_~-0,4 "",-0,3 1 'C ",-a2~-o,lt E::~ ts at-
-3 400
300
1200
1600
2000
V, mJ/h
25-25. ábra. A diffúziós huzatfokozó szivófej áramlási karakd= 388 mm) terisztikája (a sziv6fej csatlakoz6mérete w
a szél sebeaaétle. mis
~
a2t
~ g3, U,41 •• ~
0,51
25-'1.7. ábra. Több, egymás mögött elhelyezkedo, felülvilágit6 aerodinamilrai tényez6i
csamok-
886
TERMÉSZETES
SZELLOZTETÉS
25.3. A természetes szelloztetés méretezése Természetes szelloztetés esetén a levego a gravitáció és a szél hatására kialakuló nyomásmegoszlásból jön létre. A levego minden esetben zárt áramkörben áramlik. Az épületbe áramlás és kiömlés közötti áramkörszakaszt meghatározott áramkörszakasznak nevezzük. Ebben az áramkörszakaszban levo ellenálláshelyek ellenállásának összege azonos a rendelkezésre álló hatásos nyomással [1]. A rendelkezésre álló hatásos nyomást célszeru a kitorkol1ásban (vagy a falnyiIás felso éle magasságában) uralkodó - szélcsendes idoben kialakuló légköri nyomáshoz viszonyitott eltérésként értelmezni. Tekintettel arra, hogy szél esetén az épület egyes határolófalain a szél hatására kialakuló nyomásmegoszlás egymástól eltéro nyomásértékeket ad, célszeru a határoló felületek mentén differenciáltan
figyelembe venni a külso levego nyomásmegoszlását. A levego áramlását létrehozó és fenntartó nyomásmegoszlást ajánlatos esetenként a 25-28. ábra szerinti gondolatmenet alapján meghatározni. A 25-28. aj ábrán egyhajós üzemi csarnok vázlatos metszete látható. A ki- és beömlonyilások középvonalának egymástól való távolsága H, m. A kiömlonyitás magasságától számítva a nyomásváltozás a távolság függvénye. A 25-28. bJ ábra, tbel>-(kül feltételezésével, a szélcsendes idoben kialakuló, külso (PküJ és belso (PbeJ nyomásmegoszlásokat tünteti fel, figyelembe véve a kiömlonyílás magasságában érvényesülo p vonatkoztatású (aszimmetrikus) nyomást. Megfelelo transzformáció esetén, amikor a h ordinátatengelyt a Pbel nyomásmegoszlás függvénygörbéjével fedésbe hozzuk, megkapjuk a külso le-
Pirü/(H)
/
.-1
-kt
ok;
/
1 -- _.-- -.--~---.---=1-.- --
7T(II)
p
H
2 k;
_1
I
~_
~I-~.-
---~
l-kZ
H
H
h,
h ~ [Phü)(II)-Pbt/M}
aj lírii/
-kbe/ 20
w2
'{kü/ w 2 - be/29 /C"
1[(H)={PküIM}=(l'hii/-ib~}1I
ej
b) pIü/2 hiilM p
'"
/ PJ,ü/2 P
~--
k" 7ltül -/1d-w
2
IJp
29
d)
ej
25-28. ábra. Egyhajós csarnok természetes szelloztetése a a csarnok melSzCle;b 8 k.iilsO6s belso levellOnyomás változása; c a külso levego túlnyomásának e a hatásosnyomás-
váltoú •••; d a külso levego nyomása szél eselén;
A TERMÉSZETES
SZELLOZTETÉS
vego túlnyomás (n) megoszlásának vonalát [25-28. c) ábra]. A zárt áramkörbe áramlásból következik,
hogy a h függvényében változó túlnyomásmegoszlásból csak egy érték veheto számitásba: n(H) = Pkúl(H) - PoolH) = (YkÚI-YooJH N 1m2 (kp/m2). (25-23)
A H távolság abeömlonyílások vízszintes súlyvonalának a kiömlonyílástói mért távolsága. Több szintes épületek többszörösen hurkolt hálózata esetén az áramkörök hatásos nyomása egymástól eltéro. Az épület határoló felületén a szél hatása ként megváltozik a nyomásmegoszlás. A 25-28. a) ábrán a nyílások környezetében érvényes aerodinamikai tényezoket is láthatjuk. A 25-28. d) ábrán a külso nyomásmegoszlásra szuperponált szélnyomásértékek láthatók. Az ábra az egyes nyílások környezetében szél hatására kialakuló, egymástól eltéro külso levegonyomás-értékeket
is mutatja
P~üll'
887
MÉRETEZÉSE
az épületen ellenállás nélküli. A külso térben a beés kiömlonyílások környezetében mérheto külso
1evegonyom " á ssa1('n2, n2,",Pkülb
") k'epzett nyoPküll máskülönbség következtében áramlik be, ill. ki az épületbol a szellozolevego. A 25-28. e) ábra az egyensúlyi állapotban kialakuló nyomásviszonyokat mutatja. A be- és kiömlonyílások ellenálIás-karakterisztikáinak ·birtokában a Px nyomás iterációval határozható meg, a következo egyenletek többszöri megoldása útján: (25-24) (25-25) (25-26) (25-27)
P~ü11'
(25-28)
I ", Pkü12, Pkü1V'
A 25-28. a) ábrán a külso levego túlnyomásértékei is szerepelnek. A külso levego túlnyomása fogalmának értelmében beömlonyílások környezetében n; és n~ nyomás érvényesül az áramlás létrehozásában, ill. fenntartásában. A rendelkezésre álló hatásos nyomás következtében áramlás jön létre az épületben. Áramlás közben kialakul az épületben egy Px nyomás. A n-h koordináta rendszerben Px=f(h), mert reális az a feltételezés, hogy a levego függolegesen átáramlása
A (25-28) egyenlet a súlyegységben kifejezett egyensúlyt adja meg. Meleg üzem esetén jelentos eltérés lehet ugyanis a külso és a belso homérsékletek között. Ebbol következik, hogy a be- és kiáramló levego térfogata eltéro, azaz (25-29) ill. (25-30)
25.4. Példa a természetes szelloztetés méretezésére Meg kell határozni valamely üzemi épületen átáramló szellozolevego mennyiségét. A be- és kiömlonyílások építészetileg meghatározott szerkezetuek és méretuek. Feltételek: - a belso levego homérséklete tbel= 20 oC, - a külso levego homérséklete tkül= O oC, - a szél sebessége w=4 mIs, - a be- és kiömlonyílások magassága 1= 1 m, - a be- és kiömlonyílások szélessége b= 10 m, - a be- és kiömlonyílások egyszeru bukóablakok, - a be- és kiömlonyílások közép\'onalának egymástól mért távolsága H = 10m,
- a kiömlonyílást a 25-26. ábrán látható 1. változat szerint szellozovel szerelték fel, - a bukóablakok állásszöge IX=45°. - a belso hofejlodés biztosítja, hogy a szellozolevego mennyiségétol függoen a tool=állandó. (E feltételezés nem szükségszerií, nem teljesülése esetén a tOOl"t is az iterációs számítás keretében kell meghatározni.) Elozetes számítások: - a külso levego fajsúlya: Ykúl=f(tkúl; y.J= 12,7 NJm3= 1,293 kp/m3; -
a belso levegofajsúlya: Ybel=f(tool;Yo)= 11,79 N/m3= 1,2 kp/m3;
888
TERMÉSZETES
- az épület szelloztetésére rendelkezésre álló hatásos nyomás:
- szél dinamikus nyomása: p.. dID
= Ykül w2= 12,7 .42= 2g 19,62 1293 =-'-.42= 19,62
SZELLOZTETÉS
10 35 Njm2= '
1055 kpfm2. ' ,
-
a szél feloli oldal kiömlonyílása környezetében az aerodinamikus tényezo a 25-21. ábra alapján, Ot=Omegfúvási irányesetén:
.dp=:rt;+ I PküJll= 14,28+ 12,4=26,68 N/m2= = 1,457+ 1,265=2,722 kp,m2; - a semleges pont (N) várható helye, ha a kiömlonyílás középvonalától számított távolság H x: H 10 10 Hx= - 1965=5,1 m,
k~=-1,2; - a szél alatti oldal kiömlonyilása környezetében az aerodinamikai tényezo:
k~'=-0,7; - a szél feloli oldal beömlonyílása tében az aerodinamikai tényezo:
környeze-
k;=0,5; - a szél alatti oldal beömlonyílása környezetében az aerodinamikai tényez(5:
k;'= -0,3; - a szél hatására kialakuló nyomások rendre: k;Pdin=p~ül1=-1,2· 10,35= -12,4 N/m2= = - 1,2 . 1,055= -1,265 kpjm2; k;'Pdin=P~~Il=-0,7· 10,35= -7,25 Njm2= = -0,7 . 1,055= -0,74 kpjm2; kiPcfio=0,5· 10,35=5,18 Njm2=0,5 . 1,055= =0,527 kpjm2;
1
n(H)=(YkÜI-YbeJH=(12,7-11,79)1O= =9,1 Njm2=(1,293-1,2)1O=0,93 kpjm2; - a szél feloli oldal beömlonyilása környezetében a külso levego túlnyomása : ni=n(H)+kiPdio=9,1+5,18=14,28 =0,93+0,527= 1,457 kp/m2;
Njm2=
=0,93-0,317=
-0,613 kp/m2;
'
azaz Hx=5,1:>2"=5; - az áramlás közben kialakult Px nyomás meghatározására elso közelítésben feltételezheto, hogy HxjH arányban osztja a .dp rendelkezésre álló hatásos nyomást. .dpx= ~x .dp= 5i~ ·26,68= 13,6 N/m2= =0,51·2,722= 1,39 kp/m2; - a Px nyomás a 25-28. ej ábra szerint a :rt-h koordinátatengelyt figyelembe véve: Px=.dPx-PküJl= 13,6-112,41= 1,2 Njm2= = 1,39-11,2651=0,125 kpjm2; - a Px nyomást figyelembe véve ellenorzendo, hogya beömlo nyílások környezetében be- vagy kiáramlás következik -e be: :rtí-px= 14,28-1,2= 13,08 Njm2= 1,457-0,125= = 1,332 kpjm2:>0; -Px=6,0-1,2=4,8 Njm2=0,613-0,125= =0,488 kpjm2:>0
(tekintettel arra, hogya képzelt nyomáskülönbség mindkét oldalon pozitív, a levego mindkét oldalon az épületbe áramlik); - az egyes nyílások áramlási ellenállása a kialakuló nyomások figyelembevételével: E~=px+ I P~üll1= 1,2+ 112,41= 13,6 Njm2= =0,125+ 11,2651= 1,39 kpjm2; E~'=Px+ I p~üJll= 1,2+ 17,251=8,45 Njm2= =0,125+ 10,741=0,865 kpjm2;
- a szél alatti oldal beömlonyilása környezetében a külso levego túlnyomása : ní'=n(H)+ki'Pdin=9,1-3,1=6,0
11,8 12,7
H
:rti'
10,35= -3,1 Njm2= -0,3· 1,055= = -0,317 kpjm2. Ezek ismeretében a számítás menete a következo: - a külso levego túlnyomása :
k2Pdio= -0,3·
+ V Ykiil Ybel 1+ V
N/m2=
E~=:rtí-Px= 13,08 Njm2= 1,332 kpjm2; E~'=:rt~'-Px=4,8 Njm2=0,488 kpjm2; - az egyes nyílásokon átáramló közegmennyiség [figyelembe véve a (25-18) egyenletet] :
PÉLDA A TERMÉSZETES
SZELLOZTETÉS
az átömlonyílások felülete egyenként: Ao=bl=1Om2;
az átömlonyílások kontrakciós tényezojét p,=0,39 értékre vegyük fel; az egyes beömlonyílásokon átáramló levegomenynyiség:
19,62 _ 12,7 =4,85=0,39'
10 V
/
m3Js=
=17,5+ 10,6=28,1 m 'J s;
G~+Gí'=Ykül(V~+V~')= 1,293' 2,81=36,3 kp/s; az egyes kiömlonyílásokon távozó levegomennyiség : 2g YE;=Cbel~; Ybel
Cbel=p,Ao 1{2g V Ybel=0,39 ·10 =5,08=0,39'
Y
10 V ~= 19,62
11,79
15,80;
V~=CbelYE;=5,08Y13,6= 18,7 m3/s= = l5,8Yl,39= 18,7 mlJs;
V~'= Cbel~
=
5,08Y
8,45= 14,6 m2Js=
= l5,8YO,865= 14,6 m2Js; V~+V~'= 18,7+ 14,8=33,6
YküIYbel(YkOl-Ybel)kpJs ..! O'YkOl + •Y Ybel)J
(25-31)
összefüggéssei számolható, ahol a a falnyílás szélessége, m; p, a falnyílás átfolyási (kontrakciós) tényezoje; H a falnyílás magassága, m; Yküla külso levego fajsúlya, kpJm3 (NJm3); Ybela belso levego fajsúlya, kpJm3 (NJm3); g a gravitációs gyorsulás,
L=~ ap,Y2gH3Ykül(Ykül-Ybel)kpJs. (25-32)
= l5,ir ~ 0,488= 10,6 m3 Js;
-V
L=~ap,1/2gH3 3 V
17,5 m3Js=
V~'=Ckül~=4,8?~=1O,6
VI=p,Ao
nem fogadható el, a számítást az elozonél abszolút értékben kisebb Px-szel újra el kell végezni. Nyitott falnyíláson keresztül a gravitációs hatásos nyomás hatására létrejövo levegoáramlás :
Nyitott falnyíláson a gravitáció és a szél hatására létrejövo levegoáramlás :
= l5,2Y 1,332= 17,5 m3Js;
. , ." V2+V2
889
mJs2.
19,62 1,293 = 15,2;
V~=CkOl~=4,85Y13,08=
MÉRETEZÉSÉRE
m2Js;
G~+G;'=Ybel(V~+V;')= 1,2' 33,5=40,2
kpJs.
A számítás eredménye szerint G;+ G;'= 36,3 -< G~+G~= 40,2, azaz a be- és kiáramló levegomennyiség nem egyenlo (az eltérés 10".10).Amennyiben az adott eltérés
A több hajós üzemi épületek természetes szelloztetése abban különbözik az egyhajós épületétol, hogya külso fallal nem rendelkezo belso hajó(k) frisslevego-ellátása a teton, ill. a felülvilágítón ke:" resztül lehetséges. A hajó végfala általában nem elegendo a szükséges méretu beömlonyílás kialakítására; ilyen esetben a megfelelo levegoelosztás sem biztosítható. A szelloztetés alapvetö követelménye, hogy a friss levego a bevezetéskor ne szennyezodjék (ne melegedjék), ezért a korszeru melegüzemek technológiáját úgy. alakítják ki, hogy "hideg" és "meleg" csarnokok (hajók) egymás mellé váltakozva kerüljenek. A tartózkodási zóna szelloztetési igénye miatt elonyös, ha a csarnokok közé a mennyezetrol lelógó kötényfalakat függesztenek. Ez tesZi lehetövé a levego megfelelo irányítását. A több hajós üzemi épület természetes szelloztetésének méretezése csak abban különbözik az egyhajós csarnok esetére leírt eljárástói, hogy az egyik oldalon a hideg csarnokban kialakuló nyomásviszonyokat kell a külso levego nyomása helyett figyelembe venni. A teton keresztül megoldott levegobevezetés esetén, a felülvilágító aerodinamikai tényezojével kell számolni. Ez általában nagyobb, mint a talajközelben levo kiömlonyílások környezetében meghatározható aerodinamikai tényezo. Az ún. hideg csarnokban is magasabb általában a levego homérséklete, mint a külso levegoé. Ebbol következik, hogy a gravitáció hatására a levego alulról felfelé áramlik. Az adott esetben tehát a hideg csarnok gravitációs nyomáskülönbségét mint ellenállást kell számításba venni a meleg csarnok természetes szelloztetésének méretezésekor. Az iterá-
890
TERMÉSZETES
számításhoz fel kell venni a csarnokokban áramlás közben kialakuló Px (PY' pz, ... stb.) nyomásokat, amelyekkel az épület határoló felületén kialakuló nyomások adott értékeivel különbség képezheto. A nyomáskülönbségek hatására a nyílásokon átáramló levego-tömegáramok algebrai öszszegének pedig az épületre vonatkoztatva zérusnak kell lennie. Épületek egyedi - helyiségen ként a szabadba vezetett kürtos szelloztetésének méretezésekor ugyanazt az eljárást kell követni, mint az egyhajós csarnok számításakoT. A hatásosnyomás-ellenállás egyensúlyának teljesülnie kell, s az ellenállások között a kürto (sok esetben érdes falú csatorna) súrlódási ellenállását is figyelembe kell venni [1]. A gyujtokürtos szelloztetés számítását bonyolítja, hogya hálózat többszörösen hurkolt. A különbözo áramköröket hidraulikusan összekötik (a kürto gyujtocsatornájában) és az egyes áramkörökben a külso levego túlnyomásának változása miatt (vö. a 25-28. ábrával) szintenként eltéro hatásos nyomás áll rendelkezésre. Minden áram körre teljesülnie kell a hatásosnyomás-ellenállás egyensúlynak, és az egész épületre vonatkozóan a be- és kiáramló levegotömeg súlyárama azonosságának. Az irodalom [2] részletes tájékoztatást ad a többszörösen hurkolt hálózatok méretezési eljárásáról. CIÓS
SZELLOZTETÉS
Magas épületek esetén különös figyelmet kell fordítani az ún. lépcsoház-hatásra. A lépcsoház kürtoszeru áramlási csatorna, a benne kialakuló nyomásmegoszlás a levegot áramoltatja. A lépcsoház a semleges zóna alatti térben minden nyíláson (így a lakások, helyiségek lépcsóbázi ajtajain) keresztül szív. Ez a levego a semleges pont felett minden nyíláson keresztül távozik. Ez a szükségszeruen kialakuló nyomás- (áramlási) viszony kedvezotlen a szennyezett levego (konyha, W. C. stb.) épületen belüli nem kívánatos áramlása, továbbá az épület hoveszteségét növelo infiltráció jelentos mértéku megváltozása miatt. Újabban a tuzrendészeti hatóság fokozott figyelemmel vizsgálja a lépcsoházakba esetleg bejutó füst terjedését. Magas épületekben a lépcsoház kedvezotlen hatása elkerülheto, ha különálló lépcsoházat építenek, és az épület egyes szintjei nyitott függofolyosó-hidakon közelíthetok meg, vagy a lépcsoház szabadba nyíló fala nyitott. Ezzel a megoldással a lépcsoház nullázható [18]. Légkondicionált magas épületekben a lépcsoház nyomásviszonyai a szellozolevego épületen belüli elosztását torzíthatják. Ennek kiküszöbölésére a lépcsoház tetején mennyiségszabályozó zsalut alkalmazunk. A zsalu a lépcsoházban áramlás közben kialakuló Px nyomás stabilizálására automatikusan vezérelt [18].
25.5. IRODALOM [l] TöTnÖry T.: Mellékcsatomás gyujtokürtok. ÉTI 1O.2/A sz. Kutatási jelentés, Budapest, 1961. [2] TöTnÖry T.: Épületek természetes szelloztetésének számítása. ÉTI Tudományos Közlemények. 70. sz. Budapest, 1968. [3] Tömöry T.: A meteorológiai jellemzok valószínu elofordulása. Épületgépészet. 19, 3. sz. 89-94. (1971). [4] Tömöry-Szucs: Épületek energiafogyasztását befolyásoló meteorológiai jellemzok meghatározása és awk statisztikus értékelése. ÉTI Jelentés (kézirat), 1969. [5] eze/nai R.: Szakvélemény a szélsebességprofil meghatározásáról. ÉTI Jelentés (kézirat), 1966. [6] Baturin-E/terman: Aeracija promüslennüh zdanyj. Moszkva, Gossztrojizdat, 1963. [7] Retter. E. f.: Aerodinamicseszkaja harakterisztika promüslennüh zdanij. Cseljabinszk, 1959. [8] Jensen-Rank: Model-Scale Test in Turbulent Wind. Part 1, II. The Danish Technical Press, Copenhagen, 1963/1965. [9] frminger-Nokentved: Wind-Pressure on Buildings. 1. Series. Ingenirvidenskabelige Skrifter. A Nr. 23. Kobenhavn,193O. [10] Pénzes Gy.: Áramliísi és hotechnikai modellezési mód-
szerek elvi és gyakorlati kidolgozása. ÉTI Jelentés (nem publikált kézirat), 1966. [ll] Tömöry T.: Szakvélemény a Bp. IX. Hámán Kató u. 3. alatt létesülo munkásszálló gázkéményeirol. ÉTI Jelentés (kézirat), 6125. sz., 1967. [12] Pénzes--Cze//ing: Épületek környezetében a szél hatására kialakuló túlnyomásos tér vizsgálata. ÉTI Jelentés (kézirat), 1969. [13] Krischer. O.: Die Druckverhiiltnisse in Hiiusern unter dem Einfluss und Lüftungsempfindlichkeit vonRiiumen. Heizung-, Lüftung, Haustechnik. 2. sz. 43-51. (1951). [14] Sexton,D. E.: Building Aerodynamics Building Research Station. Current Paper. 64/68. [l5] Konsztatinova. V. E. : Raszcset Vozduch-obmena v zsilün i obscsesztvennüh zdanijah. Moszkva, Izdatyelsztvo literaturü po Sztroityelsztva, 1964. [16] Handbook of Fundamentals. New York, ASHREAE, 1967. [17] Baturin, V. V.: Lüfungsanlagen für Industriebauten. Berlin, VEB Verlag Technik, 1959. [18] Sebestyén Gy.: Könnyuszerkezetes építés. VII. fej. Épületgépészet (TöTnÖry T.) Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. 263-312. old.
26. Légtechnikai berendezések szabályozása Szerzo: SALLAI GYULA Lektor: dr. Erdosi István
26.1. Szabályozáselméleti alapfogalmak A szabályozás feladata a folyamat fenntartása és ezen belül bizonyos jellemzok (esetünkben légállapot-jellemzok) tervszeru értéken tartása. Ezért a szabályozással el kell érnünk, hogy berendezésünk valamelyik fizikai jellemzojét - amely zavaró hatások (pl. külso légállapot-változás) következtében nemkívánatos mértékben változik - a célnak megfelelo értékre hozzuk és azon tartsuk. A szabályozás ezt a feladatot a kérdéses fizikai jellemzok mérése alapján folyamatosan oldja meg [12]. A kérdéses jellemzot a szabályozástechnikában szabályozott jellemzonek nevezzük. Ha a szabályozott jellemzo érté két nem lehet közvetlenül befolyásolni, akkor úgy avatkozunk be a folyamatba, hogy valamely olyan jellemzot változtatunk meg (pl. a futoközeg szelepét zárjuk), amelynek a szabályozott jellemzore hatása van, és ezzel az közvetlenül befolyásolható. Ezt a jellemzot beavatkozó jellemzonek nevezzük. A hely, ahol a berendezés üzemébe beavatkozunk, a beavatkozás helye. A szerkezeti elem, amellyel a beavatkozást végezzük, a beavatkozószerv. A berendezésnek a beavatkozó jellemzovel befolyásolt részét szabályozott szakasznak nevezzük. A szabályozott szakasz a beavatkozás helyén kezdodik, és a szabályozott jellemzo mérési helyén ér véget. y
~---
s
,
. :
.iR' ,
felépítése A szabályozás önmagában zárt folyamat. A szabályozó méri a szabályozott jellemzot, és annak értéke alapján hat a beavatkozó jellemzore. A szabályozott szakaszban pedig a beavatkozó jellemzo értéke, s ennek változása viszont mérés útján ismét visszahat a szabályozásra. A szabályozás tehát olyan mennyiség mérése alapján indul meg, amelyet a szabályozási folyamat maga is befolyásol. A hatásoknak ezt a körét szabályozási körnek nevezzük. Az eddigiek értelmében a szabályozási kör felépítése a következo [26-1. aj ábra]. A szabályozott jellemzot X helyen mérik. Az R szabályozó a mért értékre az Y beavatkozási helyen adja a berendezésnek a beavatkozó jellemzot. Az X mérési hely és Y beavatkozási hely között található az S szabályozott szakasz. A 26-2. ábrán klimaberendezés vázlatát láthatjuk. Az ábra csupán a szabályozási fogalmak tisztázására alkalmas. A helyiségbe állandó tszell homérsékletu és epszell relatív nedvességtartalmú szellozolevegot kell befújni, tszell és epszell tehát a szabályozott jellemzo'k. Futésre Pg nyomású goz, vízbeporlasztásra tv homérsékletu hálózati víz áll rendelkezésre. A légcsatornában az F kalorifer a levegot futi, a P porlasztó keret a levegot nedvesíti. A goz és víz tömegét az Mt és M
X
I '
R , L --c::::J--J
z y S ---r~----
26.1.1. A szabályozási kör
x
a) w
I '
~---c:::J---J b)
26-1. ábra. Szabályozási körök elve a) szabályozási kör felépítése; b) teljes szabályozási kör; S szabályozott szakasz; R szabályozó; Z zavarás helye; Y beavatkozási hely; X mérési hely; W vezetö jellemzo
26-2. ábra. Klimaberendezés
szabályozásának
elvi kialakítása
E érzékelo; M motoros szelep; R reJé;.P porlasztókeret; Ffútokalorifer
892
LÉGTECHNIKAI BERENDEZÉSEK SZABÁLYOZÁSA
változtathat juk. Beavatkozó jellemzo tehát a szelepek emelkedése, A szellozolevego homérsékletét az E, szell homérovel, nedvességtartalmát az Ell' szell relativnedvesség-mérovel mérjük. Az E, szell homérohöz az R, önmuködo berendezést az Ell' szell mérohöz az R9' önmuködo berendezést kapcsoljuk. Az R, homérséklet-csökkenésre nyitja, homérséklet-emelkedésre zárja az M, gozszelepet, R9' hasonlóan a nedvességtartalmat változtatja az Mil' segitségével. Ez az önmuködo berendezés a szabályozó, mig a légcsatorna az F futotesttol (ill. annak szelepétol) az E, szell homéroig (vagy a porlasztókeretektol az Ell' szell nedvességtartalom-méroig) a szabályozott szakasz. A szellozolevego állapotát szabályozás nélkül a külso idojárás változása, a Pg goznyomás és tv vizhomérséklet nem kivánatos módon és mértékben változtatná. A szabályozásra éppen azért van szükség, hogy ezeket a hatásokat kiegyenlitsük. Az ilyen hatásokat, amelyek a szabályozástói függetlenül és elore nem látható módon befolyásolják a szabályozott jellemzo értékét, zavarásnak, azokat a jellemzoket pedig, amelyek értékének változása a zavarást létrehozza, zavaró jellemzonek nevezzük. A külso idojárás változása, a futogoz nyomása, a beporlasztott víz homérséklete zavaró jellemzok, ezek valamelyikének megváltozása pedig a zavarás. A zavarás helye az a hely, ahol a zavaró jellemzo a szabályozási körbe belép. A szabályozás muvelete U
Szabályozó Szabályozott
szakasz
x=u
~
U ~.~
VlP
VI
VI!
I
~o~t ~
I
láM •.
I
Id4,1
V
r
I
X~UJ
.'VU II=V
VL~'"
11= V
~
t
II:
I
t
fr
Ido,t
f-
••.. T
,
- A folyamat valamely jellemzojét (klimaberendezésekben a belso homérsékletet és nedvességtartalmat, esetleg belso nyomást) eloirt értéken kell tartani. - Zavaró jellemzoknek kell létezniük, amelyek a szabályozott jellemzo érté két nemkivánatos mértékben befolyásolják (pl. a belso ho- és nedvességterhelés változása, a külso idojárás változása, a futo-, huto- és nedvesitoközeg paramétereinek megváltozása). - A tartani kivánt szabályozott jellemzonek mérhetonek kell lennie. - Kell lennie olyan jellemzonek, amely változása a szabályozott jellemzo értékét befolyásolja, és amelyet tetszés szerint változtathatunk (klimaberendezésekben aszelepek és csappantyúk).
ldó,t
Ido,!
I
----1 7hO/f-1
aj
26.1.3. Átmeneti f"tiggvények
I t
PD
26.1.2. A szabályozás feltételei
c 11= V
VU
/d$,I~
j ,
PID
I
y=v
~
éppen a zavaró jellemzok miatt indul el. A zavaró jellemzok a szabályozott jellemzore a beavatkozó jellemzokhöz hasonlóan hatnak, ezért a szabályozási kör egyszerusitett ábrázolásában a zavaró jellemzonek a körbe való belépését, a körre való hatását a beavatkozó jellemzovel azonosan, a beavatkozás helyére tehetjük [26-1. bJ ábra Y pont]. A szabályozási kört (amely az eddigiek értelmében zárt hatásfolyam) az akaratunktói független zavaró jellemzokön kivül akaratunktói függo külso hatások is érhetik. Az utóbbiakra azért van szükség, hogy a szabályozott jellemzo rögzitett értékeit célszeruen változtatni lehessen. A szabályozott jellemzot tehát szándékolt, akaratunktói függo beavatkozás megváltoztathatja, az ilyen jellemzoket ve:leto jellemzonek nevezzük. A vezeto jellemzot, amely a szabályozott jellemzo kivánt értékét befolyásolja, a szabályozóra kell kapcsolni, és igy a szabályozott jellemzovel együtt hat a szabályozóra. A szabályozási kör egyszerusitett ábrázolásában a vezetés belépésének helye azonos a szabályozott jellemzo (vagyis a mérés) helyével (X pont). Ez látható a 26-1. bJ ábrán.
b)
26-3. ábra. Átmeneti függvények a) szabályozók átmeneti füllllvényei; b) szabályozott szakaszok átmeneti füllllvényei
Az átmeneti függvény a szabályozási kör egyes tagjai (szabályozók) V kimenojellemzojének idobeli alakulását adja az U bemenojellemzo ugrásszeru változása esetére [26-3. aj ábra]. Hasonlóképpen átmeneti függvénnyel ábrAzolható a zárt kör szabályozott jellemzojének alakulása a zavaró vagy vezeto jellemzo ugrásának hatására.
SZABÁLYOZÁSELMÉLETI
Az átmeneti függvények felvételére két módszer áll rendelkezésünkre: az analitikai és a kisérleti. Az analitikai meghatározás alapelve, hogy a bemenojellemzo ugrásszeru megváltozását periodikuss! tesszük, azaz derékszöghullámnak tekintjük [3]. A kisérleti meghatározáshoz szükséges a bemenojellemzo végtelen hosszú ido alatt véghezvitt megváltoztatása, továbbá akimenojellemzo felrajzolá-
ALAPFOGALMAK
893
sa az ido függvényében. Az átmeneti függvény görbéjét legcélszerubb folyamatosan mozgó regisztrálószalagra felvenni. Az átmeneti függvény vizsgálata azért igen fontos, mert valamely szabályozott szakaszhoz alkalmazott szabályozó muködése akkor elégítheti ki az eloírt feltételeket, ha a szabályozó jellemzo adatait megfeleloen illesztjük a szabályozott szakasz jellemzo adataihoz.
26.2. Szabályozók osztályozása A szabályozók két nagy csoportra oszthatók: kétállású (nem folytonos) és folytonos muködésu szabályozókra [12], [15].
26.2.1. Kétállású szabályozók Kétállású szabályozás esetén abeavatkozószerv egyik helyzetébol a másikba ugrásszeruen megy át. A szabályozott jellemzonek bizonyos meghatározott értéket kell elérni ahhoz, hogya beavatkozószerv muködésbe lépjen.
26.2.2. Folytonos szabályozók A folytonos szabályozók lehetnek (1. a 26-3. ábrát): arányos (P), integráló (1), arányos + integráló (PI), arányos szabályozó differenciáló hatással kiegészítve (PD), és arányos és integráló szabályozó differenciáló hatással kiegészítve (PID). Ezek átmeneti függvényei láthatók a 26-3. aj ábrán.
26.2.3. Szabályozott
szakaszok
A szabályozott szakaszok a gyakorlatban következo csoportokra oszthatók 26-3. bJ ábra: arányos, idokésés nélküli (A), integráló (8), arányos, idokésleltetéses (C), arányos, idokésleltetéses, holtidos (D).
Az arányos, idokésés nélküli szabályozott szakaszban a beavatkoz6jel változását a szabályozott jellemzo pillanatértéke gyakorlatilag idokésés nélkül követi (össze nem nyomható közegek nyomásával és áramlásával, továbbá az ohmos áram- és feszültségszabályozásokkal kapcsolatban felmerülo szabályozott szakaszok). Integráló jellegu szabályozott szakaszban a szabályozott jellemzo pillanatértéke a beavatkozójellel arányos sebességgel változik (állandó keresztmetszetu tartályok folyadékszintjének változása a betáplálás függvényében stb.). Ha a beavatkozójel változását a szabályozott jellemzo pillanatértéke csak idokésésseI. de holtido nélkül követi, a szabályozott szakaszt arányos, idokésleltetéses szabályozott szakasznak nevezzük (fordulatszám-szabályozás az összenyomható közegek nyomása kor és áramlásakor jelenlevo szabályozott szakaszok stb.). Végül, ha a beavatkozójel változását a szabályozott jellemzo pillanatértékének változása csak egy bizonyos holtido után és idokéséssel követi, akkor arányos, idokésleltetéses és holtidos szabályozott szakaszról beszélünk (homérséklet-, nedvesség- és koncentrációszabályozás) .
26.2.4. Szabályozók kiválasztása az átmeneti f"üggvény ismeretében Idokésleltetés nélküli, arányos szabályozott szakaszok számára kielégítok az egyszeru I szabályozók. Idokésleltetéses szabályozott szakaszok számára P, esetleg PI szabályozók alkalmazhatók. Idokésleltetéses és holtidos szabályozott szakaszok számára pedig P, PI, vagy ha a szabályozás jóságával szemben nagyobb követelményeket támasztunk, PID szabályozók választhatók.
LÉGTECHNIKAI BERENDEZÉSEK SZABÁLYOZÁSA 894 -------------------------------------...,....----.---------------~-
Az arányos szabályozásokban mindig van maradó hiba. Az integráló jelleguekben viszont a szabályozó beavatkozószerve változtatja helyzetét mindaddig, amíg a szabályozott jellemzo pillanatértéke az eloírtra pontosan vissza nem tér. Az integráló jellegu szabályozóknak tehát kedvezobb statikus tulajdonságai vannak, azonban alkalmazásukkor a szabályozási kör lengési hajlama nagyobb, mint arányos szabályozók esetén. A két típus elonyeit az arányos + integráló jellegu szabályozó egyesíti. Ez kézdetben arányos,
késobb pedig integráló tulajdonságokat mutat. Minél kisebb egy PI szabályozó integráló hatása, annál csillapítottabb lesz a szabályozási kör, viszont annál tovább tart, amíg a szabályozott jellemzo pillanatértékét - zavarás után - a kívánt értékre visszaviszi. A szabályozási eltérés leggyorsabb kiküszöbölését a PID szabályozók teszik lehetové. Ezekkel a szabályozási folyamat stabilitásának veszélyeztetése nélkül - a PI szabályozókénál lényegesen jobban - csökkentheto a szabályozó integrálási ideje.
26.3. A szabályozott folyamatok jellemzoi Ismeretes, hogy a szabályozott folyamat általában csak a szabályozó hatására jön lengésbe [12]. Szabályozó nélkül a szabályozott szakaszok többnyire stabilisak. Ebbol következik, hogy minél gyengébben avatkozik be a szabályozó a folyamatba, a szabályozási kör annál csillapítottabb lesz. A szabályozási körnek stabilan kell muködnie, a szabályozott jellemzo érté két a leheto legpontosabban a kívánt értéken kell tartani még a külso zavaró hatások ellenére is. Ezek kiküszöbölésére a szabályozónak úgy kell a folyamatba beavatkoznia, hogy - állandó értéku zavarójelet és arányos szabályozási kört feltételezve - a maradó hibát megfeleloen kis értékre korlátozza. A szabályozás pontossága és az - adott zavaráshoz tartozó - beavatkozás nagysága tehát öszszefügg; minél erosebben avatkozik be a szabályozó, annál pontosabb a szabályozás, ill. ha gyengébben avatkozik be a szabályozó, csillapítottabb a szabályozás. Erosebb beavatkozás következtében no a lengési hajlam, viszont az erosebb beavatkozással válik pontosabbá a szabályozás.
ért külso zavarás után változhat instabilis, a stabilitás határán és stabilis módon. Avégett, hogy a szabályozás jóságára méroszámot kapjunk, a stabilitási tartományba eso lengési alakok közül azt kell kiválasztanunk, amelyiket mint legjobbat definiálunk. Különféle szeT2iok[4], [ll], [15] különféle méroszámokat javasoJnak a szabályozás jóságának meghatározására. Ha az arányos szabályozás pontosságának növelése végett az arányossági tartományt túl szukre választjuk, akkor bekövetkezhet, hogy a szabályozó instabil lesz, lengései nem csillapodnak. Ha viszont az arányossági tartomány túl széles, esetleg egyáltalán nem jön létre lengés, és a szabályozás aperiodikus lesz. Az arányos szabályozás ilyen értelmu vizsgálatára alkalmas a 26-5. ábra. V =
:0
mar
a szabályozási kör
erosítési tényezoje. Az Xo számláló a szabályozott jellemzo ama két értéke közti különbség, amelyet a beavatkozószervnek huzamosan egyik és másik
26.3.1. A szabályozás jósága Ha a szabályozás jóságát ki akarjuk fejezni, figyelembe kell venni a szabályozási folyamat idobeni lefolyását. Ha a szabályozási kör csak kevéssé csillapított, a szabályozott jellemzo sok lengést végez, amíg egy zavarás után új állandósult értékét eléri. Ha viszont erosen csillapított, akkor a szabályozott jellemzo ugyan nem leng, viszont hosszú idobe telik, amíg eléri az egyensúlyi érté két. A 26-4. ábra a lehetséges lengési alakokat tünteti fel. A szabályozott jellemzo a szabályozási kört
v
./'v
51ablls
V~ 'vu'I
Sfabifis
Ido,
26-4. ábra. Szabályozott szakaszok lengési alakjai
t
•
A SZABÁLYOZOTT
r--r
00
V=50
~""10~20
I
':-- 5
10
~ ~ fl' ~~lll!
FOLYAMATOK
2
895
JELLEMZOI
00 20 10
:t,5 ~4
'-... "-
~2
~
7
1
1
-f
I
0,5
1"
+
1,1-
I
!TI o q1
1\
1
0,5
2
~+s 5 10
S 10 00
o
00
7ho!f Irszol>
7i,olf/Tszab
aj
bj 26-5. ábra. Arányös szabályozás jellemzoi
határai; b) arányos szabályozása periodicitásának határai; V a szabályozási kör erositési tényezoje; T,zab 1 a szabályozó idoállandója; Tholt a szabályozott szakasz holtideje; Tuab a szabályozott szakasz idoállandója
aj arányos szabályozás stabilitásának
végállásban való tartása esetén felvesz (azaz a szabályozási tartomány); az Xmar nevezo a szabályozás maradandó egyenlotlensége. Példaként tekintsük át egy kalorifer arányos szabályozását. A szabályozott szakasz adatai: a holtido Tholt= 1 min, a szabályozott szakasz idoállandója Tszab= 10 min, míg a szabályozó idoállandója: Tszab i = 4 min, azaz: Tholt= Tszab
Tszabf Tbolt
~=
O 1.
10
"
-i=4.
-1
Ezek figyelembevételével a 26-5. aj diagramból a stabilitás határa V= 16, a 26-5. bJ diagramból az aperiodikus üzem határa V = 0,25, azaz az erosítési tényezo két határa 0,25< Y < 16. Tehát a szabályozó maradó egyenlotlensége a csillapodó lengések érde-
k 'be
.. 'li X Xo 40 250C E e n mInIma san mar= Y= 16=' . gyes esetekben (épületgépészeti gyakorlatban arányl~ ritkán) az arányos szabályozó maradó egyenlotlensége miatt nem elégíti ki a szabályozás igényeit, és PI szabályozót kell alkalmazni. Szerkezeti okok is szükségessé tehetik a PI szabályozó alkalmazását [8].
26.4. Szabályozóberendezések felépítése A szabályozási körben szükség van - a szabályozott jellemzo pillanatnyi érté két méro érzékelore ; - a szabályozás jeleit átalakító, átvivo és erosíto szerkezetekre ; - a szabályozási rendszerben beavatkozást végzo beavatkozószerkezetekre. Az érzékeloszervek aszerint csoportosíthatók, hogy milyen szabályozott jellemzo mérésére alkalmasak. A légtechnikai berendezések szabályozási feladataihoz alkalmas érzékelo-, méroátalakító és
beavatkozószervek megegyeznek a futoberendezések szabályozásaihoz alkalmazható elemekkel (1. a 6.8. pontot).
26.4.1. Különféle elveken muködo szabályozók Légtechnikai berendezésekben a közvetlen muködésu szabályozók közül a homérséklet-szabályozót alkalmazzuk. A hazai gyártmányok közül a
896
LÉGTECHNIKAI BERENDEZÉSEK SZABÁLYOZÁSA
MAMUT típusú homérséklet-szabályozó alkalmas ilyen célokra, ha megelégszünk 2... 3 oc pontossággal. A 26-6. ábrán Danfoss gyártmányú közvetlen muködésu, termosztatikus szabályozószelep látható. Az alkalmazott goztenziós érzékelo miatt ezzel a szeleppel nagyobb pontosság érheto el. A közvetett muködésu szabályozókat azért hozták létre, mert abeavatkozószerv mozgatásához nagyobb ero szükséges, mint amit az érzékeloszerv szolgáltat. Abeavatkozószerv mozgatásához segédenergia szükséges. Az érzékelo- és a beavatkozószerv közé erosítot vagy átalakítót kell iktatni, amely az érzékeloszerv kimeno jelének megfelelo, a beavatkozószerv muködtetéséhez szükséges energiát külso energiaforrásból veszi. E megoldás elonye, hogy pontosabb és nagyobb teljesítményt igénylo beavatkozószerv is alkalmazható, valamint az érzékelés és beavatkozás közötti távolság sem korlátozott. A segédenergia szempontjából a szabályozás lehet villamos, pneumatikus és hidraulikus szabályozás. 26.4.1.1.
2
J
Villamos mííködtetésu szabályozók
A villamos szabályozás elonyei: a jelek átviteli távolsága korlátlan; a jelek kombinálása egyszeru; 26-6. ábra. Termosztatikus szabályozószelep (Danfoss) az 1 és D jelleg egyszeruen megvalósítható ; mukö1 szelepház; 2 szelep.felsorész; 3 érzélielofej dése gyors; a berendezés üzemeltetése nem költséges. A diagram abszcisszája a Tholt/Tszab hányados, eseA villamos szabályozás hátrányai: a szervomotor és a beavatkozó tengelye közötti áttétel bonyolult és drága szerkezet, karbantartása és üzemelte- tünkben Jholt=I~=O,1. A diagram ordinátája szab tése nagy szakképzettséget kíván. A kétállású villamos muködtetésu szabályozókpéldában ~mar= ~=0,025).X'értéke [26-7.] o o ban a beavatkozószervnek csak két állása lehetsé- Xxmar(a aj ábra] 29,5 oC. A bekapcsolt állapot idejének ges (nyitott vagy zárt mágnesszelep, ki- vagy bekapcsolt villamos futotest stb.). Így pl. léghevíto két- megállapításához: állású szabályozójának feladata a szelloztetett heX' 29,5 lyiség homérsékletének állandó értéken tartása. XI' be= v vmar-40-1 =0,75; A szabályozó beavatkozószerve mágnesszelep. Ena kikapcsolt állapot idejéhez: nek zárt állásában (tehát futés nélkül) a levego homérséklete O oC, míg a nyitott állásban + 40 oC. Xp ki= l-XPbe= 1-0,75=0,25 A felmelegedés (azaz a szabályozási tartomány) Xo=4O-0=4O oC. A rendszer holt ideje (közelíto számítandó ki. Evvel az értékkel a diagramba berajzolt példa számítás vagy becslés alapján)· Tholt= l min, a szabályozott szakasz idoállandója Tszab=10 min. Az al- szerint [8], [10]: kalmazni kívánt homérséklet-érzékelo .1t= ± 0,5 oC Xmax=O 12~=044 és ~=O 17 határok közt kapcsol ki és be, így az eltérés a középXo ' Tszab' Tszab' értéktol Xmar= 1°C. A tartandó homérséklet + 30 oC. A szabályozási folyamatot az ido függvé- adódik. Ezekbol kiszámítva a lengés amplitúdója nyében (nem léptékhelyesen) a 26-7. ábra szemlél- X max= O,12 . 40= 4,8 oC, míg a bekapcsolt állapot teti. A lengés amplitúdója (X max)és a felfutés és le- ideje tbe=O,44 . 10=4,4 min, a kíkapcsolt állapoté hutés ideje a 26-7. bj diagramból állapítható meg. tlti=0,17' 10= 1,7 min.
SZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK v
FELÉPÍTÉSE
A kétállású szabályozó lengése nagy holtidejii rendszer esetén kellemetlenül nagy amplitúdójú, mig kis tárolóképességii rendszer esetén (ha Tszab kicsi) a be- és kikapcsolt állapot ideje rövid, azaz a lengés frekvenciája túl nagy. Ez túlságosan igénybe veszi a szabályozót. Egyes szabályozók esetén a lengés amplitúdójának csökkentésére a homérsékletérzékelot kis teljesítményii villamos fiitotesttel építik össze, amely a bekapcsolt idoszakban üzemben van, ily módon mind a be-, mind a kikapcsolt állapot idejét röviditi és a kapcsolásszám növekedésének rovására a lengés amplitúdóját csökkenti. Ilyen kapcsolást mutat a 26-7. c) ábra. A hídkapcsolásban levo Rt, R2 és Rn ellenállás állandó értékii. A Vt ellenállás homérséklet-érzékeny, s feladata a környezet-homérséklet kompenzálása. A P jelii potenciométer kiegyenlíto ellenállás ként a homérséklet-alapszintet állítja be. A mérendo homérsékletet az Et ellenállás-hoérzékelo méri. Kiegyenlített állapotban sem az SI' sem az S2 erosíto nem kap jelet. Ebben az esetben a B beavatkozószerv is nyugalomban van, és a V2 ellenállás sem kap külön fiitést. Amint a mérohíd egyensúlya felborul, a beavatkozószerv is kapcsol, de a termikus visszavezetés is üzembe lép, aminek hatására a híd egyensúlya helyreáll annak ellenére, hogy az Et érzékelo még nem a beállított értéket méri. Az állásos szabályozó a kétállású szabályozó továbbfejlesztett típusa. Miiködési elve a 26-8. ábrán látható. Érzékeloszerve hasonló a kétállású szabályozókéhoz, de vá1tókapcsolószeriien miiködik, azaz be- és kikapcsolás kor egy-egy független áramkört zár, és a ketto között semleges középállása is van. ABbéavatkozószervet (szelepet vagy csappantyúmozgatót) mindkét forgásirányban kapcsolható elektromotor mozgatja lassan, több fokozatú
t aj
bJ
B
~
ej
26-7. ábra. Kétállású szabályozó aj a szabályozó mtlködése; hj a szabályozó lengésviszonyai; ej kétállású
szabályozó termikus visszavezetéssel; F ftltötest
59 Az épületgépészet kézikönyve
26-8. ábra. Állásos szabályozó muködési elve E kétállású kapcsoló;
B beavatkozószerv ; K megszakitókapcsoló
898
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
fogaskerékhajtással. Ez abeavatkozószerv - ellentétben a mágnesszeleppel - bármilyen közbenso állásban is megállhat. A beavatkozószerv motorjának áramkörébe megszakítót építenek be, amely szabályos idoközökben rövid idore bekapcsol. E bekapcsoIások és a köztük levo szünetek idejének megfelelo beállitásakor a szabályozott rendszer jellemzoit kell figyelembe venni, ily módon a szabályozás stabilizálható, azaz csillapíthatók a szabályozási lengések [3], [8]. Gyors változások kiegyenlítésére ez az egyszeru szabályozó nem alkalmas, nagy idoállandója miatt csak lassú beavatkozásra képes. Hasonló eredményt lehet elérni egyszeru, kétállású érzékelo és tágulóedényes beavatkozószerv alkalmazásával. (1. a 6-220. ábrát). A tágulóedény jó h&zigetelésével, valamint futotest je teljesitmé-
SZABÁLYOZÁSA
nyének megfeleloen kis értékure választásával elérheto, hogyabeavatkozószerv mozgása folyamatos és igen lassú lesz. Folyama/os szabályozók. A 26-9. aj ábra épületgépészeti célokra nálunk legelterjedtebben alkalmazott P (arányos) szabályozót szemléltet. Érzékeloszervként olyan méroátalakítót alkalmazhatunk, amely a szabályozott jellemzo változásáuak eredményeképpen ellenállásváltozást hoz létre [2], [15].
Az összehasonlító és átvivoszerv legfontosabb része a 14 differenciálrelé, amely a 2 és 3 szimmetrikus kiképzésu tekercsbol áll. A tekercsekbe egy-egy vasmagot helyeznek, amelyet a 7 mérlegszeru, kétkarú emeloszerkezetre erositenek. E mérleg egyensúlyban van, ha a tekercsben folyó áramerosség, ezzel a mágneses térerosség is egyforma. A differen130 Ngi/llq
1-----, I
1.1
I
1~110
j
L
Rl,f1
I
-'
n51
65
---~-7tÍrlltl O
05
i57075
R
b)
o)
O
,------, il,
,----
,ri
I I
I
I
I I
I I
I
J
F
--l'-r--,~ -, lj-
..
-
II
o
1,
K
~
II II
ej
R
o a) ~
P aab6lyozó dilr~ciámlóveI;
bJ
26-9. ábra. Villamos P szabályozó P szabályozóarány.,. mlíködése;ej k6t bea~ val; Kváltókapclo16;Fflitéa; "bdtéa; Mmotor
ejP'IIIl\S utáni mlíködtetáe P szabályozó.
SZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK
ciálrelét a 4 transzformátorról 24 V feszültséggel tápláljuk. A 2 tekercs áramkörévei 1 érzékelo- és a 13 beavatkozószerven elhelyezett, annak elmozdulásával arányosan változó értéku 5 visszavezeto ellenállás van sorbakötve (értékváltozása 130 a legyen). A 3 tekercs áramkörében viszont a 6 ellenállást találjuk, amelynek értékét a szerkezet beszabályozásakor kell egyszer s mindenkorra beállitanunk (legyen 135 a). A szabályozó muködésének megértés éhez induljunk el abból az egyensúlyi helyzetbol, amikor mind az érzékeloszerv, mind pedig a beavatkozószerv ellenállásának csúszkája középhelyzetben van, az 1 ellenállása tehát 70 a, 5 ellenállása pedig 65 a. A differenciálrelé mindkét ágában akkor a beiktatott ellenállás értéke, ezzel az átfolyó áram erossége azonos, a mérleg egyensúlyban van. Növekedjék most a szabályozott jellemzo és ezzel az 1 ellenállás nagysága nagyobb értékre. A 2 tekercsben folyó áram erossége csökken, a mérleg egyensúlyából kibillenve a 7~ pontok rövidrezáródnak, ezzel a differenciálrelé az R fázisfeszültséget abeavatkozószerv motor jának 10 tekercsére kapcsolj~eavatkozószerv mozgása következtében az 5 ellenállás értéke csökkenni fog. Amikor ez a csökkenés olyan mértéku lesz, mint az 1 ellenállás növekménye a korábbi 70 a felett, a relé egyensúlya ismét helyreáll, de ezzel a 7 és 8 pontok rövidrezárása megszunik, a beavatkozószerv motorja leáll, azaz új egyensúlyi állapot következik be. Ha a szabályozott jellemzo és ezzel 1 ellenállás értéke csökken, a 2 tekercs áramerossége nagyobb lesz, mint a 3 tekercsé, ilyenkor a mérleg az ellenkezo irányba billen ki egyensúlyából, a 7-9 pontokat zárva rövidre, az R fázisfeszültség a szervomotor II tekercsére kapcsolódik, és a motor ellenkezo irányba forog, a beavatkozószerv pedig ellenkezo irányba mozdul el. Ennek következtében az 5 ellenállás értéke növekszik, és az egyensúly ismét helyreáll. A szabályozó arányos muködését a 26-9. bJ ábrán látható diagram érzékelteti. A diagram abszciszszájára a szabályozott jellemzo mért értékével arányos Rt ellenállásértéket vittük fel, a tartani kívánt parancsolt érték az abszcissza közepén, 70 a ellenállásértéknél van. Az ordinátán a visszavezeto ellenállásérték látható. A szabályozott jellemzo minden egyes értékéhez tehát a visszavezeto ellenállásnak, vagy ami azzal egyértelmu, a beavatkozószervnek egy meghatározott értéke, ill. helyzete tartozik, a szabályozás arányos. A függvényegyenes bármely pontjában az abszcissza- és ordinátaérték összege Rs értéket, azaz 135 a-ot ad. Ez a szabályozószerkezet ismertetett formájában alkalmas és használatos vezérlési célokra is. Ha az
FELÉPÍTÉSE
899
adó Rt ellenállást nem épitik össze érzékelo méroelemmel, hanem kézzel állitják, akkor szelepek, csappantyúk vagy egyéb szervek arányos távmuködtetéséce használható. A szerkezet alkalmas kis sebességu villamos hajtású tengelyként való felhasználására is. Ha pl. az adó-ellenállást csappantyú mozgatja, és beavatkozószervként is csappantyúmozgatót alkalmazunk, a második csappantyú mozgása automatikusan követi az elsoét. Ha a szerkezetet nem vezérlési, hanem szabályozási célra használjuk, ahol a lengés veszélye fennáll, gyakran kívánatos a beavatkozószerv mozgási sebességének csökkentése. E célból alkalmazzák a 26-9. aj ábrán látható 12 impulzusadót, amely a beavatkozószerv szervomotorjának áramát szaggatja. A szóban forgó szabályozó ezt mechanikusan végzi, forgó bütyköstárcsa közvetitésével, amelyen a bütykök száma .változtatható. Ezt az impulzusadót a csak vezérlési célra készülo szerkezetekbol el lehet hagyni. Épületgépészeti szabályozásokban gyakori eset, hogy két beavatkozószervnek egymás utáni muködtetése szükséges ugyanarról a szabályozóról (pl. futés és hutés szabályozószelepe). A feladat megoldásának vázlata a 26-9. ej ábrán látható. Az érzékeloszerv és a differenciálrelé megoldása azonos a 26-9. aj ábrán láthatóval. A két beavatkozószerv egymás uqini muködtetését váltókapcsoló kiképzésu végálláskapcsolók biztositják. '26.4.1.2. E1ek.tronikusszabályozás Az elektronikus szabályozók is lehetnek kétállású és állásos szabályozók. Elonyük foleg az igényesebb folyamatos szabályozók esetén mutatkozik. Jellegzetes példa erre a PI homérséklet-szabályozó (26-10. ábra). Érzékeloszerve - a homérséklethatároktól függoen - platina, nikkel ellenállás vagy termisztor. Az érzékeloszervet Wheatstone-hidba kapcsolva váltakozófeszültség táplálja. A hid a homérséklet parancsolt értékénél egyensúlyban van. Az egyensúlyi homérséklet az 5 potenciométerrel beállitható. A hid kimeno jele a homérséklet-eltérés elojelétol függo fázisú váltakozófeszültség. A kapott jelet a 9 erositi, innen a II fázisfüggo jelszétvá1asztó fokozatba kerül. A jel fázisától függoen a 12a vagy 12b jelfogó lép muködésbe, és ennek megfeleloen a 15 szervomotort jobb vagy bal irányba inditja. Egyidejuleg a l7a vagy l7b kis teljesitményu villamos futotestet is bekapcsolja, amely a rácsévélt 7a, ill. 7b homérsékletlúggo (nikkel) ellenállást melegiti. Ennek ellenállás-változása olyan értelmu, hogy helyreállitja a hid egyensúlyát. A szabályozó eddig ará-
900
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSA
130
140
~150
12b
26-10. ábra. Elektronikus PI szabályozó 1 érzékelo; 2 ellenállás; 3 és -1 ellenállás; 5 potenciométer; 6 és 7 ellenállás; 8 kapcsol6; 9 erosito; 10 adó; II jelszétválasztó; 12 jelfogó; 13 kapcsol6; 14 jelfogó; 15 szervomotor; 16 kondenzátor; 17 villamos flitotest
nyos (P) viselkedésu, mivel a 17 futotestek szüksé· ges melegítési ideje (tehát egyben abeavatkozószerv elmoidulása is) a hibajel nagyságával arányos. Az egyensúlyelérésekor a 14 jelfogó elenged, a 15 szervomotor tehát leáll és kikapcsolja a 17 futotestet. E futotest lassú kihulése után - ha a szabályozási eltérés még fennáll - ismétlodik a folyamat, azaz a szabályozó ennyiben integráló (1) jellegu, maradó egyenlotlensége elvben nincs. Több beavatkozószerv egymás utáni muködtetése ilyen rendszer esetén a szervek végálláskapcsolóival oldható meg, de a beavatkozószervek visszavezeto ellenállásai ekkor hiányoznak [3], [8], [15]. Elektronikus szabályozók esetében a jelfeldolgozó mérokörbe mukapcsolással a zavarójelet nagyon egyszeruen be lehet vinni [8], [15]. A zavarójelet megfelelo méroátalakítóval szintén változássá kell átalakítani, és evvel segédmérohidat kell kialakítani. A két méró'bíd összekapcsolásával kapható kimeno jelben az 5 ellenállástóI függoen (26-10. ábra) a zavarójel hatása is jelentkezik. Az 5 ellenállással a zavarójel rávitelt 0... 100% között lehet beállítani.
26.4.1.3. Pneumatikus szabályozás A pneumatikus szabályozás elonyei [4], [15]: üzemvitele egyszeru és üzembiztonsága nagy; a szervomotor egyszeru és üzembiztos; lassú beavatkozást igénylo berendezések szabályozására alkal-
mas; a szabályozott szakaszhoz a csatlakozás aránylag egyszeru eszközökkel valósítható meg, valamint nem tuzveszélyes. ~ pneumatikus szabályozási körök fo alkotóelemeI: A közvetlen muködésu légnyomás-szabályozó (reduktor) a berendezés muködtetéséhez szükséges táplevegonyomást mind a surítettlevego-hálózat nyomásingadozására, mind a változó levegofogyasztás ellenére is biztosítani tudja [26-11. a) ábra]. A stabilizált reduktorok finomabb beállítást tesznek lehetové és a légnyomást a légszállítástói függetlenül megfelelo értéken tartják [26-11. b) ábra]. A pneumatikus tápegység a levegoszürovel öszszeépített nyomáscsökkento, a hálózati levego csatlakozócsonkjánál beépített levegoelzáró csappal. A szuro hengeres házban elhelyezett, egymástól bronzszitával elválasztott két gyapot és három nemez szurorétegbol áll. A tápegységre 60 mm átméroju, O... 2,5 att méréshatárú nyomásmérot szereInek a csökkentett levegonyomás mérésére. A pneumatikus szabályozó elemekhez a kis le· vegofogyasztás és pontos muködés végett kis méretu fojtást és fúvókákat alkalmaznak, így a kimeno jel teljesítménye kicsi. Ez a kis teljesítmény a legtöbb esetben nem alkalmas távjeIzésre, sem valamely más elem muködtetésére. A teljesítményerosíto a rajta áthaladó jel teljesítményszintjét emeli [26-ll. c) ábra]. A szabályózóberendezés beavatkozószerve a membránmotoros szabályozószelep (26-12. ábra).
SZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK
901
FELÉpíTÉSE
26-11. ábra. Pneumatikus szabályozási körök alkotóelemei a) nyomásszabályozó ; b) stabilizáló nyomásszabályozó ; c) pneumatiltus tcljesltményerllslt6; 1 táplevego; 2 szabályozott nyomású levego; 3 alapielállltó forgatógomb; 4 membrán; 5 szelepbáz; 6 szeleptcst; 7 fúvóka
Csovezetékben áramló folyadékok, gázok, gozök mennyiségének szabályozására használható. Muködése a szabályozó kimeno jeltol függ. Két forésze a membránmotor és a szabályozószelep. A rendszerbe pneumatikus elzáró pillangószelepet is beépithetünk. A membránmotort önállóan csappantyúmozgatóként is alkalmazhatjuk. A 26-13. ábra a nyomás, mennyiség és homérséklet pillanatértékeinek méréséhez alkalmas távadókat szemlélteti. A nyomástávadó [26-13. aj ábra] érzékelo a nyo-
1
5
li
fz b)
J
-2
26-12. ábra. Pneumatikus
szabályoz6szelep
1 membránmotor ; 2 szeIeptcst; 3 szelepház ; 4 közdarab; 5 kézi m6ködtctés
902
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSA
12
1 ej 26-13. ábra. Távadók aj pneumatikus nyomástávadó: 1 bemeno jel; 2 lépzQro; 3 kimeno jel; 4 visszacsatoló membrán; 5 8 szánkó; 9 relé; 10 fojtás; fúvóka; 12 táplevego bJ pneumatikus mennyiségtávadó: 1 membrán; 2 csatIakozás a méroszllkülethcz: 3 hulIámmembrán; 4 ej pneumatikus homérséklet-távadó: 1 vízszinles szerelés; 2 piros je1zés; 3 ferde szerelés; 4 piros jelzés; 5 7 bemeno jeI; 8hullámmembrán; 9 érzékelo; 10 kétcsúcsú rúd; eIlenkar; 12 mérlegkar; 13 szánkó: 14 18 táplevego; 19 eIIenorzo jel manomékrc
II
II
mást arányos erohatássá, majd ezt az eroátalakító egységes pneumatikus jellé alakítja áto A távadó nyomatékkompenzációs elven muködik. A mennyiségtávadó [26-13. hj ábra] lényegében nyomáskülönbség-távadó. Az érzékelo a méroszukületbol érkezo nyomáskülönbséget .arányos erohatássá, majd az eroátalakító szintén egységes pneumatikus jelIé alakítja. A homérséklet-távadó [26-13. ej ábra] goztenziós érzékelovel muködik. Az érzékelot kapilláris vezeték köti össze a méroátalakítóval. A nyomatékkompenzációs eroátalakitó szintén egységes pneumatikus jelkimenetu. A pneumatikus egységszabályozók erokompozíciós rendszeruek. A szabályozó közvetlenül vagy közvetve ahhoz a méromuszerhez csatlakozik, amely a szabályozandó fizikai jellemzo pillanatnyi érté két méri. A méromuszer jeleit összehasonlítja a szabályozott jellemzo kívánt értékét szemlélteto alppjeIlel, és az összehasonIitás eredményeként a folyamatba úgy avatkozik be, hogy a szabályozott je1-
kétcsúcsú rúd; 6 ellenkar; 7 mérlegkar; csatlakozás a nyomásszabályozóhoz ellenorzo jel; 6 visszacsatoló membrán; relé; 15 fojtás; 16 fúvóka; 17 tápeaység;
lemzo értéke a szabályozási kört ért zavarások hatására se térjen el az eloírt értéktol. A 26-14. aj ábra pneumatikus P szabályozót, míg a 26-14. hj ábra PI szabályozót szemléltet. Amennyiben PID szabályozó szükséges, akkor a 26-14. ej ábrán látható szabályozó alkalmazható. Egyszerubb esetekben jól használható a pneumatikus dilatációs homérséklet-szabályozó. Ez közelitoleg arányos muködésu, és a szabályozni kívánt homérséklet tág határok között állitható be. A szabályozó arányossági tartománya kicsi, ezért gyakori ki-be kapcsolást okoz (26-15. ábra). 26.4.1.4. Hidraulikus szabályozás A hidraulikus szabályozás elonyei [ll]: üzembiztonság; egyszeru szerkezet; a mozgó felületek állandó kenésének lehetosége; a karbantartáshoz és felújításhoz nem szükséges különleges szakképzettségu személyzet.
SZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK
903
FELÉpíTÉSE
6
~~H~5 J
8
~
aj
6--mrr~T~5 2 ~~9
-J
-
Ir
6
5
-J
26-14. ábra. Pneumatikus
szabályozók
aj P szabályozó; bJ Pl szabályozó; ej PID szabályozó 1 ellcnorz6 jel; 2 alapjel ; 3 kimeno jel; 4 táp1cvego; 5 P tdszclcp; 6 P kamra; 71 tdszclcp; 8 integrálókamra; 9 D t6szclcp; 10 difl'crcnciálókamra
A hidraulikus szabályozás hátrányai: az együttmuködo egységek közötti távolság korlátozott; az összeköto vezetékek tömör, tömitése nehézkes; tuzveszélyes. Mivel hidraulikus automatikaelemeket éppen a felsorolt tulajdonságok miatt foleg erogépek szabályozásához alkalmazunk, klímaberendezésekben nem használatosak.
~15.
ábra. Pneumatikus
dilatációs homérséklet-szabályozó
1 tápegyséa; 2 mombrános hely; 31eereazt6csavar; 4 fojtótárcsa; 5 állltótárcsa; 6 tor1ólcmez; 7 ablak; 8 index; 9 invár rúd; 10 érzékcl6cso; IIfúvóka
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSA
26.5. A légfútó- és szelloztetoberendezések szabályozási módjai A légtechnika szerves része a szabályozás. A szabályozás felépítésén múlik a berendezés muködoképessége. A szabályozásra visszahatnak a szabályozó és szabályozott rendszerek tehetetlenségei, amit tervezéskor figyelembe kell venni.
I-------~E I,
Terem
.J
Futo vagy huto kétpont-szabályozású rendszer. A levego páratartaImának szabályozására nem alkalmas. A változó hohatásokat goz-Iéghevíto esetén kisebb, folyadékfutés vagy hutés esetén a kalorifer nagyobb hokapacitása következtében nagyobb tehetetlenséggel tudja követni. Ki- és bekapcsoláskor a teljesítmény nulla és maximum között változik. Nagy légterek, ipari üzemi helyiségek szabályozására alkalmas friss levego vagy recirkulációs üzemmel [26-16. aj ábra]. Az E érzékelo az M motor- vagy mágnesszelepet nyitja, ha a homérséklet nem kielégito és zárja, ha a szabályozott érték elérte felso határát. Ki-be kapcsolással szabályoz [8], [12].
---HIF
NI/;f
aj
Állásos szabályozóval vagy rugalmas visszavezetéssel a szabályozott jellemzo ingadozását csökkenteni lehet. Futés vagy hutés arányos szabályozással. Viszonylag kisebb hotehetetlenséggel tudja követni a terhelésváltozásokat. Fontos, hogy a goz- vagy folyadékszelepek emelkedésükkel arányosan fojtsanak, azaz egyenes legyen a karakterisztikájuk [26-16. bj ábra]. Az E szabályozó termosztát a homérséklet-változással arányos jelet ad a szabályo-
r-----
Zór
Urem
Ozem
1 tló,
r-------
t
,i
I 1
Terem
~q~J! ~.
MI.~.J HIF -----
HIF
I --l:1
[Ql
':2~A
NI/it Zór /11
Zar
I
II
--iE "Térem
,.
~
ej
NI/If
b) Ido,t 26-16. ábra. SzabályÓzási módozatok aj kétállású szabályozó föto- vagy hutöberendezés; bj arányos szabályozású futo- vagy hlltobercndezés; ej arányos szabályozás bypass-csappantyúva!; H huto; F fötö; M végrehajtószerv (motoros szelep vagy csappantyúmozgató); E érzékelo; R relé
A LÉGFUTO-
ÉS SZELLOZTEroBERENDEZÉSEK
zást vezérlo R erosítohöz, amely az M szelepes mechanizmust arányosan muködteti. Az E jelével arányos az M elmozdulása, és mindig az M irányának megfelelo irányú is. A szabályozás mértéke E jelével arányos. Az ilyen szabályozó rendszer már kisebb termek, helyiségek homérséklet-szabályozására is megfelel. Futés vagy hutés arányos szabályozás bypass-esappantyúval. Gyorsan követi a változó hohatásokat, tehetetlensége csak a szabályozórendszertol függ. Kis helyiségek gyors hoterhelés-változásának kompenzálására is megfelel [26-16. ej ábra]. Az E szabályozó termosztát jeleit R erosíti és egyben muködtet is. Amikor az Mt csappantyúja a batéria elott teljesen lezárt, végállásában elzárja az M 2 szelepet, mert nem kell tovább futeni vagy huteni. Amint Mt az E-vel vezérelve a batéria elotti lezárt helyzetbol elmozdul, M 2 azonnal nyit. Meleglevego-üzemu szárítóberendezés, esetleg szelloztetoberendezés szabályozását láthatjuk állandó szellozolevego-homérséklet esetén a 26-17. aj ábrán. A légfuto-készülék utáni EI hoérzékelo muködteti a futoközeg szelepét. Az E2 érzékelo a légvezeték miatti homérséklet-változást kompenzálja (zavarójel). A légvezetékbe épített zsalut mágnes nyitja abban az esetben, ha a ventillátor megindul [7], [8].
Ha a befúvási homérséklet állandó értéken tartása mellett még a helyiség-homérséklet állandó értéken
Terem Terem 1:
I
:I
tartása is szükséges, akkor a 26-17. bJ ábra szerinti szabályozást kell kialakítani. Afelületi hutést ésfutést szabályozó, kétpont-kapesolással (kétpont-szabályozással) kialakított rendszert II 26-18. aj ábra szemlélteti. Ha az E háromsarkú kapcsolótermosztát hideget észlel, nyitja az Mt motoros fijtoszelepet, ellenkezo esetben zárja. Ha az E érzékelo meleget jelez, nyitja az M 2 hutoszelepet. A hohatás megsZUDtekor a hutoszelepet zárja stb. A következokben vizsgált szabályozás a felületi hutést ésfútést szabályozó kétpont-kapesolásos rendszer, de arányos szabályozással [26-18. bJ ábra]. Az E szabályozótermosztát (érzékelo') az R erosíton keresztül M-t-et muködteti. Ml végállásában M 2 kezd muködni, szükség esetén teljesen kinyit, ill. zár, majd végállásában Mcnek továbbítja a vezérlést, és az kezd nyitni. A szelepek felváltva muködnek attól függoen, hogy huteni vagy futeni kell. Amikor az egyik muködik, a másik zárva van. Szerepcsere csak mind a két szelep zárt helyzete után lehetséges. Az E érzékelo menet közben ott állítja meg a szabályozást, ahol a terem hoterhelésével az egyensúly biztosítva van. Az elozo berendezés bypass-rendszerrel továbbfejlesztett szabályozását a 26-18. ej ábrán láthatjuk. A szabályozás menete az elozokben tárgyalt szabályozás menetévei azonos, csupán a szelepek helyett a mechanizmusok végzik a szabályozást.
...-.........
.. ,
-----------
__
I
---.1
,
L
aj
-1 b)
26-17. ábra. Légfúto-berendezés
I
905
MÓDJAI
-D
,
-
I II
SZABÁLYOZÁSI
szabályozása
a) állandó szellozolcvego-homérséklettel; b) állandó belso homérséklettel a szcUozolevego homérsékletének korlátozásával
906
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSA
,'-'-','-'-'7'
I,
I'
I
L._j
jimrem
.J H
t
t
C'-'-'E' . ro-
,'-'1 I
I
Terem
,~.J
íUJ
26-18. ábra. Hútés-fútés
t
t
Terem
c?I I
---
szabályozása
aj kétpont-szabályozás: bJ arányO$ szabályozás: ej arányas szabályozás szeleppel és zsa1uval; H hat6; F flit6tc$t
L--~rMf '6 Ó h)
aj 26-19. ábra. Technológiai
célú légtechnikai berendezés szabályozása
aj h6tés és flités: bJ nedvesséstartalom-korlátozás:
H hat6; F cat6test: E érzébl6
A LÉGFCJT6-
ÉS SZELLOzrETÓBERENDEZÉSEK
26-20. ábra. Légtechnikai berendezés szabályozása külso- és beszívottlevego-érzékelovel
SZABÁLYOZÁSI
MÓDJAI
907
A hutés és futés arányos szabályozással, bypasscsappantyúval is megoldható, amit az elozo példák alapján megszerkesithetÜDk. Technológiai célú légtechnikai berendezések hutésének és futésének szabályozására példa a 26-19. a) ábra. Az El termosztát a szabályozón keresztül muködteti a futo-, ill. hutokészüléket. Kisegíto je1lemzó'ként az E2 érzékelo a helyiség homérsékletét, az EJ a távozó levego homérsékletét méri, E4 fagyvédelmi termosztát [7], [8]. Ha szükség van a levego nedvességtartalmának korlátozására, akkor a helyiségben el kell helyezni még nedvességérzékelot is. Ebben az esetben a befúvóvezetékbe kell helyezni egy külön hoérzékelot mint minimális homérséklet-korlátozót [26-19. bJ ábra]. A 26-20. ábrán a szabályozási kört külsohomérséklet-éx:zékelo (Ekül t) es a beszívott levegot érzékelo termosztát egészíti ki (~ t). A légfutés automatikus szabályozását mutatja be a 26-21. ábra hazai gyártású (MMG) pneumatikus automatikaelemekkel [12], [15].
12
-Helyiség
-
1
10
9 15 26-11. ábra. Légfútés szabályozása MMG pneumatikus 1 h6m~néklet-énékeI6;
automatikaelemekkel
2 h6m~néklet-távadó; 3 szabályozó; 4 beavatkozó; 5 khi kapcsoló; 6 szelep; 7 membrán; 8 kapcsoló; 9 tápegység; 10 relé; 11 manom~ter; 12 h6t6vfz-csatlakozás; 13 fClt6test; 14 szlíro; 15 táplevea6
908
LÉGTECHNIKAI BERENDEZÉSEK SZABÁLYOZÁSA
26.6. Különféle típusú klímaberendezések szabályozási módjai A klimaberendezés szabályozásának megtervezésekor a következoket kell szem elott tartani: a megkívánt (parancsolt) értékek pontos betartása; energiatakarékosság; egyszeru kialakítás; a téli és nyári idoszak között lehetoleg ne kelljen a szabályozást átállítani, és az egyes szabályozók ne muködhessenek egymással ellentétesen. Energiatakarékosság céljából a bevezetett friss levego mennyiségét mindig a külso idojárásnak megfelelo legkedvezob~ értéken kell tartani [3], [11], [12], [15]. Külso levegovel üzemelo klímaberendezés. A hutés módja, nedves hocsere. A szabályozás elvét a 26-22.
aj ábra szemlélteti.
A berendezés szabályozásához Et száraz és Et o nedves hoérzékelot alkalmazunk. Így az diagramban jelölt légállapot-tartományt fenn tudjuk tartani. Ezenfelül az M tv három járatú szervomotoros szelep a tankból visszatéro és a hutovíztartályból szívott vizet keveri, és így a hutés megoldott. Gondoskodnunk kell még arról is, hogy & hutotartályban a víz homérséklete csak kis intervallumban változhassék. Ezt E tv termosztát biztosítja. Szabályozástechnikai szempontból nem mindig célszeru, hogy a téli hideg levegot egyetlen fokozatban melegítsük fel a kívánt homérsékleture. Az elofuto megosztható, s így a levegot a meghatá-
í-x
L._._._. . L
aj
~22.
ábra. Csak külso levegovel üzemelo klímaberendezés
nedves hocserével; bj felületi hlítéssel és adiabatikus nedvesitéssel; CS csappantyúmozgató; E érzékelo; M motoros szelep: R relé
aj
KÜLÖNFÉLE
TípusO
KLíMABERENDEZÉSEK
rozott homérsékletre két lépcsoben melegitik fel. Ez a megoldás egy további szabályozási kör beépítését teszi szükségessé. A komfort-klímaberendezések szabályozására mutat példát a 26-22. b) ábra. Szintén friss levegovel (esetleg teljes recirkuIációval) üzemelo rendszer elohutovel és futovel, adiabatikus nedvesítéssei és utófutéssel. Tetszoleges t és q> értékre szabályozható. Belso párafejlodés elvezetésére is alkalmas. Az EF
SZABÁLYOZÁSI
MÓDJAI
909
elofuto, ill. a H hiito a beszfvott levegot - a tn nedves homérsékletrol vezérelve - fffti, ill. huti. Nedvesítés után a szellozolevego homérsékletét az UF utófuto állítja be a szükséges homérsékletre. A H hutobattériát mindig O°C-nál magasabb homérsékleten járassuk. A kapcsolás kis berendezéshez ajánlható, ahol az energiafogyasztás nem számottevo. A 26-23. ábrán látható klimaberendezés friss levegot dolgoz fel, de a szellozolevegot utókeveréssel
o)
---x
hj
H2
26-23. ábra. Klimaberendezés aj friss lovegovel üzemoIo klimaberondezés b) klimaberondezé,
csak friss lovcg6vcl, folületi hlitésso1, közvotett
elpárologtatással;
kol6; ~ rolativ nedvosséltartalom érzékolo; E. D nedvoshoménéklct renciiIro1ék; M." M.,. Mu. M. D' Mrpmotoros szabá1yoz6szolepek;
felületi hútéssel szabályozása utókevoréssol; Et 1. E., szárazhoménék1et-érzékolo;
érzékolo; Ev • hútöttvíz.hóménék1ot-érzékolo; Ml és M, motoros szivattyú, CS" CS,.
Et 3 hlit/lvlz-h6mérséklct
érz
R ." R.,. Ru, Rt n. RrpditreCS. csappantyú; S, nyomásszabályozó
910
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
ál/ítják elo. A szabályozás elvét és aberendezésben lejátszódó folyamatot a 26-23. a) ábra szemlélteti. A választott hiítési mód felületi hutés, s az elpárologtató a léghutotest (közvetlen hutés). A hutoberendezéssel tartjuk fenn a belso levego tn bel nedves homérsékletét. Ezzel a terem légállapotát jelzo pont az dlagramban nem kerülhet a tn bel+ + Lltn bel vonal f"ölé. Az utófutést E tl- R ti- M tl- eSI úton szabályozva kizárjuk azt, hogy a belso levego száraz homérséklete az diagramban a tbel-Lltbel vonal alatti területre essék. Végul a nedvesítés mértékét az eloírt fPbel relatív nedvességtol az Eep humidosztáttal szabályozva kizárjuk annak lehetoségét, hogya belso levego relatív nedvessége a fPbel- LI fPbel vonaltól balra eso területre kerüljön. Szabályozási példáinkban LItbeI' LlfPbel' Lltn bel az a turési határ, ami még a tartandó, eloírt érték és a parancsolt érték között maximálisan megengedheto. A leírtak alapján a levego állapotát jelzo pont - a turéseket (LItbeI' Lltnbel, LlfPbel) figyelembe véve az diagtamban - csak a rajzolt, közel háromszög alakú kis területre eshet.
i-x
i-x
i-x
SZABÁLYOZÁSA
A huto- és utófuto homérsékletét állandó értéken tartjuk mindaddig, amíg hutés vagy ut6futés szóba jöhet. Ezt a hutoben az Sp nyomásszabályozóval, a futotesten pedig az Mti szelep nyitvatartásával érjük el. A szellozolevego megfelelo homérsékletét a nedves hocserélon átmeno és az azt megkerülo levego keveréséveI állítjuk be. A hutoberendezés szabályozásával rész1etesen nem foglalkozunk (1.a 23. fejezetet), csak általánosságban említjük, hogyahutogépekhez mindkét szokásos szabályozás szóba jöhet: - eszményi szabályozás, amellyel a hutoberendezés kompresszorának effektív teljesítményszükséglete a mindenkori hutoteljesítménnyel arányos, azaz változatlanul a legkedvezobb fajlagos hutoteljesítményt adja; - a gyakorlatban elterjedt szabályozás, amely a szívóvezetékben alkalmazott fojtással muködik. Ez szerkezetileg egyszerubb ugyan, de energetikai szempontból hátrányosabb az elozonél. A fPbel relatív nedvességet mindaddig, amíg a nedvesítésre szükség van, a nedvesíton átmeno és az azt megkerülo levegonek - eS2 csappantyúmozgatóval végzett - keveréséveI szabályozzuk. Ha a csappantyúpár a megkerülovezeték útját teljesen kinyitja, az Eep humidosztát a nedvesítoszivattyú motorját kikapcsolja. Ha a nedvesítésre nincs szükség, az E ti által beállított tbel és az E tn által beállított tn bel a fPbel relatív nedvességet is biztosítja. Az M szelep a téli e1ofutést szabályozza a belso légnedvesség függvényében mindaddig, amíg a külso levego állapota (1. a 16-6. ábrát) a szellozo légállapot harmatpontján átmeno tn nedveshomérséklet-vonal alatt van. A 26-23. b) ábrán látható klimaberendezés csak tiszta, friss levegot dolgoz fel, de a szellozolevego utókeveréssel állítható elo. A hutési mód száraz hocsere. A hutotestet lehutött édes vízzel vagy sólével tápláljuk (közvetett hutés). Az eltérés az elobbi megoldáshoz képest nem lényeges. Meg kell még oldanunk a közvetíto közeg (víz) állandó homérsékleten tartását (Ev t kétállású termosztáttal), amely a megengedett maximális homérsékleten a hutést üzembe helyezi, az eloírt minimális homérsékleten pedig leállítja. Ha a két homérséklet között nagyobb intervallumot engedünk meg, az eloáramú hutovíz homérsékletét keveresseI tarthat juk állandó értéken (az E 13 érzékelovel és az M t3 háromjáratú szeleppel). Komfort-klímaberendezés elok.everéssel. A levego huto hatását 'használja ki, amikor a külso levego erre megfelelo. Elofutéste általában nincs szükség. Ha a külso levego entalpiája nagyobb a belsoénél, csak a kötelezo friss levegovel dolgozik a. berenep
26-24. ábra. Klíma elokeveréssel ti) szabályozás elokeveréssel; b) hatmatpont-érzéke\ovel üzemeló klimaberendezés szabályozása
KÜLÖNFÉLE
TípusO
KLÍMABERENDEZÉSEK
dezés. Hutogépüzemre átmeneti és tél idoben nincs szükség [26-24. aj ábra]. Az utófuto nincs feltüntetve, de az elozok szerint annak szabályozása megoldható. Az El szabályozótermosztát R-en és Rl-en keresztül vezérli Mz-t, ha a nedves külso homérséklet az E2-n beállitottnál alacsonyabb. Az E2 termosztát, ha a külso levego nedves homérséklete a rajta beállított értéket elérte, M2-rol átkapcsol ja a vezérlést Ml-re. Ekkor M 2 teljes frisslevego-állásban van. Az E3 termosztát a terem eloírt hotartalmának elérése után Mrt teljes cirkulációs állásba hozza, és tisztán gépi hutéssei muködik; A kánikula elmúltával E3 az M2-t ismét frisslevego-üzemre állítja be. A 26-24. bj ábra harmatpont-érzékelovel üzemeló teljes klímaberendezés szabályozását szemlélteti. Az El helyiség-hoérzékelo mellett megtalálható a h5mérsékletminimum-határoló. A frisslevego-bevezeto vezetékben a fagy elleni védelem céljából elhelyezett Es termosztát mellett található En termosztát a csappantyúkat muködteti oly módon, hogy a külso levego hlito hatását a berendezés kihasználja. A 26-25. ábrán látható klimaberendezés szintén elokevert levegot dolgoz fel, a választott hutési mod felületi hutés. A hutés úgy oldható meg, hogy a léghuto egyben a hlitoberendezés elpárologtatója (közvetlen hlités) is. A száraz és nedves homérséklet úgy szabályozható, mint a 26-23. ábrán feltüntetett berendezés esetében. Ezzel egyben behatárol juk a turés figyelembevételével a relatív nedvesség maximumát (lfJbel'LI IfJbe.)is. A relatív nedvesség alsó határának (lfJbel-LI IfJbe.)beszabályozásával együttesen oldjuk
SZABÁLYOZÁSI
MÓDJAI
911
meg a keringo és friss levego energetikai szempontbólleggazdaságosabb keverését is. A IfJbelértékre beállított Etp humidosztát a legkedvezotlenebb téli idojárás esetén az Mtp motoros szelepre hat, és igy az elofutés mértékét szabályozza. Az Mtp szelep zárása után a kötelezo 1/3 rész friss levegot bekeveri, hogy a relatív nedvesség változatlan értéken maradjon. Ha a külso levego nedves homérséklete eléri a szellozolevego harmatpontját, a külsolevego-járatot teljesen nyitja, a keringo levegoét pedig lezárja. Ezután a nedvesség maximálása már a porlasztókeretek szabályoroszelepeinek (Mnl, Mn2' MnJ) fokozatos zárásával megy végbe. Az Mn3 szelep zárása után Etpa szivattyú motorját a Kl kapcsolón keresztül leállítja. Ha a külso levego tn kúlnedves homérséklete a helyiség tnbelhomérsékletét abeállitott Lltnbelértékkel túllépi, akkor az Et ol kétállású nedves termosztát a K2 mágneskapcsolóval a CS2 csappantyúmozgatót a szabályozási áramkörbó1 kikapcsolja, azaz Y és N pont között létesit közvetlen összeköttetést a nedvesitoszivattyúk felé. CS2~t visszaállító relével kell ellátni, amely a CS2 kikapcsolása után a csappantyúpárt a keringo levego járatában nyitja, a friss levego járatában zárja. Ha a külso homérséklet csökken, akkor Et ol a tnbel- Lltnbelnedves homérsékletnél visszaállitja az eredeti szabályozási áramkört, s igy biztositja, hogy ettol az idoponttói kezdodoen egészen = tn belnedves homérsékletig a klimaberendezés tharm teljesen külso friss levegovel, de ugyanakkor az adott körülmények között minimális hlitoteljesitménnyel muködjék.
Keringfefeff
Friss
26-25. ábra. Klimaberendezés E. 1
elökeveréssel, felületi hutéssel és közvetlen elpárologtatással
szárazh6mérséklet-érzékelo; Etp relativ nedvességtartalom érzékelo; E.nlo Em2 nedvesh6mérséklet-érzékelok; R. 1. Rtp, Rm 1 dift'erendiálrelék; Mtp. Mu. M.n• Mnlo Mn2. Mn3 motoros szabályoz6szelepek; CSlo CS2• CS3 csappantyúk; Sp nyomásszabályozó; Klo K2 kapcsolók
912
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
A tobel=tbarmnedves homérséklet alatt a keverés Ekkor változtatásával a to értékre szabályozunk. már hutés nem szükséges, a keverés az elofutést helyettesíti, ill. a leghidegebb téli idoszakban csökkenti. A klimaberendezés elokevert levegovel üzemel. A választott hutési mód felületi hutés. Léghutotestek hutésére édesvíz vagy sólé használható (közvetett hutés). A berendezés szabályozásának elvéta 26-22. és 26-23. ábrán már bemutattuk. Az ábrákon közölt megoldásban az eloírt légáUapot homérsékletének alsó határát utófutéssel, felso határát hutéssel érjük el. K/ímaherendezés elo- és utókeveréssei [26-26. a) ábra]. A hutés módja nedves hocsere. A száraz homérséklet a már megismert elv alapján szabályozható, rögzített mennyiségu utókevert légmennyiség Vissza
SZABÁLYOZÁSA
figyelembevételével. Ennek nagyságát úgy áUapították meg, hogy a várható legnagyobb külso és belso hoterhelés együttes bekövetkeztekor az utófutés értéke zérus legyen. Egyébként utófutésre mindig szükség van, s így csak az utófuto szabályozásával a száraz homérséklet értéke beálJftható. A relatív nedvesség szabályozása az Etp humidosztát útján télen az Mtp szeleppel, majd a CS2 csappantyúpár állításával végezheto. Ha ez végáUásba kerül, az Mv három járatú motoros keveroszelep lép muködésbe. utókeA 26-26. b) ábrán levo klímaberendezés veréssel és külso homérséklettol függo belsolégáUapot-eltolással, kútvíz hutéssei muködik. Télen, nagy hidegek esetén, ha hoveszteséges az üzem, a kötelezo friss levegovel dolgozik a berendezés. Az EOI szabályozótermosztát a nedveshomérsékletrol Roren keresztül Mol-et vezérli, amíg a külso levego hotartalma el nem éri a tnt értéket. Akkor az Mol az EF elofutoelott lezár és az M~l szelepet is zárja. A porlasztókör innen adiabatikusan hut. Amint a nedves homérséklet tn2-t eléri, az En2 szabályozó termosztát az Mn2 háromjáratú szelepet muködésbe hozza, és kútvízzel, keveréssei kezd huteni. Az E", szabályozó állítja be R",-n keresztül M",-vel az utókeverési arányt úgy, hogya befúváshoz szükséges homérséklet meglegyen. Az M", végállásában az M2 az UF utófutot nyitni kezdi a csappantyúval, és az M~ szelepet is nyitja. A fP szabályozás az El külso termosztáttal az az Ml motoros potenciométerrel elállítható. Esetleg a tn2 beállítását is lehet változtatni. Az Eni és Enl látja el a harmatpont-szabályozást és az E
Rcen keresztül
Elo- és utókeveréssel, kötelezo frisslevego-menynyiséggel muködo klimaberendezés. Tetszoleges mennyiségu ho és pára elvezetésére alkalmas. Igen gazdaságos üzemu, pontos t és fPszabályozás érheto el vele. Nagyüzemi berendezés céljára megfelel. Télen, nagy hoterhelés esetén a levegot a szabályozott 26-26. ábra. Klímaberendezés elo- és utókevert levegöveI, nedves hócserével érték alá szárítja, ami a páralecsapódás veszélyét aj búlÖttvíz-fe1basználás; hj kútvízfelbasználás; E•• E, bomérséklet-érzé- csökkenti. ke\6; Etp relatívoedvesség érzékelo;En 10 E,,2 nedveshélmérséklet-érzékelo; A 26-27. a) ábrán látható klimaberendezés eloEty vízhomérséklet-érzékelo; R •• Rtp. R10 Rn •• Rn2 differenciálrelék; és utókeveréssei dolgozik. A friss levego huto hatáMt. Mt. Mi, Mnt. M'nh Mn2' MfP motoros szabályozószelepek; Mv háromjáratúmotoroskeveroszelep; CSh CS2 csappantyú\<; sát is hasznosítja.
KÜLÖNFÉLE
TípusO
KLíMABERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSI
MÓDJAI
913
---·--1 I
b) 26-27. ábra. Klímaberendezés
elo- és utókeveréssel
aj klimaberendezés szabályozás elo- és utókeveréssel tetszoleges üzemre; hj változó utókeveréses klimaberendezés szabályozása; 1... 9 zsalu; 10 és 11 légftítotest; 12 sztírö; 13 szivattyú; E hori1érséklet-érzékelo; &p nedvességérzékelo; CS csappantyúmozgató ; R relé; M motoros szelep; EK elokevero ; UK ut6kevero csappantyú; F friss levego; KF kötelezo friss levego; r recir-
kuláltatott levego
A berendezés muködése a következo: az EI szabályozótermosztát RI-gyel és Mcgyel szabályozza szobahomérsékletrol az EK elokeverést úgy, hogya szükséges befúvási holépcso kialakuljon. Az E", szabályozó R", és M", segítségével az utókeverést úgy szabályozza, hogy a szükséges Llx befúvási páralépcso létrejöjjön. Ha az EK az F frisslevegocsatlakozás elott lezár, mert hideget érez, az M2-t az EF elofuto elotti zárt végállásából indítja, és
M~is bekapcsol. Az EI most elofut, hogya szükséges LIt kialakuljon. Ahogy az EF igény megszunt, 60 Az épOletgépészet kézikönyve
M2 kikapcsolja M~-t és MI-nek visszaadja az impulzust. Az MI az elokeverési arányt változtatja. Ha a hoterhelés növekszik, EK teljes frisslevegoüzemre áll áto Amint az r recirkulációs vezetéket teljesen lezárta, nem elég a frisslevego-hutés, be kell a gépi hutésnek kapcsolódnia. Az MI jelenlegi végállása üzembe helyezi Mrt, reteszeli M;-t és indítja - a reteszelést megszüntetve - az E3, R3, M 3 kört, amely a gépi hutést szabályozza. Amikor a külso levego hotartalma nagyobb, mint a belso levego hotartalma, az E2 külso termosztát több pólu-
914
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
sú relével MI-et atkapcsolja recirkulációs üzembe, anélkül azonban, hogy M~ reteszelését megszüntetné és a hutésszabályozást befolyásolná. A külso hotartalom a belso alá csökkenve, az elokeverés-szabályozás megindulhat visszafelé. Az utófutot az E4, Rr, M 4 és M~ kör szabályozza. Változó ut6keveréses klímaberendezés [15], [23], [24] szabályozási megoldását a 26-27. b) ábra szemlélteti. Homérséklet-szabályozás. A helyiségbol visszaszívott levego homérsékletét EI száraz termosztát méri. Ha a homérséklet a rajta beállított érték nél alacsonyabb, az MI motoros szeleppel a 11 utófffto kalorifert nyitja, és a eSI csappantyúmozgatóval a 6 zsalu az utókeverés útját nyitja. A homérséklet emelkedésévei eloször az MI szelepállító zárja az utófutést, majd az impulzust továbbadja, a eSI csappantyúmozgató 6 csappantyúnál az utókeverést zárja, egyidejuleg az 5 csappantyú nyitásával a levegot elokeverésre engedi. E4 külso homérsékletérzékelo az R4 relé segítségével az EI termosztát beállítási értékét 23.. .26 oc között változtatja, miközben a külso levego homérséklete 20... 32 oC között változik. Ha a külso homérséklet 20 °C-nál alacsonyabb, a termosztát mindig 20 OC-ot tart. Téli nedvességszabályozás. Az E
SZABÁLYOZÁSA
toszivattyút leállítják. Ha bármelyik szelep nincs teljesen zárva, a szivattyú üzemben marad. Egyéb szabályozási körök. A CS2 csappantyúmozgató mozgását az Rs relén keresztül a CS4 csappantyúmozgató utánozza, azaz a két csappantyú szinkron mozog. A befúvóventillátor motorjáról vezéreljük a CS) csappantyúmozgatót a két végállás (teljesen nyitott és teljesen zárt) között visszaállító relével, azaz a ventillátor üzeme esetén az J csappantyú nyitva, üzemszünet esetében zárva van. Több klimatizáló rendszerben kívánatos a helyiségenkénti ut6futés. Több helyiségnek azonos abszolút nedvességu levegorol, esetleg eltéro vagy egyenlo homérsékletre való szabályozása is gyakran felmerül. A levegot a legnagyobb hoterhelésnek megfeleloen, minden helyiséghez a CS csappantyúval [26-28. aj ábra] állítják be. A kIímaberendezésbol kapott hideg levegot az E, R, M, M' körökkel és az UF utófutovel vezérlik és fújják be a helyiségbe. Ha sok kis helyiség van, ez a megoldás igen költséges, a kis kaloriferek szabályozása bizonytalan. Helyette a háromcsatornás rendszer ajánlható.
aj 3
'
2
1 . bJ
Hp:
L_.M,
26-28. ábra. Utófútés szabályozása aj helyiségenkénti ulófútés szabályozása; b) háromcsatornás rendszer helyiségenkénti utánfútés-szabályozása; E" E,. Ez érzékelo; Rt, Rio R2• Rp relé; M" M •• M2• M:. M;. Mp végrebajtóelem; CS csappantyú
KÜLÖNFÉLE
TÍPUSÚ KLÍMABERENDEZÉSEK
A háromcsatornás utófutés-szabályozás [26-28. b J ábra] sok helyiségnek egy kIímagéprol való levegoellátására alkalmas. Központi léghevíto állítja elo az 1 ág meleg levegojét az EJ, Rt. Mt rendszerrel vezérelve. A 2 csatorna szállítja a harmatpont állapotú levegot. A 3 csatorna a visszaszívó hálózat. A levego mennyiségét - a legnagyobb hoterhelés szerint - helyiségenként egyszer kell beállítani. Az E" R" M, rendszerek a homérsékletet keveréssei állítják be. A kapcsolás jól használható 8 ... to-nél több helyiségesetében. Amikor valamelyik helyiség szabályozórendszere megmozdul, a többinek nem szabad lengésbe jönnie. Az 1 és 2 légcsatornaágakon mindig az eredo hoterhelés szerinti légmennyiség halad át. A csatornaágakban nem szabad nagy ab-
SZABÁLYOZÁSI
MÓDJAI
915
szolút nyomásnak és nyomásesésnek lenni. A két ág közötti nyomáskülönbség 3.. .4 v.o.mm-nél több ne legyen. A csatornaágakat kb. 2/3 levegomenynyiségre kell méretezni. Az 1 és 2 csatornát egymástól és a külso tértol jól el kell szigetelni. A kalorifer melletti csappantyúval - 50 ...50% levegomennyiség esetén - a két ág azonos ellenállását állítják be. A kapcsolás kevesebb helyiség esetén akkor muködik jól, ha az 1 és 2 csatornaágba állandó nyomásszabályozást tervezünk (Ep, Rp' Mp körök) presszosztátos érzékelo vel. Kétcsatornás légkondicionáló rendsz?r szabályozását szemlélteti a 26-29. aj ábra. A kIímaközpont-
ban levo levegokezelo berendezés szabályozása megegyezik a zónás légkondicionáló berendezésével. A helyiségben eloírt homérsékletet az E, homérséklet-érzékelo az R, szabályozón keresztül a kevero befúvófej muködtetésével tartja fenn [l5], [17], [18].
Az egyes futo-, ill. hutotestek, valamint a nedvesítés szabályozását E R M szabályozási körrel oldhatjuk meg. Alap- és kiegészítocsatornás légkondicionáló rendszer esetén követelmény, hogy a változó levego-
mennyiségu vezetékben, a helyiségben levo kevero állásától függetlenül, a nyomás közel állandó legyen. Ezt a ventillátor fordulatszámának vagy a járókerékbe belépo levego perdületének szabályozásával oldhatjuk meg. Mivel a helyiségbe bejuttatott változó levegomennyiség miatt az elszívott levegomennyiségeket Ís változtatni kell, ugyanennek a szabályozónak az elszívóventillátorra is hasonló értelemben kell hatnia [17]. Változó futöttvíz-homérséklettel üzemelo indukciós készülék légkondicionáló rendszerének szabályozását szemlélteti a 26-29. b J ábra. A változó homérsékletu futovizet az E, homérséklet-érzékelorol vezérelt keveroszelep biztosítja. A futovíz-homérsékletet megfelelo szabályozó alkalmazásával az idojáráshoz is lehet igazítani. A páratartalom-szabályozó Eq> érzékeloje a távozólevego-csatornában helyezkedik el, s emiatt a helyiségben a páratartalmat csak bizonyos határok között lehet szabályozni. A helyiség E, homérsékletérzékeloje az indukciós készülékbe beáramló futovíz mennyiségét változtatja. Ez megoldható háromjáratú szeleppel is [15], [23].
~v
: Itbet i tbe'
ti.tbe, : CIbet
H
Sz
26-29. ábra. Nagynyomású aj
kétcsatornás
rendszer;
klímarendszerek
bJ indukciós
rendszer;
szabályozása
E, Et homérséklet-én.é-
R, Rt, RqJ rel~; M, Mt motoros szelep, kelo; Ef1i relatívnedvesség-érzékelo; ll. keveroberendezés; K kazántelep; H hútötelep; V ventillátor; Sz szi. vattyú; N nedvesítokamra
60·
Állandó homérsékletu, változó levegomennyiségu légkondicionáló rendszer szabályozása látható a 26-30. aj ábrán. A változó levegomennyiség miatt a
légvezetékben a nyomásértéket közel állandónak kell tartani. Ezt az elozohöz hasonló módon fordulatszám- vagy perdületszabályozással lehet megoldani. A levegomennyiséget a helyiségben levo E,
916
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
SZABÁLYOZÁSA
• .o.
.o.
aj
b)
26-30. ábra. Különféle légtechnikai rendszerek szabályozása
állandó h<'lmérsékletfi, változó levegomennyiségií légkondicionáló rendszerszabályozásisémája;bJ ventillátoros,közvetlenfrisslevegos bevezetés6 légkondicionáló rendszerszabályozási sémája;ej regeneratív h<'lcserél<'lvel üzemeJolégkondicionáló rendszerszabályozásisémája;K kazánteJep;H hfitoberendezés; E, Eh EJJna homérséklet-érzékeJo; E", relatlVDedvesség-, iJI.Ep nyomásérzékelo; R, Rt, R, Rzóna relé; M, M', Mp, Mt, Mzóna motorosszelep,ill.kevero aj
hoérzékelo az Rt szabályozón keresztül változtatja [l8]. A 26-30. b) ábra közvetlen környezeti frisslevegos, ventillátoros klímakonvektorral kialakított légkondicionáló rendszer szabályozását ábrázolja. A tbel helyiség-homérséklet lehet helyiség~nként változó, míg a CPbelközel állandó. A futo- vagy hutoközeg áramlását lehetové tevo szeleppárokat az E zóna zónaértékelok vezérlik (Rzóna-n és Mzóna-n keresztül) attól függoen, hogyazónákban egyidejuleg futésre vagy hutésre van szükség. A futoközeg eloremeno homérsékletét idojárástól függoen is lehet szabályozni. Az Et helyiség-hoérzékelo a ventillátor üzemét szabályozza, míg az E", nedvességérzékelo a futovagy hutoközeg mennyiségét [l8].
•
R
ej
Regeneratív hocserélovel felszerelt légkondicionáló rendszer egész évben üzemelhet csak friss levegovel. A 26':30. c) ábra ilyen rendszer szabályozását szemlélteti abban az esetben, ha az egész épületben a tbelés CPbel azonos [18].
A SZABÁLYOZÓKÉSZÜLÉKEK
ÜZEMBE HELYEZÉSE
26.7. A szabályozókészülékek A szabályozókészülékek üzembe helyezése elott a készülékekhez mellékelt gyári utasításokat mindig gondosan át kell tanulmányozni, és annak megfeleloen kell eljárni. Elektromos és elektronikus szabályozókészülékek esetén a feszültség rákapcsolása elott mindig gondosan ellenorizzük, hogy a felszerelés és behuzalozás során nem történt-e elkötés, az megfelel-e a kapcsolási rajznak. Ezt az ellenorzést megkönnyíti, ha a huzalozást színes szigetelésu vezetékekkel végezték. 26.7.1. Elektromechanikus kétállású, tágulófémes homérséklet-érzékelok (homérséklet-kapcsolók) Ellenorizzük, hogy az érzékelot a gyártó által eloírt helyzetben szerelték-e fel. Fémérintkezos érzékelok esetén ilyen eloírás nem mindig van, azaz tetszóleges helyzetbe felszerelhetok. A higanykapcsolóval muködo érintkezok azonban csakis egyetlen (többnyire függoleges) helyzetben lehetnek üzemképesek. A higanykapcsolós érzékeloket szintbe kell szabályozni, függozsinór vagy vízszintezo segítségével, gyári eloírás szerint. A készülék skáláján a tartani kívánt homérsékletértéket be kell állítani. Higanyos homéro segítségéve! a homérséklet-beállítást ellenorizni és finomítani kell. Hosszabb üzemszünet esetén a hálózati feszültséget kapcsoljuk ki.
26.7.2. Elektromechanikus kétállású, goztenziós vagy folyadéktágulásos homérséklet-kapcsolók Jellegzetességük, hogy az érzékelo és a kapcsolófej két különálló egység, amelyeket kapilláris köt össze egymással. Egyes típusokban (goztenziós érzékelokben) az érzékelotest helyzete nem lehet tetszoleges, így pl. eloírás lehet, hogy az érzékelobol kilépo kapilláris emelkedéssel induljon el. A kapilláris legkisebb megengedheto hajlítási sugara is megadható, éles törések föltétlen elkerülendok. A kapcsolófejet, amennyiben higany kapcsolót tartalmaz, szintezni kell. A kapcsolófejen található homérséklet-differencia skálán be kell állítani a kiés bekapcsolás közti homérséklet-különbséget. Ugyancsak a kapcsolófejen található a tartani kívánt homérséklet skálája is. E skála számértékei
ÉS ÜZEMELTETÉSE
917
üzembe helyezése és üzemeltetése egyes típusokon a bekapcsolási, másokon a kikapcsolási homérsékletet mutatják. Gyári utasításból vagy katalógusból tisztázzuk, hogy melyik homérsékletértékrol van szó, és azt állítsuk be a skálán. Higanyos homérovel ellenorizzük és finomítsuk a beállított homérséklet pontosságát. Ezek után helyezheto a szabályozó feszültség alá. Hosszabb üzemszünet esetén a hálózati feszültséget kapcsoljuk ki. 26.7.3. Elektronikus kétállású szabályozók A készülék skáláján beállítjuk a ki- és bekapcsolás közti homérséklet-különbséget. A készüléken található másik skála a tartani kívánt homérséklet beállítására való. A skálaértékek a készülék gyári beszabályozásától függoen a kikapcsolási, a bekapcsolási homérsékletet vagy a ketto középértékét (számtani közepét) jelentik. A készülék belsejében levo egyéb, forgatógombbal el nem látott potenciométereket csak a gyártó szakembereinek szabad beállítaniuk. 26.7.4. Mágnesszelepek Ellenorizzük, hogya mágnesszelepet a gyári eloírás szerinti helyzetbe szerelték-e. A legtöbb tipus csak függoleges szelepszár-elhelyezés esetén muködik. A szelep elé célszeru szennyfogót beépíteni. Ellenorizzük, hogya szelepen átfolyó közeg áramlásiránya helyes-e? Ezt a gyártók a szeleptesten általában nyíllal jelzik. Célszeru katalógus alapján ellenorizni, hogya szelep két oldala közt keletkezo nyomás különbség és a közeg homérséklete nem lépi-e túl a megengedheto értéket? A szelep tömszelencéjére vonatkozó gyári utasítást gondosan tanulmányozzuk áto Egyes tömszelencetípusokat olajozni kell, másokat nem szabad kenni. Az O gyurus tömítésu tömszelencéket csak kézzel, könnyedén szabad utánhúzni, beszoritásuk tilos. 26.7.5. Közvetlen muködésu (segédenergia nélküli) szabályozók Csak vízszintes csovezetékbe szabad beépíteni úgy, hogya kapilláris csatlakozása függolegesen le-
918
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
felé álljon. A szelep elé a csovezeték be mindig kell szennyfogót beépíteni. Katalógus (gyári utasítás) alapján ellenorizzük, hogya szelep két oldala közt létrejövo nyomás különbség és a szabályowtt közeg homérséklete nem lépi-e túl a megengedheto értéket. Ellenorizzük a kapilláris helyes vezetését és törésmentességét is. Az érzékelovel összeépített skálán állítsuk be a tartani kívánt homérsékletet. Higanyos homérovel ellenorizzük a szabályozott homérsékletet, szükség esetén korrigáljuk a beállított értéket.
26.7.6. Szervomotoros szabályozóés keveroszelepek Eszelepek általában tetszoleges helyzetben szerelhetok, de a tömszelencébol esetleg kicsöpögo víz a hajtómure nem folyhat, azaz a hajtómu a tömszelence alá nem szerelheto. Egyes tömszelence típusok olajozása vagy grafitos kenése szükséges. Az O gyurus tömítésu tömszelencéket csak könnyedén, kézzel szabad utánahúzni. Ellenorizzük a hajtómu végálláskapcsolóinak beállítását. A szelepre feszültséget kapcsolva, azt zárt végállása irányában muködtessük. A végálláskapcsolónak akkor szabad a motort leállítani, ha a szeleptányér bezáródott, és az átvivoszerkezetbe épített rugó kezd összenyomódni, de mielott még a hajtómu hallhatólag lefullad és túlterhelodik. Ugyanezt a vizsgálatot végezzük a szelep másik, nyitott végállásában is. Ellenorizni kell, hogya szelep mozgásiránya helyes-e?
26.7.7. Elektromechanikus szabályozó Abeavatkozószerv és a homérséklet-érzékelo felszerelését kell eloször ellenorizni. A gyári utasításból kiderÍtendo, hogy az érzékelobol kilépo kapillárisnak hogyan kell kiindulnia. A kapilláris éles törései feltétlenül elkerülendok. Helyezzük feszültség alá a szabályozót. A kézi kapcsoló Nyit és Zár állásában ellenorizzük, hogya beavatkozószerv elfoglalja-e nyitott, ill. zárt végállását. Állítsunk be a homérséklet-érzékelo hofokskáláján olyan alacsony homérsékletet, amely a pillanatnyilag mért értéknél biztosan kisebb. Ekkor az érzékelofej ellenállásának csúszkája felso, szélso állását foglalja el. A kézi kapcsolót Nyi! állásra kapcsolva ellenorizzük, hogyabeavatkozószerv
SZABÁLYOZÁSA
végállásáig mozog-e, mégpedig levegomelegítés esetén a szelep zárt helyzetében. Ugyanezt a vizsgálatot fordított értelemben is elvégezzük. A paran~ csolt homérsékletértéket a mértnél nagyobbra állítva, az ellenálláscsúszka alsó végállásába kerül, a beavatkozószervnek teljesen ki kell nyitnia. Állítsuk be a homérséklet-érzékelo skáláján a tartani kívánt homérsékletet. A szabályozó most már üzemszeruen muködik, de üzemének stabilitását kell még beállítani. Ez az arányossági sáv változtatásával lehetséges. Kezdetben állítsuk az arányossági sávot széles tartományra, és apró lépésekben, fokozatosan szukítsük mindaddig, míg a szabályozó lengésbe nem jön. Az ekkor érvényes arányossági sáv, azaz közelítoen homérsékletdifferencia kétszeresét a szabályozók on beállítani, hogy egyrészt a lengésveszélyt elkerüljük, másrészt a szabályozás mégse legyen túlságosan érzéketlen. A beszabályozásnak ez a muvelete eléggé hossza· dalmas. A stabilitásbeállítást felhasználhatjuk arra, hogy az egyes átállítási lépésekkel együtt a beállított értéket is korrigáljuk, higanyos homéros ellenorzés alapján.
26.7.8. Szabályozókészülékek karbantartása Akorszeru szabályozókészülékek általában minimális karbantartást igényelnek. Ez csaknem kimerül a készülékek külso tisztántartásában, leporolásában. A következokben felsoroljuk azokat a teendoket, amelyeket idoszakosan el kell végezni. Tömszelencék karbantartását gyári utasítás szerint kell végezni, egyes tipusok kenést, mások csak utánhúzást igényelnek. Egyes régi típusú szervomotoros hajtómuveken kívül Stauffer-zsírzók találhatók. Ezeket kb. 3 havonként kell utánállítani és szükség esetén feltölteni az eloírt kenozsírral. A Rheo Differencial szabályozó differenciálreléjének mozgó részeit kb. évenként egyszer finom, savmentes gépolajjal kenjük be. A két relé érintkezopárját ez alkalommal egészen finom csiswlóvászonnal könnyedén átsimíthatjuk, utána száraz, puha ruhával áttöröljük. Ha a szabályozási körben muködési hibát észlelünk, a szabályowtt rendszert kell felülvizsgálni, azaz hogya ventillátorok, szivattyúk járnak-e, a szükséges goz- és vÍZnyomás, futovÍZ-homérséklet megvan-e, a villamosenergia-szolgáltatásban nincs-e
A SZABÁLYOZÓKÉSZÜLÉKEK
ÜZEMBE HELYEZÉSE
kimaradás. Túlfutés esetén figyeljük meg a szabályozószelep mukodését, hogy zárását nem akadályozza-e hordalék vagy tisztátalanság. Ha mindezeket gondosan megvizsgáltuk és bizonyos, hogy a
919
ÉS ÜZEMELTETÉSE
szabályozókészülék szerkezete hibásodott meg, akkor a szabályozókészülék javításában gyakorlott (és a folyamatos szervizelést ellátó) szakvállalathoz kell fordulnunk.
26.8. IRODALOM
[lj Arhipov. G. V.: Klímaberendezések szabályozása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [2J BaJlai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [3J Csáki-Bars: Automatika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1973. [7J Dümmel-Mül/er: Messen und Regeln in der Heizungs-, Lüftungs- und Sanitartechnik. Berlin, VEB Verlag für Bauwesen,I963. [8J Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [9]Samal. E.: A gyakorlati szabályozástechnika alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965. [10] Fredl. W. E. T.: A szabályozástechnika építoelemei. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1966. Szemelvények a szabályozástech[ll] Helm-Sal/ai-Sédy: nikából. ÉTE kiadvány (kézirat). Budapest, 1964. [12] Menyhárt J.: Klímaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I967. [l3J Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve. 3. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [14] Pattantyús Á. G.: Gépész- és villamosmémökök kézikönyve. 7. köt. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1964. [15] Sal/ai Gy.: Futoés klímaberendezések automatikus szabályozása. ÉTI Tudományos közlemények. Budapest, 1962.
[4]Csáki F.: Szabályozások
dinamikája.
Budapest,
Aka-
démiai Kiadó, 1966.
[51Csordás-Jánoky-Orbán:
Irányítástechnika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1961. [61Dányi-Telkes: Szabályozó berendezések. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. [16] Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung-, Lüftung- und Klimatechnik. München-Wien, R. Oldenbourg, 1974. Futés- és [17] Rietschel-Raiss: Muszaki Könyvkiadó, 1964. [18]
Sebestyén Gy.: Könnyuszerkezetes Muszaki Könyvkiadó,
[19]
légtechnika.
Budapest,
építés.
Budapest,
1972.
Szotszkov. B. Sz.: Irányítástechnikai jeladók és relék. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1965.
[20]Tuszynski. P.: Vegyipari muveletek önmuködo lyozása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,
szabá-
1964.
[2l] Wolsey. W. H.: Die elektrische Heizungs- und Klimaregelung. Düsseldorf, VOI-Verlag, 1967. [22J Oppelt. W.: Ipari szabályozási folyamatok kézikönyve. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1969. [23] Völgyes 1.: Épületgépészeti számítások példatára. Buda· pest, Muszaki Könyvkiadó, 1966. [24] Automatika elemek katalógusa. Muszer- és irodagépértékesíto Vállalat kiadványa. Budapest, 1967.
27. Légtechnikai berendezések üzemeltetése Szerzo: DR. TÖMÖRY TIBOR Lektor: dr. Lakos Andor
A légtechnikai berendezések rendeltetésszeru üzemeltetésének feltétele, hogy a berendezést a szerelést követoen beszabályozzuk. A légtechnikai berendezés beszabályozása - a futoberendezéssel összehasonlítva - sokkal igényesebb. Az ember a hohordozó közeggel - a levegovel - közvetlen kapcsolatba kerül, a hohordozó közeg áram köre a tartózkodási zóna. Biztosítani kell, hogy a hohordozÓ levego a helyiségben helyet foglaló levegoben megfeleloen áramoljék, a
helyiségtol eltéro állapota, állapotváltozás folytán, az adott hotechnikai, áramlástechnikai feladatot ellássa (hutés, futés, nedvességszabályozás, szennyezéseltávolítás stb.). Ha nem megfelelo a beszabályozás, a levego állapota, sebessége, a berendezés által a helyiségben létrehozott zaj (hangnyomásszint) - még a berendezés megfelelo teljesítménye esetén is - a tartózkodási zónában diszkomfortviszonyokat hozhat létre, vagy a berendezés a technológiai követelményeket nem elégíti ki.
27.1. Alégtechnikai rendszerek üzembe helyezése Az üzembe helyezéshez két vizsgálat szükséges. A muködoképes légtechnikai rendszer minden szerkezeti elemét elkülönítetten ki kell próbálni. Különösen fontos ez az automatikus vezérlésu rendszerek esetén. Ennek során célszeru az egyes szerkezeti elemek szabályozott szakaszát, ill. automatikakörét muvi úton eloállított hatások figyelembevételével (pl. melegített vagy hutött termosztát stb.), szélsoséges körülmények között muködésbe hozni. Hasonlóképpen szükséges az energiatermelo berendezéseket (kazán, vízhuto egység stb.) szélsoséges teljesítményre igénybe venni még annak árán is, hogy az épületben vagy a rendszer egyes elválasztható részrendszereiben az adott próbaidoszakban a meteorológiai feltételeknek nem megfelelo állapotokat hozunk létre. Például a hutotoronnyal visszahutött vízzel üzemelo hutoberendezés teljesítményét a legkedvezotlenebb (legmelegebb) meteorológiai feltételeknek megfeleloen is meg kell vizsgálni (a használati meleg víz bekeverésével eloállított) magas bemeno hutovíz homérséklet mellett. A szabályozott szakaszok elkülönített vizsgálata nemcsak a tervezési szélso értékek környezetében való viselkedésrol, a garantált teljesítmény elérésérol tájékoztat, hanem hasznos információt nyújt a változások, a muködés jellegérol is. Az ilyen típusú
vizsgálat elonyös továbbá az egész rendszer együttes beszabályozása, ill. üzembe helyezése szempontjából is. Az esetleges rendellenességek okának felderítéséhez nyújt segítséget. Az említett szakaszvizsgálatok elofeltétele, hogy a szakaszok elkülöníthetok és az ellenorzo mérések elvégezhetok legyenek. Ezért a mérohelyeket már a tervezéskor ki kell alakítani (pl. víz hohordozó hálózatba homéro helyek kialakítása, nagy méretu légcsatornákba összegezo légelszívó keret beépítése az átlaghomérséklet, relatív nedvesség mérésére stb.). Az egész légtechnikai rendszer megfelelo üzeme az egyes rendszerelemek, ill. részszakaszok együttes muködésétol függ. Ebbol következik, hogy a beszabályozás a rendszer együttes ho- és áramlástechnikai ellenorzésén alapul.
27.1.1. Beszabályozás A beszabályozáshoz szükségesek az ellenorzéshez kialakított mérohelyek és a beavatkozáshoz a szabályozószerkezetek. Ez utóbbiak célja a rendszer ho- és áramlástechnikai egyensúlyának egyszeru beállítása, amibol következik, hogy egyszeru,
A LÉGTECHNIKAI
RENDSZEREK
rögzitheto kialakítású szerelvények, szerkezetek kielégitik az igényeket. A beszabályozás hatékonysága, sok esetben a végrehajtás feltétele, hogyatervdokumentáció utalást tartalmazzon az egyes beszabályozószerkezetek elobeállitásának mértékére vonatkozóan. A légtechnikai berendezések ho- és áramlástechnikai jellegébol következik, hogy egy-egy nagymértéku (durva) beavatkozás az egész rendszerre, vagy annak jelentos részére hat. Megfelelo közelíto értékek hiányában a végrehajtott durva beavatkozás kedvezotlen lengésbe hozza a rendszert, a már megfelelonek ítélt áramkörszakaszok, hoteljesítmények elállitódnak, s a rendszer távolabb kerül a kívánt, a tervezett méretezési állapottól. Kívánatos a beszabályozószervek beavatkozási karakterisztikájának ismerete, hogy az alapbeállítás, a terveken feltüntetett értékekre szabályozás skálabeosztásra állitással legyen megoldható, azaz ne legyen szükséges muszeres ellenorzo mérés (pl. a nyomáskiegyenlíto fojtóelem állásszöge legyen adott egy szegmens megfelelo beosztásának számjelével stb.). Ez a vizuális ellenorzést, a rendszer egészének könnyu áttekintését teszi lehetové. A beszabályozás az épület használatba vételét megelozo befejezo muvelet. A berendezés csúcsteljesítményét a mértékadó külso és belso terhelések kompenzálására tervezték. A beszabályozást szinte
ÜZEMBE HELYEZÉSE
921
kivétel nélkül a tervezési klímaadatoktól elté.ro meteorológiai feltételek elofordulása esetén kell végrehajtani, ugyanakkor az épületbol még a belso terhelés is rendszerint hiányzik. Célszeru számítással meghatározni, hogy a beszabályozás várható idoszakában valószínuen eloforduló meteorológiai feltételekhez és belso - csökkentett - terhelési viszonyokhoz milyen berendezésteljesítmény tartozik. A beszabályozást a módosított vonatkozási teljesítményhez hasonlítva kell elvégezni. Ezzel a beszabályozási muvelettellehet ellenorizni, hogya berendezés illeszkedik -e az adott - a valóságos munkaponthoz. A légtechnikai berendezések beszabályozásának célja - a többi épületgépészeti rendszerhez hasonlóan - a rendszer ho- és áramlástechnikai arányosítása. Ennek ellenorzésére, a változó külso és belso feltételekhez tartozó arányos változás képességének vizsgálatára indokolt a beszabályozás során szélso teljesítményeket eloállítani (pl. légkondicionáló berendezések jelentos túlfutésévei vagy túlhutésévei). Ez a muvelet hasznos információt ad az arányos muködés feltételeirol. Célszeru a légtechnikai berendezés beszabályozásába az üzemelteto szakemberét is bevonni, akinek ezáltal módja van a berendezés muködésének, a beavatkozás lehetoségének megismerésére.
27.2. A légtechnikai rendszerek üzemeltetése A légtechnikai rendszerek (különösen a légkondicionáló berendezések) csak megfelelo üzemeltetés és karbantartás esetén hatékonyak. Az üzemeltetonek a légtechnikai berendezéssel kapcsolatban ugyanolyan kötelezettségei vannak, mint bármilyen más technológiai berendezéssel. Az üzemelteto feladata tehát az üzemeltetés és karbantartás gondos megszervezése, az ezekkel kapcsolatos feladatok rögzítése, a feltételek biztosítása és a végrehajtás ellenorzése. Az üzemeltetési és karbantartási munkálatok közé éles határvonalat húzni nem lehet, mert a berendezés kezeloszemélyzetének üzemeltetés közben a zavartalan üzem fenntartása végett - javítási munkálatokat is kell végeznie. Ugyancsak helyes a kezeloszemélyzettel végeztetni az állandó jellegu karbantartási munkákat is. A berendezés gazdaságos üzeme, célszeru muködése és legkedvezobb élettartama csak szakszeru kezeléssel érheto el. Ezért minden légtechnikai berendezést a kezelo felügyeletére kell bízni. A kezelo-
személyzet számát és összetételét (szakképzettségét) a berendezés nagysága és üzemben tartásának bonyolultsága szabja meg. A szakképzettséggel szemben támasztott igény attól is függ, hogy a kezelonek a karbantartással kapcsolatban milyen teendoi vannak. Minden nagyobb berendezés állandó felügyeletet kíván. Ugyancsak külön kezelo szükséges minden olyan berendezéshez, amelynek meghibásodása anyagi kárt okoz, emberek egészségét közvetlenül vagy közvetve veszélyezteti. A kezeloi szakképzettség meghatározásához figyelembe kell venni a berendezések összetettségét, vagyis azt a tényt, hogy azok kezelése gépészeti, elektromos és bizonyos elméleti fizikai ismereteket kíván. A kezelo feladata, hogy ellenorizze a berendezés egészének és egyes szerkezeti részeinek megfelelo muködését. A légtechnikai rendszerek egyes szerkezeti elemeivel kapcsolatos, leggyakrabban eloforduló rend·
922
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
ellenességeket és elhárításuk módját a 27-1., 27.-2., 27-3., 27-4., 27-5. táblázatban közöljük [1]. Az üzemeltetési és karbantartási feladatok elvégzéséhez a következo dokumentációkra van szükség: Muszaki leírás, amely a tervezési alapadatokat és a berendezéssel elérni kívánt teljesítményt egyértelmuen tartalmazza. Ebbol rendellenes muködés esetén megállapítható, hogya berendezés a tervezett feladatát nem tudja ellátni vagy pedig a követelmények változtak. Részletes tervdokumentáció, amely a kezelonek a berendezés szerkezeti kialakítására ad felvilágosítást. Kapcsolási vázlat, amely a szabályozás módjára és a teljesítmény ellenorzésének lehetoségére utal. A kapcsolási vázlatnák tartalmaznia kell a berendezés és a szelloztetett helyiség azon pontjait, ahol a berendezés muködésének megítéléséhez szükséges méréseket el kell végezni, a mérendo jellemzok jelöléseinek feltüntetésével (pl. a légfutobe áramló levego homérséklete: tI' a kilépo levegoé: t2). A muszaki leírás, tervdokumentáció és kapcsolási vázlat adataira támaszkodva tudja az üzemelteto eldönteni egy esetleges teljesítményváltoztatás lehetoségét. Kezelési utasítás, amely meghatározza a berendezés alkatrészeinek szakszeru kezelésével kapcsolatos teendoket. Üzemeltetési utasítás, amely a berendezés üzembe helyezésévei, üzem közbeni ellenorzésének módjával és leállításával kapcsolatos munkálatokat írja elo. Karbantartási utasítás, amely az üzemfenntartás feladatait rögzíti. Az utasításnak meg kell jelölni azokat a munkákat, amelyeket a karbantartó személyzet köteles házilag elvégezni, kiemelve azokat, amelyeket csak a gyártó (szállító) vállalat bevonásával lehet végezni, vagy az esetleg rendelkezésre álló szakcég (szerviz) végezhet. Ennek célja, hogy megakadályozza esetleges nagyobb kár vagy baleset bekövetkezését. Az utasítás melléklete a gyártó vállalatok kezelési és karbantartási utasítása (gépkönyvek). Azokról az alkatrészekrol, amelyekrol a szállító cég ilyen utasítást nem ad (Iégcsatornák, csappantyúk stb.), a berendezés célja és a várható károsodás alapján kezelési utasítást kell készíteni. Tartalmaznia kell továbbá az ütemtervet, amely az egyes vizsgálatok és javítások idopontjait írja elo. Az utasítás eloírja, hogy azokat a munkákat, amelyeket nem a kezeloszemélyzet, hanem külso vállalat végez (általános felülvizsgálat és javítás), milyen idoközökben kell elvégeztetni, és egyben rögzíti az ezzel kapcsolatos intézkedéseket (pl. a termeloi részlegek kel kapcsolatban a leállásra vonatkozóan). A karbantartási
ÜZEMELTETÉSE
utasítás tehát lényegében a karbantartásról és a kapcsolatos intézkedésekrol készült terv. A zavartalan üzem fenntartásához szükség van szerszámokra. Ezek a következok: egy munkahelyes satupad, párhuzamos satu 125 mm pofaszélességgel, kovácssatu 150 mm pofaszélességgel, sikattyú, rajztu, fémvonalzó, derékszög, pontozó, fémfurész, harapófogó, félkéz-kalapács, lyukasztó, egyenes kézi lemezolló, lyuk-Iemezolló, reszelo tapos, háromszög és kerek keresztmetszettel, csavarhúzó, kézi fúrógép, csigafúró, menetfúró, fakalapács, franciakulcs, villás szerelokulcs, szegecshúzó, szegecsfejezo, csípofogó, lemezlyukasztó, korclevero, benzin forrasztólámpa, fémkefe, marokecset, lapos lakkecset, létra, bakállvány, pallók, tárcsalehúzó szerszám, szerszámláda. Az üzemeltetéshez és karbantartáshoz szükséges segédanyagok: kötoelemek (csavarok, szegecsek), tömítoanyagok (azbesztzsinór, mangángitt, kéregpapír, súlypát, vízüveg, grafit), viscin olaj, zsíralkohol-szulfát (FIT, ULTRA stb.), benzin, petróleum, ólommínium, bauxitvörös alapozó, lenolajkence, lakkbenzin, olajfesték, csiszolóvászon, gépzsír (2s-85 vagy Liton C 2), ill. gépolaj (G-30), lágyított acélhuzal, finom acéllemez, idomacél (szögvas, laposacél), cement, gipsz. Helyes, ha a gyakrabban meghibásodó és gyorsan elhasználódó, a berendezés nagyobbmérvu szétszerelése nélkül cserélheto alkatrészekbol tartalékol az üzemelteto. Ilyenek: alapcsavarok, rezgéstompító gumi alátét, siklócsapágy, golyóscsapágy, szofÍtóhüvely, biztosítóIemez, hornyos csapágyanya, tengelykapcsoló bor- vagy gumidugó, vitorlavászon rezgéstompító, zsákos szurohöz tartalék szurozsák, szuropapír, töltetes szurohöz töltet, ventillátor-járókerék [l]. Üzemeltetési és karbantartási napló. A napló vezetése minden berendezéssel kapcsolatban helyes, a gyártási folyamat fenntartásához szükséges vagy azt befolyásoló és egészségvédelmi célú berendezéseknél pedig feltétlenül szükséges. A naplót minden berendezésre külön kell vezetni (ha egy létesítményen belül több berendezés muködik). Lényegében azokat az adatokat kell rögzíteni, amelyek az üzemeltetés és üzemfelügyelet munkájának ellenorzéséhez fontosak. A berendezés muködésével kapcsolatos feljegyzések tartalmazzák a rendeltetésszeru muködés megítéléséhez, rendellenes muködés esetén a hiba megkereséséhez szükséges adatokat, valamint az azok megszüntetésére tett intézkedést és annak eredményét; a berendezés mechanikai állapotára és üzembiztonságára vonatkozó megállapításokat, éspedig a berendezés állapotát üzemindítás elott, a mechanikai sérülésbol eredo üzemzavart, az annak
A LÉGTECHNIKAI
RENDSZEREK
ÜZEMELTETÉSE
27-1. táblázat. Centrifugálventillátorok üzembe helyezésekor, valamint üzemeltetésük közben sliriibben elMorduló rendelleuességek és azok megsZÜDtetése ll) Az.észlelt
Fáziskimaradás Elektromos berendezésben: Elektromos szakember Mechanizmusban: Az rosszak Elektromos szakember Elektromos hibák: Motorcsere Szabaddá kell tenni Jól beállítani motort aleállitásával hálózatról Az kapcsolóból hiányzik TengelykapcsolóÉkszíjhiány vagy csaphiány ventillátor járókereke befeszült; Szívókúpot állítani a) nincs feszültség (áramszolgáltatási zavar); A Hiányt motor pótolni szib)olajtöltésu aérintkezök csapágyak befeszü1tek, beégtek; Tengelykapcsolót Csapágyakat javítani újból beOlajat pótolni értesiteni Ha anem helyiség szelloztetéséÚjból Kijavítani beállitani vel csökkentheto, A szivók pot jól beállítani megrendelot értesíteni Megtisztítani Pótolni, ill. cserélni Sugárzásvédelemrol gon-aleA hiba okaolaj
állítani elbáritás módja síteni akkor aAz tervezot kell ér-denem nem doskodni. jat kapcsolás után búg, az rossz érintkezok érintkezés leestek, a; mechanizmus motorvédo); rossz; motor és hálózat feszültsége nemkiold; egyezik; kötni, csapágycsere 1) d) ab) g) villamos kapcsoló-beállitása motor rossz rossz, a) afeszíteni szellozonyílások szabadok; a indul biztositékok kiégtek csapágyhiba a (kapocsdeszka, motoron; c)motorvédo vezetékszakadás; 1
A villamos motor
923
924
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
ÜZEM EL TETÉSE
27-1. táblázat 1. folytatása Az észleIt rendellenességek
A hiba oka
d) a kenoanyag nem az eloirt minosé~u; A teljesítménye kicsí: csere Tervezoi utasításra motorAz biztositani eloírt fordulatszámot A tartani két fázist fordulatszátervezettre A fordulatszámot az eloGyártómuvel javíttatni tervezett állapotot Csapágycsere tervezettre cserélni (a A Méretre igazítani jól benzin újraben szíjbúzást csökkenteni, acserélni szíj aventillátor fordulazításálégcsatorna-hálózat el-fenna) a csapágyak túlterheltek szíjbúzás vagy afelcserélni csapágyakat benzinben sítás) szerelést után motorcsere kijavítani l. motor Golyóscsapágyazás esetén: hiányt pótolni kell ventillátortípus és nem aventillátor tervezett ..d)-nagyság pontja(a val szerint Tervezoi jóváhagyás (utaA 6. szakasz 4. a). meglevo fordulatszámát I szerelni latszámot módosítani írtra csökkenteni ventilIátor mát csökkenteni fordulatszáA hálózat ellenállása nagyobb a tervezettnél (a csappantyúk ás, módositani) b; llennynél pet utasításra) légcsatorna-bálózat cserélni (tervezoi ellenállása a száIlítottnál nagyobb d) a ventiIIátortípus és -nagyság nem a tervezett 3. Meleg l. A üzemre ventiIIátor méretezett eloírt (és motornál tényleges) a szállított teljesítményéhez közeg hoa motor a) a ventillátor fordulatszáma a számítottnál nagyobb; kimosni, újrakenni lég-nem mát növelni, esetleg gélenállását a csappantyú fojtásával növeini vagy a 8. A ventiIIátor kevesebbet
Az elhárítás
módia
A LÉGTECHNIKAI
RENDSZEREK
925
ÜZEMELTETÉSE
27-1. táblázat 2. folytatása Az észlelt rendellenességek
A hiba oka
i)
a csapágyhiítés rossz: a környezeti homérséklet 60 °C-nál magasabb (légbiítéses csapágyesetén), sugárzó felület közelében van a csapágy, a szállitott közeg homérséklete 80 °C-nál magasabb,
vízhiítéses csapágynál a vízhiítés nem miíködik, a csapágyházak elszennyezodtek. 2. Siklócsapágyazás esetén: a) a csapágyak túlterheltek (a szíjhúzás vagy a ventillátor fordulatszáma a megengedettnél nagyobb); b) a futófelület sérült ; c) a csapágyak szárazon futnak; d) a kenoanyag nem az eloírt minoségu e) a tömítogyuru szoros 1) a csapágyak nem egytengelyuek g) a csapágyhutés rossz: az elozo szakasz 1. i) pontja szerint 10. A ventillátor üzem közben zajos: fémes, súrlódó hang kopogó hang
A járókerék a szívókúphoz súrlódik A járókerék vagy ékszíj tárcsa fellazult, ill. rosszul van illesztve
sívító, fÜtyülo hang
A golyóscsapágy kosár-, golyó- vagy gyurufelülete sérüIt, kopott Az ékszíj csúszik
csattogó hang
A szíjhajtás beállítása pontatlan Laza ékszíj
magas, csikorgó hang
mély öblögeto hang nyugtalan járás, rázkódás
Ékszíj hibás, egy darabon levált A siklócsapágy túlterhelt (nagy ékszíjhúzás, kiékelodés, az egy tengelyu ség nem biztosított) Kenoanyaghiány miatt a csapágy berágódott A járókerék fordítva forog A járókerék vagy szíjtárcsa kiegyensúlyozatlan A forgórészek illesztése rossz Az alapcsavarok fellazultak
megszÜntetésére tett intézkedést és annak eredményét; a berendezés karbantartására vonatkozó bejegyzéseket, a karbantartási utasításban szereplo munka végzésérol; a szerkezeti felülvizsgálat idopontját és eredményét, akisjavítások elvégzésének idopontját, az általános felülvizsgálat idopontját és a nagyjavítás keretében végzett munkát. Helyes, ha az üzemeltetési és karbantartási naplót a berendezés kezelésével megbízott személy ve-
Az elhárltás
módía
A csapágyat vízhútésúre kell cserélni A csapágyat Ieárnyékolni A csapágyat vízhútésure kell cserélni Megjavítani Megtisztítani A szíjhúzást a szíj lazításával csökkenteni Csapágycsere Ellenorzés után olajjal tölteni Olajcsere Méretre igazítaní A szerelést kijavítani
A rést jól beállitani A csavarokat meghúzni, az ilIesztést szerelovel korrigálni Csapágycsere A motor állításával feszíteni A szerelést kijavítani A motor állításával feszíteni Ékszíjcsere A szerelést kija-.:ítani Csapágycsere Fázíscsere Gyártómuvel javíttatni A gyártómúvel javíttatni Utánbúzni
zeti, és a bejegyzéseket a berendezés muködésére és mechanikai állapotára vonatkozóan naponta, a karbantartásra vonatkozóan pedig a karbantartási utasításban eloírt idoközökben megteszi. A napló vezetésében célszeru a kapcsolási vázlat szerinti hivatkozásokat alkalmazni, tehát a vázlatban szereplo jelöléseket használni (rendszer jele, ventilIátor jele stb.). Tekintve, hogy a légtechnikai berendezések fel-
926
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
ÜZEMELTETÉSE
27-2. táblázat. Axiális ventillátorok üzembe helyezésekor, valamint üzemeltetésük közben siirfibben eloforduló rendellenességek és azok megsZÜDtetése (l) Az észJelt rendellenességek
A hiba oka
Az elhárítás
Motorcsere Elektromos hibák: A járókerék súrlódik Csapágycsere Csapágycsere A ventillátor járókereke befeszültA járókerék szabad forgáA 2. Újra motort beállítani jól beállitani Mint szakaszában a centrifugálventiIlátorok 5. 1. Mint A villamos motor de nem Mechanikus hibák: aindul centrifugálventilIátorok 6. szakaszában A motor teljesítménye kicsi centrifugálventillátorok a) csapágyhiba a motoron; I Mint a centrifugálventillátorok 1. szakaszában 2. A villamos motor 4. motorvédo kapcsoló 5. motor melegszik
módja
sát lehetóvé tenni I
27-4. táblázat. Gáz-léghevítök üzembe helyezésekor., valamint üzemeltetésük közben slirubben eloforduló rendellenességek és azok megszüntetése (l) Azész1elt rendeJlflDClll8ÓB
A hiba oka
Az elhárítás
módja
1. A gyújtóláng begyújtása és a ventillátor motorvédo kapcsoló bekapcsolása után az égok nem gyulladnak meg 2. A gyújtóláng rosszul ég, az égok átgyulIadása robbanásszeru
A mágnesszelep nem kap feszültséget
A hibát kijavitani (villanyszerelo)
A gyújtóláng furatai eltömodtek
A furatokat vékony tuvel (rongygyal, dörzspapírral) megtisztítani
3. A lángórzó berendezés nem muködik
A lángorzo reléje nem húz be; a csó tönkrement Az égok eltömodtek, elszennyezodtek
Szakszq-elóvel javíttatni
4. Az égés nem tökéletes 5. A zászlós kapcsoló nem kapcsol
a) a légáramlás nem indult meg, b) elektromos hiba
Az égoket kiszerelés után kitisz~ tani A hibát kivizsgálni
A LÉGTECHNIKAI
RENDSZEREK
927
ÜZEMELTETÉSE
27-3. táblázat. Melegvíz- és g6z-1égflit6testek üzembe beIyezésekor, valamint üzemeltetésük közben s6rlibben el6forduló rendelleaességek és azok megszüntetése ll) Az.észlelt rende1lenessépk
Ahíbaoka
Az.elhárítás módja
1. A légfutotest csöpög: a) kötésnél, b) szerkezetben
Tömítetlenség Repedés, törés, hegesztési hiányosság
2. A hoteljesítmény
a) a fútoközeg homérséklete, mennyisége, nyomása
kicsi
Tömíteni kell Agyártómuvel javíttatni A tervezettet fenntartani
nem az eloírt ;
b) a futoközeg csatlakozása szakszerutlen:
A csatlakozást úgy kialakítani, hogy az áramlás zavartalan legyen Szelep- vagy torlócsere
légteleriítési zavar (légzsák), víztelenítési zavar (vizzsák); c)· az elzárószelep vagy a torló hibás; d) a hocseréhez szükséges áramlást akadályozza: légoldalon: a lamellák elszennyezodtek, a lamellák deformálódtak; fútokozeg-oldalon: a bordázott csoben dugulás, a futotest belso kialakítása szerint (oszt6- és gyujtofej) rosszul van felszerelve, a fútotesten átáramló légmennyiség nem a tervezett,
3. A légfutotest üzeme zajos: csattogó hang légzaj, fütyülo, sípoló hang
Tisztítani Egyengetni
a szabályoz6csappantyúk kivitele vagy muködése rossz Gozfutésnél rossz a víztelenítés Az átáram1ó lé;;mennyiség nagy
Agyártómuvel javíttatni A felszerelést ellenorimi és módosítani A tervezett állapotot fenntartani Ellenorzés után javítani A kalorikus kötést kijavítani Tervezo bevonásával ellenorimi
27-5. táblázat. Lablrint-légszGrIDt üzembe belyezésekor, valamint üzemeltetésük kÖZben s6r6bben e16forduló rendellenességek és azok megsziintetése ll) Az.észleIt rende1~1
Elporosodás
A hiba oka
A levego a szuroréteg megkerülésével is áramlik: a) a szurocella nincs helyretolva, b) a szuroberendezés szerkezetileg hibás, tömítetlen A szúroberendezés túlságosan elszennyezodött A ventillátor beállítása után a légáramlás nincs lezárva A A A A
szuroolajozás, az olaj minosége nem megfelelo cellát sugárzó ho éri, az olaj rászárad a szurore szurofelület a légmennyiséghez nagy szuroberendezés porleválasztási hatásfoka nem megfelelo
Az elhárítás módja
Helyére kell rakni Ki kell javítani, tömiteni A szurocellákat ki kell mosni és olajomi Az elzárócsappantyút leálláskor le kell zárni Eloírás szerinti szúroolajat kell alkalmami Tervezo bevonásával a hibát meg8ZÜntetni Tervezo bevonásával a szurofelületet csökkenteni Tervezo bevonásával a szurési igéIÍyt felül kell vizsgálni
928
LÉGTECHNIKAI
BERENDEZÉSEK
adata és elvi megoldása különbözo, igy a naplóvezetés sem egységes. Minden esetben a berendezés funkciójától és a kiviteli megoldástól, a muszerezéstol függoen kell a legcélszerubb formát kiválasztani [1]. A légtechnikai berendezések megfelelo muködése csak részben állapitható meg szubjektiv vélemény alapján. A kezelo vagy a használó véleményét figyelembe kell venni, de a beavatkozást csak az üzemállapotr.a vonatkozó szabatos mérések után célszeru véglegesen eldönteni. Már a berendezés tervezésekor gondoskodni kell arról, hogy az üzemellenorzéshez szükséges ellenorzo muszerek rendelkezésre álljanak, ill. beépitésre kerüljenek. Az ellenorzo muszereket is a berendezés szerves tartozéka ként - költségvetési tételként - kell kezelni. Részletes muszerhasználati és méréstechnikai utasitást is kell a berendezéssel együtt az üzemeltetonek átadni. Légtechnikai és különösen légkondicionáló rendszerek esetén kivánatos, hogyafolyamatos üzemellenorzést regisztráló berendezések végezzék. A regisztrátumok értékelésével a berendezés egészének
üZEMELTETÉSE
hatékonyságáról megfelelo információt kaphatunk. Ennek célszeruségét bizonyítja, hogy a vezeto automatika-cégek külön ellenorzo-regisztráló egységeket fejlesztenek ki, amelyek még az üzemzavar helyét, idopontját stb. is rögzítik, az állapotváltozások, az energiafogyasztás stb. adatainak folyamatos felvétele mellett. Az alapveto muszerigény a következo: - a levego homérsékletének méréséhez homéro; - a nedvességtartalom méréshez pszichrométer; - mennyiségméréshez lapátos (kis sebesség), kanalas anemométer és Prandtl-cso differenciálmanométerrel (sebességmérés); - a forgógépek fordulatszám-ellenorzéséhez fordulatszámláló (stopperórával) vagy fordulatszámméro; - elektromos berendezések ellenorzéséhez egyés háromfázisú elektromos teljesitményméro, áramés feszültségméro; - vízmennyiségméréshez Venturi-méro, mérotorok stb. differenciálmanométerrel. (A csobe épitett méroérzékelot esetenként kell megtervezni [2J, [3], [4J, [5J.)
27.3. IRODALOM
[lj BaJlai-Dötsch: Épületgépészeti berendezések üzeme és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1967. [2J MSZ 1709-56. Csoben áramló folyadék mennyiségének mérése. [3J MSZ 17OO/2.1ap-67. Folyadékárammérés torló csovel. (pitot-csö, Prandtl-cso stb.). [4J MSZ 1700/3. lap - 67. Folyadékáram mérés. Mérés méröperemmel. [SJ MSZ 1700/4. lap - 67. Folyadékmérés. Mérés mérotorokkal.
[6] Fekete 1.: Szellóztetó berendezések. Budapest, Muszak Könyvkiadó, 1975. [7] Menyhárt J.: Szellozéstechnika. Budapest, Tankönyvkiadó Vállalat, 1975. [8] Menyhárt J.: Klímaberendezések. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1967. [9J Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik. München, R. Oldenbourg, 1974. [IOJ Légtechnikai berendezések tervezése (ME 112-72). ÉVM Muszaki eloírás. Budapest, ÉTK.
Vízellátás, csatornázás, gázellátás Szerkesztette:
Dr. Destek Endre és
Dr. Meszléry Celesztin
28. Vízellátás Szerzok: DR. DFSTEK ENDRE, DR. ERDÖSI ISTVÁN, DR. ÖLLÖS GÉZA, HEGEDUS oszKÁR, ORAVECZ BÉLA, DR. SIMON FERENC Lektor: József Pál
28.1. A víz és tulajdonságai, vízminosítés A természetben fizikai és kémiai szempontból tiszta viz nincs. A Földön eloforduló víz végso soron mind csapadékból származik. A csapadék víz, eso, hó stb. alakjában hull a légkörben, a vákuumhatás folytán a levego szennyezoanyagait (pl. szén-dioxidot, port, mikroorganizmusokat) felszedi, s ezáltal sajátosságai kisebb vagy nagyobb mértékben megváltoznak. A Földre jutott csapadék egyik része a Föld felszínén mozog és ott marad, másik része a talaj ba szivárog és tovább szennyezodhet. A felszíni viz különösen nagy mértékben szennyezodik, ha a házi (városi) és ipari szennyvízzel kapcsolatba kerül. A felszín alatti víz minosége a kozetekkel stb. érintkezve szintén károsan változhat. Ez a szennyezodési folyamat napjainkban szárnos helyen már igen nagy gondot okoz. A víz felhasználás elotti tisztítása sokszor nagy nehézségekkel jár. Ezért a víz minosége, ill. a víz minosítése a vízgazdálkodás, s ezen belül is a vízellátás területén egyre nagyobb jelentoségu lesz.
28.1.1. A vÍZ fizikai és kémiai sajátosságai 1 térfogatrész tiszta víz (H20) 2 térfogatrész hidrogénból (H) és 1 térfogatrész oxigénbol (O) áll. 100 tömegegységnyi, kémiailag tiszta víz 11,09 tömegegységnyi hidrogénbol és 88,91 tömegegységnyi oxigénbol tevodik össze. Siíriíség, páranyomás, viszkozitás. A víznek egyéb folyadékokhoz képest szárnos különleges sajátossága van, amelyek a vízmolekuIák egymáshoz való kapcsolódásától függnek. A 28-1. táblázat a suruség, páranyomás és a viszkozitás változását mutatja a homérséklet függvényében. A tiszta víz surusége és tömege 4 OC-on és 101 325 Pa (760 torr) nyomáson a legnagyobb. Oldóképesség. A víz az egyik legjopb oldószer, oldóképessége a homérséklettol függ. Altalában hideg vízben a gáz, meleg vízben a szilárd anyag 0161·
dódik jobban. A gázoldás térfogat szempontjából a homérséklet függvénye, a nyomástól nem függ. Ugyanaz a térfogat nagyobb nyomáson természetesen nagyobb tömeget jelent. Pl. a légköri nyomás kétszeresén a víz ugyanolyan térfogatú, de kétszer akkora tömegu gázt old, mint a légköri nyomáson. A túlnyomás megszunésévei e többlettömegnek megfelelo gáztérfogat a vízbol rögtön kiválik. Az abszorpciós tényezo a O oC-os, 101325 Pa (760 torr) légnyomású gáznak azt a térfogatát képviseli, amelyet egységnyi térfogatú víz ezen a nyomáson oldani képes. A különbözo gázok vízben való oldhatóságának mértékét a víz homérsékletének függvényében a 28-2. táblázat szemlélteti. Fajho. Az összes ismert anyag közül a legnagyobb fajhoje a víznek van. A folyadék-halmazállapotból a szilárd halmazállapotba való átmenetkor , O OC-on minden kilogrammnyi tiszta vízbol 330694 J (79 kcal) ho szabadul fel. 1 kg tiszta víz 101 325 Pa (760 torr) légnyomáson és 100 OC-on való elpárologtatásához 2256254 J (539 kcal) ho szükséges. A viz rossz hovezeto. ÖSSzenyomhatóság. A víz összenyomhatósága annyira kismértéku, hogy gyakorlati feladatok megoldásakor a vizet összenyomhatatlan folyadéknak tekintjük. Egyébként a víz összenyomhatósága a nyomástól és a homérséklettol függ. 0 ... 10 oC homérséklet-tartományban, légköri nyomáson a víz eredeti térfogatának 5· 10 -7 részével nyomható össze.
28.1.2. A természetben levo víz sajátosságai A természetben levo víz sajátosságait a vízellátás szempontjából nagyon fontos meghatározni. A fizikai, kémiai, biológiai és bakteriológiai sajátosságok rendszerint együttesen hatnak a természetben eloforduló víz minoségére, s ezeknek megfeleloen kell a tisztítás technológiáját is megválasztani.
vfZELLÁTÁS
932
28-1. táblázat. A tiszta víz jelJemz6i Dinamikai Homérséklet. SlirIíséa,
916,70 (jég)
1
Kiftematikai 10" m"/s viszkozitás, kgJm" viszkozitás, kp/cm" 1NI/m" 226 7377 101337 47382 19924 608 2335 2,822 1,3060 0,3659 0,6580 10,049 1,0060 0,2944 999,70 958,35 0,0125 13,066 999,84 Páranyomás, 971,80 0,0062 0,0752 0,2031 0,4830 0,4781 4,703 6,535 1,789 3,567 998,20 0,0238 1,0330 983,21 992,21 17,893
I
I
I
28-1. táblázat. Gázok oldhatósága vízben
---
kulatömeg Suruség, ka/m" 48 70 11 9244 42 17 24 4700 332 520 3100 6910 40 250 710 31 17 19 28 23 49 21 18 16 56 22 1700 440 1200 800 880 4600 2300 370 1300 16 38 20 33 2600 3500 1400 2,10 0,70 1,90 3,20 1,40 1,30 0,80 1,50 10II0,09 100 SO Mole20 neve-
I
A,mI/1 Homérséklet.
Abszorpciós oC
tényezo,
O
Homérséklet. A természetes vízkész1etek homérsékletviszonyai eredetük szerint eltérok. A felszini vizek homérséklete a meteorológiai és hidrológiai viszonyoktóI függoen erosen ingadozó. A felszin alatti vizek homérséklete a mélyebb szintek felé haladva egyre állandósultabb és melegebb. A víz viszkozitásának a homérséklettol függése jelentos lehet: pl. a parti szurésu csokutak vízhozama a téli idoszakban a viszkozitás növekedéséveI tetemesen csökken. A tavak, völgyzárógátas tárolók vízterében számos esetben homérsékleti rétegzodés, cirkuláció tapasztalható, ami a víz kémiai, biológiai sajátosságait alapvetoen befolyásolhatja. Az ülepitokben, deritokben a homérséklet-különbségek hatására a tervezettol eltéro, a tisztitóberendezés hatásfokát csökkento áramlási viszonyok (pl. szekunder áramlások) jöhetnek létre. Szín. A vizellátás céljaira szintelen viz veheto igénybe. A viz szine a visszavert fénybol itélheto meg. A tiszta víz szintelen, ha a rétegvastagsága kicsi; halványkékes szinu, ha a vastagsága nagy.
A felszini viz néha nagyon szinesnek tunik a benne levo szines szuszpendált anyagok miatt, ez azonban csak látszólagos szin. A tényleges szint a kolloidális vasvegyületek, huminanyagok, házi és ipari szennyvizek idézik elo, továbbá a növényi mikroszervezetek (pl. algák) túlprodukciója okozza. A vizben csapadék alakjában levo vas vörÖ8esbarnás szint, a huminanyagok legtöbbször sárgásat, a planktonok gyakran zöldes szint eredményeznek, A befogadók vize a szennyvizek és a vízgyujto terület eróziója (a befogadóba került kolloidális anyagok) miatt legtöbbször szürkés, feketés szinu. Zavarosság. A szin és a zavarosság rendszerint együtt változik. A vizek zavarossá gát a bennük levo szuszpendált állapotú anyagi részecskék pl. a vashidroxid-csapadék, az erózióból származó kolloid szemcsék, a szennyviz idézik elo. A zavarosság gyakran a mikroorganizmusok elszaporodása miatt is no. Tárolókban a zavarosságot a kalcium-karbonát kiválása is eloidézheti. A zavaros viz mint ivóviz eleve élvezhetetlen, és bakteriológiai szempontból is kétséges minoségu. lz és szag. A viz szaga és ize a benne oldott gázoktóI, az oldott sóktóI, valamint a vizbeli biocönóZÍstóI függ, de fontos szerepük van a tömegesen elpusztult mikroorganizmusoknak is. A gázok közül pl. az anaerob lebontódási folyamatok során keletkezo kén-hidrogén (H2S) ad a viznek kellemetlen szagot. Az oldott sók közül pl. a kalcium-szulfát (CaSOJ fanyar, a magnézium-szulfát (MgSOJ kesernyés, a konyhasó (NaCl) sós, a vas és a mangán kellemetlen ízt ad a víznek. Különösen nagy gondot okoz egyes, a szennyvízzel együtt a vizbe jutó szerves anyagok (pl. a fenolok, klórozott szénhidrogének, aromás nitrogénvegyületek) iz- és szaghatásának megsZÜDtetése. Radioaktivitás. A viz radioaktivitását a vízbe került hasadóanyagok okozzák. A talajvizek termé-
A víz ÉS TULAJDONSÁGAI, vfZMINOsíTÉS
szetes radioaktivitása jelentéktelen. mert felezési idejük rendszerint rövid. A víz mesterséges radioaktivitása szennyezodés révén (szennyvízbol. levegobol) jön létre. A radioaktív szennyezok felszíni vízbe vezetése~ kor arra kell ügyelni. hogy az izotópok koncentráci6ja veszélyes ne legyen (28-3. táblázat). 28-3. táblázat. Izot6pkoncentrácl6k MellCngedett maximális konccntráci6. I'CiJml
Meanevezés
vizben
10-7
Sugárzó izot6pkeverék
I
leveg6ben
5.10-11
Szén-dioxid (C02). Szén-dioxid juthat a vízbe: abszorpció révén a légkörbol (ily módon már a csapadék is vesz fel szén-dioxidot); biokémiai reakciók (egyik) végtermékeként; különbözo szerves anyagok bomlástermékeként. és a vízben levo szervetlen anyagok, elsosorban a hidrogén-karbonátok disszociációja révén szabad szén-dioxid jut a vízbe. A vízben levo szén-dioxid zömmel oldott széndioxid-gáz és csak kb. O,7%-a H2C03-kötésü széndioxid, ami azután hidrogén és hidrogén-karbonátionokra disszociál HZC03=H+ + HC03". A széndioxid jelenlétének, szerepének figyelembevétele a vízellátás szempontjából igen fontos. A víz összes szén-dioxid-tartalmának megjelenési formái a 28-1. ábrán követhetok. Pl. a Ca(HC03)z=CaC03+
szén-dioxid szén-dioxid-tartalma Összes szabad
HzO+ CO2
933
reakcióegyenletbol kitunik, hogya kalcium-hidrogén-karbonát összes kötött szén-dioxidja közül az egyik rész a CaC03-ban kötve marad, a másik félig kötött gáz alakjában felszabadul. A kötött széndioxid tehát a hidrogén-karbonátban levonek gyakorlatilag a fele. A kötött szén-dioxid a karbonátkeménységbol számítható; karbonátkeménység (nkO). 7,85= kötött szén-dioxid. Pl.: 10 nko. 7,85=78,5 mg/l kötött szén-dioxid. A hidrogén-karbonát keletkezéséhez és fenntartásához vízre és szabad szén-dioxidra van szükség. Azt a szabad szén-dioxidot, amely a Ca(HC03)2 oldatban tartásához szükséges. tartozékos (vagy egyensúlyi) szén-dioxidnak nevezzük. Ha a víz éppen a tartozékos szén-dioxidnak megfelelo szabad szén-dioxidot tartalmazza, akkor mész-szén-dioxid egyensúlyban van. A természetben levo víz a mész-szén-dioxid egyensúlynál rendszerint több szabad szén-dioxidot tartalmaz, s ez alkotja a víznek a fólös (agresszív) szén-dioxid tartaImát. Ha a víz szabad szén-dioxid tartalma kisebb, mint a mész-szén-dioxid egyensúly, akkor a vízbol CaC03 válik ki mindaddig, amíg a Ca(HCQ3)2 koncentrációja arra az értékre nem csökken, amely a tartozékos szén-dioxidnak felel meg. A tartozékos szén-dioxid tömege a víz homérsékletétol és karbonátkeménységétol függ. Ugyanaz a szabad szén-dioxid-tartalom a lágyabb és hidegebb vízben agresszívebben viselkedik, mint a keményebb és melegebb vízben, hiszen a szabad szén-dioxid részét alkotó tartozékos szén-dioxid az elobbi esetben kevesebb, mint az utóbbiban (28-2. ábra).
A viz összes Fölös szén-dioxid szén-dioxid (hidrogén-karbonátTartozékos I szén-dioxid I(agressziv) (egyensúlyi)
I (COz-gáz) szén-dioxid
1
I
28-1. ábra. Szén-dioxid a vizben
víZELLÁTÁS
934 15l
a
021.
7,5
~~ , 50 ~~ "§ ':;:::'11
ol
Betonnal szembeni agresszivitás. Ezt a folyamatot
O1
7,0
6,5
150
reakcióegyenlet fejezi ki. A keletkezo kalcium-hid. rogén-karbonát egy molekula kötött és egy molekula félig kötött szén-dioxidot foglal magábalt A mész oldásával ellentétben, a beton oldásakor keletkezokalcium-hidrogén-karbonátban levo kötött és félig kötött szén-dioxid egyaránt a szabad szén-dioxidból származik. A betonra tehát azok a vizek agresszívek, amelyek mészre agresszív szén-dioxidot tartalmaznak és pH-juk <7. A beton korrózió esetében tehát a beton kalciumvegyü1etei kioldódnak, a beton porhanyóssá, morzsolhatóvá válik. Vassal szembeni agresszivitás. Természetes védoréteg kialakulására lehet számítani, ha a víz szabad szén-dioxid-tartalma a mész-szén-dioxid egyensúlyi tartozékos szén-dioxid-tartalomnál kisebb vagy azzal egyenlo, és ugyanakkor a víz megfelelo tömegu oldott oxigént tartalmaz. A természetes védoréteget (mészrozsda) a szabad szén-dioxidnak megfelelo Cac03 és az oxigén hatására egyidejuleg jelentkezo Fe(OH)3: Ca(HC03)2- CaC03+ H20.+ CO2;
7,6' 7,8
BiQ kötött eOz, mgll 150 200
2 4 6 8 W Ú U ~ m ~ Korbonótkeménység, nk 28-3. ábra. Szén-dioxid-pH
n~
o
viszony
A szabad szén-dioxid a víz pH-értékére is hat. A pH-értéket a hidrogén-karbonát- és a szabad szén-dioxid-tartalom határozza meg (28-3. ábra). Ezek a víz hidrogénion-koncentrációját ellentétes irányban befolyásolják. A vízben levo hidrogénkarbonát-ionok a következoképpen hidrolizálnak: HC03' + H20=-=H2C03+
OH-;
H2C03=-=H+ + HC03' .
Mésszel szembeni agresszivitás. A !ölös szabad szén-dioxidnak csak egy része agressziv a mészre. Ha ui. a mész oldódik, oldott állapotú kalcium-hidrogén-karbonát kerül a vízbe, ami által a karbonátkeménységnek és így a tartozékos szén-dioxidnak is növekednie kell. A tartozékos szén-dioxid növekedése tehát megakadályozza, hogy a !ölös szabad szén-dioxid teljes egészében agresszív legyen a mészre.
együttesen alkotja. Ha azonban a víz mészre agresszív szen-dioxidot is tartalmaz, akkor ez a védoréteg vagy egyáltalán nem keletkezik, vagy pedig ha elozetesen keletkezett volna, akkor feloldódik, s pl. a fémcso oldódása megindul, amely végül a csovezeték teljes korróziójához vezethet. Ennek következtében a vízmuvet jelentos károsodás érheti: kisebb lyukkorrózió t!setén vízveszteség, majd csotörés stb. következhet be. A természetes védoréteg kialakulásának és megmaradásának elofeltétele még néhány gyakorlati vízminoségi paraméterrel is jellemezheto, így összes keménység >9 nko; pH>7,6; O2=3 ...8 mg/l. A mésszel, betonna! és vassal szembeni agresszivitás feltételeit és mértékét a 28-4. ábra szemlélteti. Gyakran ún. keverék vizeket használunk fel vízellátás céljára. Itt azonban gondolni kell a következokre: két külön-külön mész-szén-dioxid egyensúlyban levo, de egymástól eltéro keménységii víz az összekeverés (vagy összekeveredés) után agreszsziv lesz. Pl. legyen az 1jelu víz karbonátkeménysé. ge 18 nko, szabad szén-dioxid-tartalma 80 mg/l, a2 jelu víz karbonátkeménysége pedig 10 nko, szabad szén-dioxid-tartalma 11 mg/l.
A víz
ÉS TULAJDONSÁGAI,
vfZMINoSíTÉS
935
Ha az összekeveréskor az 1 és 2 viz térfogata azonos, akkor a keverék viz 18+10 keménysége=-2-=
14 nko,
szabad szén-dioxid tartalma = 80~ 11= 45,4mg!1, azonban 14 nko-nál a tartozékos szén-dioxid csak 35 mgfl, tehát kiderül, hogy a keverék viz jelentos mennyiségu agresszív szén-dioxidot is tartalmaz. Oldott oxigén (02). A felszíni viz sok oldott oxigént tartalmaz, mig a felszín alatti vizben gyakran nincs. A forrásvizben 10 mg!l oldott oxigén is lehet. A vas- és mangántartalmú talajvizben az oldott oxigén legtöbbször kevesebb, mint 2 mg!l. A természetes vizek oldott oxigéntartalma O ... 14 mg!l (28-5. ábra), de atnloszferikus nyomáson általában telitettségnél kevesebb oxigén tartalmaznak. Az oldott oxigén a viztisztításban nélkülözhetetlen, valamint a fémes anyagú csovezetékek felületén védoréteg képzodését segíti elo, ha tömege legalább 6 mg!l. A kazántápvizek esetében különösen fontos a jó vfzminoség a nagyfokú korrózióveszély miatt. IDdrogéJHmillid (H2S). A hidrogén -szulfid-tartalmú viz szaga kellemetlen, ezért tisztítás nélkül vizellátási célra nem alkalmas. A hidrogén-szulfid rendszerint a talajban levo redukciós folyamatok közvetítésével kerül a vizbe. A hidrogén-szulfid-tartalmú viz a fémes anyagokat megtámadhatja, mert kénsav képzodik. Jelenléte a szerves szennyezodések indikátora lehet. A vizbol levegoztetéssei eltávolitható. Vas(II)ion (Fe2+). A vas gyakran található a forrás- és egyéb felszín alatti vizekben, ahova a talajbeli szilárd vasvegyületek oldódása révén kerül, rendszerint kisebb mennyiségu mangánnal együtt. Legtöbbször hidrogén-karbonát [Fe(HC03)2], ritkábban szulfát (FeSOJ alakban, vagy szerves vegyület alkotójaként fordul elo. Ha a vas(II)-hidrogén-karbonát mellett a vizben elegendo oldott oxigén is jelen van, akkor a vas oldhatatlan, három vegyértéku Fe(OH)3 csapadékká oxidá1ódik. Ez a befogadókban és csovezetékekben rozsdabarnás iszap formájában figyelheto meg. Az ilyen vizet nem isszák szívesen, s a fehér ruhákon mosáskor foltot hagy. Egészségügyi szempontból egyébként nem kifogásolható. A csovezetékekben lerakódó vas(III)-hidroxid a belso átmérot csökkenti. Ha a vizben az oldott vas koncentrációja 0,1 mg!l-nél nagyobb, zavaró, s a vizet tisztítani kell. 0,2...0,5 mg!l koncentráció kis mennyiségu vasat, 0,5.. .1,0 mg!l jelentos, 1,0 mg!l feletti Fe2+-ionkoncentráció nagyon sok vasat képvisel. Különösen sok vas kerülhet a vizbe barnaszéntelepek kör-
28-4. ábra. A szén-dioxid vas- és mészoldása
28-5. ábra. A vízben oldott oxigén
nyezetében. Mennyisége szélso esetekben 40 ... 100 mg!l Fe2+ is lehet. Vas jelenléte esetén a kutak környezetében a talajban és a csovezetékben vasbaktériumok szaporodnak el. Ezek az egészségre ártalmatlanok. Mangánion (Mn2+). Felszíni vizekben alig, legfeljebb nyomokban fordul elo. Talajviz 0,1 ... 1,0 mg!l mennyiségben is tartalmazhat ja. Rendszerint a talajbeli barnakobol levego hatására vizben oldott komponens keletkezik. Nehezebben távolitható el, mint a vas. 0,05 mg!l-nél nagyobb mangánkoncentráció esetén a vizet tisztítani kell. Csovezetékekben nemkívánatos lerakódásokat idézhet elo.
936
VíZELLÁTÁS
Ammónia (NHs). Az ammóniaés más ammó· niumvegyület - fó1ega talaj beli kémiai vagy biológiai eredetu redukciós folyamatok révén kerül a vízbe. Különösen akkor veszélyes, ha emberi vagy állati fekáliából ered, mert ilyenkor más szennyezoanyagok is jelen lehetnek. Az ammóniumvegyületek tovább oxidálódása folytán nitrit vagy nitrát keletkezik. Ni~tion (N02"). A nitrit a talajvizekben általában kisebb mennyiségben fordul elO.Egészségügyi szempontból a szokott elofordulási mennyiség nem is lenne zavaró, minthogy azonban jelenléte rendszerint közvetlen fekáliás szennyezodésre utal, nitrit az ivóvízben nem lehet. A nitrit az ammónia után kö.vetkezo lebontódási lépcso, amely redukciós folyamatok révén is keletkezhet. Nitrátion (NO]). Az ammónia oxidációjának végso foka. Kis mennyiségben szinte minden vízben megtalálható. Vízvezetékben a víz 30 mgjl-nél többet nem tartalmazhat. Ha a nitrátion koncentrációja nagy (pl. 100 mgjl-nél nagyobb), szerves vegyületekkel való elozetes szennyezodésre utal. A szerves nitrogénvegyületek, az ammónia, a nitrit és nitrát idotol való függését, a nitrifikáció idoben való lejátszódását a 28-6. ábra szemlélteti. Ebbol kitunik, hogy ha csak nitrátion van számottevo mértékben a vízben, akkor a nitrifikáció lejátszódott. Foszfátion (PO~-). 0,3 mgjl-nél több foszfát jelenléte közvetlen fekáliás szennyezodésre utal. A fekália és a mutrágya a talajvíz foszfáttartaImátjelentosen növelheti, ha a felso talajrétegek adszorbeálóképessége a beszivárgás során nem elegendo a foszforvegyületek kiválasztásához. A foszfátok a csovezetékekben természetes védoréteg kialakulását segítik elo. Kloridion (CI-). Egészségügyi szempontból nem kifogásolható komponens. Nagyobb (kb. 250 mgjl-
nél nagyobb) koncentráció esetében azonban a viz íze sóssá válik. Ha jelentosebb mennyiségben fordul elo a vízben, szerves szennyezodésre utal. Rendszerint házi és ipari szennyvizekbol származik. A kloridot a víz oldja. (Rendszerint nátrium-klorid alakban van jelen.) Közüzemi ivóvízmuben max. 80 mgjl turheto meg. A nagyobb sótartalom a vízelosztó hálózatban korróziót okoz. Szulfátion (SO~-). A természetes vizekben levo szulfát többnyire jól oldódó szu1fátsók, a nátrium-szulfát (Na2SOJ és a magnézium-szulfát (MgSOJ eredetére vezetheto vissza. A természetes kén oxidációja révén, továbbá a házi, ill. ipari szennyvizekkel is bejuthat a vízbe. Az utóbbi esetben a szulfátion a fehérjék kéntartaImának oxidációjából is származhat, s mint ilyen régebbi szennyezodésre utal. A közüzemi vízmuvekben 100 mgjl szu1fáttartalom még megengedheto. Amennyiben a víz keménysége nem túlságosan nagy, akkor 200 mg ji még turheto. A szulfát a beton- és azbesztcement csövekre jelent veszélyt, ezért cSak S54 minoségueket szabad használni. Biokémiai oxigénigény (BOI). A biokémiai oxigénigény (mg ji) az az oldott oxigén, amely a vízben levo szerves anyagok aerob baktériumok általi lebontásához bizonyos idotartam alatt és homérsékleten szükséges. A biokémiai oxigénigény értéke alapján a vizsgált víz szervesanyag-tartalmának mértékére következtethetünk. Oxigénfogyasztás (KOI). Az oxigénfogyasztás (kémiai oxigénigény, mgjl) a vízben levo szennyezoanyagok mennyiségét közelítoen megadja. KOI tehát az az oxigén,amely a vízben levo szerves anyagok kémiai oxidáIásához szükséges. A szerves vegyületek jelentos része ugyanis eros oxidálószerrel szén-dioxiddá és vízzé oxidálható (pl. kálium-permanganáttal, kálium-bikromáttal). A KOI meghatározása során valamennyi szerves anyag oxidálódik, tekintet nélkül arra, hogy a szerves anyag biológiailag lebontható vagy sem. Ezért a KOI érték a biokémiai oxigénigény értékénél mindig nagyobb. Keménység. Az alkálif'óldfémek (Ca, Mg) vízben oldott vegyületei okozzák a víz keménységét. A természetes víz szén-dioxid-tartaIma a vízben csak kismértékben oldódó kalcium- és magnéziumkarbonátokat jól oldódó hidrogén-karbonátokká alakitja: CaC03+
CO2+ H20=Ca(HC03)2;
MgCO,,+ CO2+ H20=Mg(HC03h. o
Nap
28-6. ábra. Nitrogénvegyületek
a vízben
A víz karbonátkeménységét a benne oldott kalcium- és magnézium-hidrogén-karbonátok, a nemkarbonát-keménységet a kalcium és magnézium
A vfz ÉS TULAJDONSÁGAI, VfZMINösfTÉS
összes többi vízoldható sók okozzák (kloridok, szulfátok, nitrátok stb.). A karbonátkeménységet változó keménységnek is szokták nevezni, a nemkarbonát-keménységet pedig állandó keménységnek. A ketto összege adja az összes keménységet. A víz keménységi foka szerinti vízminosítést a 28-4.táblázat tartalmazza.
28-4. táblázat. A víz keménysége Közetosen kemény Lágy Kemény 4... 18... 8>30 30Na8... 11...18 11gyon 0.. .4 kemény ségli keményMeglehe-
Nagyon pes
nkO fok ke(összes ménység),
2
14 13lJ-1
pH -ertekskola
937
A keménységet okozó sók mennyiségét a keménységi fokkal fejezzük ki: 1 nko= 10 mg/l CaO=7,14 mg/l MgO. A karbonátkeménységi fok legalább nko=2 legyen ahhoz, hogy elegendo oxigén jelenlétében a fémes csövek belso felületén védoréteg képzodjék. Az ivóvízellátásban legalább 8 nko-nak megfelelo összes keménységre van szükség, ebbol a karbonátkeménység 2 nko. pH. A pH-érték az oldatok savas vagy lúgos jellemét adja meg. A pH-értékkel a hidrogénion-koncentráció fejezheto ki. A víz szobahomérsékleten hidrogén-, ill. hidroxilionokra disszociál: H20= =H++ OH -, a hidrogénion- és a hidroxilionkoncentráció egyaránt 10 -7 grammion/l. A pHérték a hidrogénion-koncentráció tízes alapú negativ logaritmusa: pH= -lg [H+]. Savas a víz a O
28.1.3. Az ivóvíz kémiai minosítése
I =l
A víz ivóvízellátás céljaira való felhasználásával kapcsolatban a víz kémiai komponens-határértékeirol a 28-5. táblázatb61 tájékozódhatunk.
J
" -5 Ó
7 8
9 ::'10
11 12
o
28-7. ábra. pH-értékskáIa 1 1/10 n nátronlúg;
2 eros mosólúg; 3 káliszappan; <# mowszappan; 5 vér; 6 tehéntej; 7 betonra gyengén káros; 8 betonra erosen káros; 9 aludttej; 10almalé; II ételecet; 12 citromlé; 13 erosen lúgos; 14 gyengénlÚllOs; 15 semleges; 16 gyengén savas; 17 erosen savas
28.1.4. A víz biológiai sajátosságai A vizekben levo komponensek közül egyesek a mikroorganizmusok tápanyagai. Értheto ezért, hogy a vizeket mikroorganizmusok is benépesítik. A felszíni vizekben tehát folyamatosan biológiai folyamatok játszódnak le, s ezáltal a vizekbe jutott szerves szennyezoanyagok lebontódnak. Ezzel a folyamattal kapcsolatban a felszíni vizek öntisztu1ó képességérol is beszélünk. Ezen a felszíni vizeknek azt a képességét értjük, hogy a beléjük jutott szerves szennyezoanyagokat annyira feldolgozzák, hogy a víz eredeti, szennyezodés elotti vÍZminoségi állapota újra helyreáll. Néha a vizekbe jutott szervetlen nitrogén- és foszforvegyületek miatt az algák annyira elszaporodnak, hogy "vízvirágzás" keletkezik, ami által íz- és szaganyagok jutnak a vízbe. A vizek minoségét -:- szennyezettségük mértékét - a szaprobiológia-rendszer alapján jellemezzük. A víz ilyen szempontból való biológiai minosítéséhez a vízmintában található összes szervezetet
938
VíZELLÁTÁS
28-5. táblázat. A J6 ivóvizkémiai jellemzlH
0,10 Egyes kutak 120,00 SO,OO 0,50 0,20 0,002 0,30 0,001 30,00 100,00 SO,OO 50,00 0,20 Egyes 0,100,10 Optimum: 0,00 0,05 0,02 ... 1,5 0,10 kutak Egyes kutak Optimum: 1,0... Nyom Alkotórészelr berendezés elfoaadhatól t6rhet6 nyom és vizvezetékés vizveze. nyom engeGyenge Vfzazolaáltató I Minc5sftés mgJl
mgfl Vas (FeH), mgfl Szulfid (SZ-), mgfl Szabad kl6r (az), (S~, mgfl Szulfát
ték Vizvezeték Vizvezeték
Lúgosság,felszíni n Hafl , okO mgfl tartalom, mgfl Összes k~énység, Oxigénfogyasztás (Oz),
28-5. táblázat folytatása AIkot6részek ésjeUcmz6k
berendezés
------
-I VfzazoIaáltató Ie1foaadható/ Min6sltés t6rhet6
O Vízvezeték Réz (CUH),gyenge mgfl Igen 0,40 0,20 0,20 200,00 200,00 100,00 0,30 0,30 0,102,00 300,00 Egyes kutak nyom tékés vizveze.
vízvezeés vizveze4,00 3,50 3,0020,00 3,00 2,SO 2,00 Vizvezeték 45,00 16,00 30,00 1000,00 12,00 30,00 Egyes kutak Összes szilárdanyagcsetén nálás vizfelhaszték és vizvezeEgyes kutak
1
meg kell határozni, és az életközösségen belül a kának a feltárása, a felhasználhatóság tekintetében végso soron a bakteriológiai minosités a mértéklegjellemzéSbb bioindikátorokat ki kell választani. adó. Ez utóbbiak százalékos aránya a viz szennyezettséMinthogy a patogén baktériumok egyértelmu kigi fokára jellemzéS. A legjobb bioindikátorok azok az éléSorganizmusok,amelyek a környezeti tényezéSk mutatása nem egyszeru feladat, ezért a bakteriolóváltozásaira legérzékenyebben reagálnak. A szap- giai minositéskor a fekáliás szennyezéSdéstje1zéSés robiológiai minéSsitési.rendszerben 4 fokozatot kü28-6. táblázat. A viz biológiaimin&ítése lönböztetünk meg (28-6. táblázat). Szennyezés m6rtéke
28.1.5. Az ivóvíz bakteriológiai
minosítése
Az ivóviz kórokozó, ill. fekáliás szennyezéSdést je1zéS.mikroorganizmusokat nem tartalmazhat. Mig a biológiai minéSsitéscélja a viz szennyezettségi fo-
Rendkivül erosen szennyezett viz Erosen szennyezett viz Mérsékelten szennyezett viz Tiszta viz
Szaprobitás
Poliszapr6b Alfa-mezaszapr6b Béta-mezaszapr6b 0ligoszapr6b
939
A vfz ÉS TULAJDONSÁGAI. VfZMINosfTÉs
biztonságosan kimutatható Coli-csoport baktériumainak a kimutatásán van a hangsúly. A vizek bakteriológiai vizsgálatakor tehát rendszerint nem a kórokozó baktériumok vizbeli jelenlétét állapitjuk meg, hanem csak a szennyezodést (ami azonban nem feltétlenül fertozó') jelzo Colibaktériumokét. A vizeket a Coli-titer és a Coliszám alapján minositjük. Coli-titer: az a legkisebb viztérfogat (ml), amelybol a Coli-baktérium kitenyésztheto. Minél na-
gyobb térfogatú vizbol állapitható meg a Coli-titer, a viz annál tisztábbnak tekintheto. Számszeru értékek: ha 1 Coli-baktérium 100 ml vizben található, akkor a viz tiszta; 10 ml vizben található, akkor a viz elég tiszta; 1 ml vizben található, akkor a viz gyanús; 0,1 ml vizben található, akkor a viz erosen szenynyezett, használatra nem alkalmas. Coli-szám: az 1 ml-nyi vizben eloforduló Colibaktériumtelepek száma.
28.2. Vízszerzés A vizkész1etek különbözo fajtáinak megfeleloen a viznyerés módja is sokféle. Általánosságban megállapitható, hogy a hazai kedvezo hidrológiai adottságok miatt a szakembesek szivesebben használják fel a felszin alatti vizkészleteket. Értheto, mert ezek a szuroközegek (szemcsés rétegekben) tárolódva, ill. mozogva, legtöbbször jóval tisztábbak a felszini vizeknél. Ez utóbbiakat sokféle házi és ipari szennyviz, mezogazdasági eredetu szennyezoanyag szennyezi, s igy legtöbbször alapos és költséges tisztitásra szorulnak. A mikro-szennyezoanyagok fajtáinak és azok mennyiségének növekedésévei egyidejuleg a fe1szini vizek tisztitása egyre nehezebbé válik. Megjegyzendo azonban az is, hogy a mikro-szennyezoanyagoktóI egyes felszin alatti (például a parti szurésu) vizek sem tekinthetok mentesnek. Kisebb vizigény esetében, ha felszin alatti viz áll rendelkezésre, elsosorban annak felhasználása célszeru.
rétegu kavicsszurot kell alkalmazni. A nyitott fenék különösen akkor elonyös, ha a vizadó réteg igen bo vizadó képességu. A kavicsrétegek szemnagysága: a talajjal érintkezo alsó rétegé 2 ... 10 mm; a közbenso rétegé 10...20 mm; a felso rétegé 40 ...60 mm. Az egyes rétegek vastagságát 20 ...25 cm-re célszeru választani. Avasbetonból készülo aknát (kutat) süllyesztik.
252~ --
3
I
4
28.2.1. Kutak Leszívasi felszin
5
Aknakút. Tulajdonképpen a régi ásott kutak továbbfejlesztett alakjának tekintheto (28-8. ábra). Vizhozama a hazai viszonyok mellett 1000...3000
6
m3fd.
A kút belso átméroje 2 ...2,60 m. Szerkezete csömöszölt vagy vasalt beton. A vizadó réteg vastagságában a kút falát vizátereszto módon kell kialakitani. Ezt a hengeres aknafal szilárdsági viszonyainak megtartása végett, átmeno bordák közötti réseIt vagy porózus anyagból készült "ablakok" beiktatásával érik el. Az akna fenekét, ha az esetleges talajtörés veszélye ellen teljes biztonságot kivánnak elérni, vizzáróan kell kibetonozni. Ha a fenék vizátereszto, tehát nyitott marad, akkor több
7
8
1 döngölt agyag; 2 tú\süllycdést sátló vasbeton támkoszorú; 3 vasbeton; gyöngykavi"" (0 4 ... 10 mm): 5 merevito vasbeton koszorú; 6 porózus beton meg<:sapolófelületek: 7 vágóél (L 100/100/10): 8 víz alatti háromrétegÜ kavicsszórás: 9 vízzáró réteg; 10 homokos kavics: II víz alatti beton <#
víZELLÁTÁS
A vágóél átméroje 0,50 ... 1,00 m-rel nagyobb a kút belso átmérojénél. Erre kerül a vasbeton merevítogyuru, majd a kút felmeno hengeres része. Közben a vágóél alól a talajt a talajvizszint felett szárazon, alatta viz alatti kotrással távolitják el a kút belso terébol. Avégbol, hogy a kút - a meglehetosen nagy külso palástfelületén keletkezo súrlódás miatt süllyesztése közben be ne szoruljon a talajrétegbe, a súrlódás csökkentésére az építéskor 5 ... 10 mm átméroju gyöngykavicsot szórnak a palást köré. Néha tixotróp folyadékkal gondoskodnak a sülylyesztés folyamatosságáról. A kút belso és külso oldalát egyaránt vízzáró vakolattal kell ellátni, hogy a talajrétegek szennyezettebb vize ne kerülhessen a kútba. A felszinen a palást köré döngölt agyagtömítést készítenek vízzárás céljából. A kutat vízzáró vasbeton lemezzel fedik le. Ezen nyitható, vizmentesen záródó fedlapot helyeznek el, amelyen keresztül karbantartás. javítás céljából a kút belso terébe lehet jutni. Az aknakútnak szárnos elonye van. Nagy tárolótere gyakran kiegyenlito tároló szerepét is betölti. Nagy a szurofelülete, ezáltal kisebb a belépési szivárgási sebesség, így a kút élettartama rendszerint hosszú. Tisztítása és ellenorzése egyszeríí. Elonyei miatt az aknakutak ma is kb. 8 m mélységig - a fúrt kutak szempontjából kedvezotlen hidrogeológiai viszonyok esetén - a vízellátás céljaira alkalmasak. Az aknakútból termelheto viz térfogata közelito módon a következoképpen számítható: Vízzáró fenék és vízátereszto függoleges aknafal esetében, ha a kút a vízzáró rétegig lemélyített, a VI vízhozam:
V
= k(H2_h'-) In R/ro
1
'
(28-4)
A wmaxérték általában nem tekinthetlS azonosnak a régebbi számításokhoz alapul választott Sichardt-féle ún. "kritikus szivárgási sebesség": . k
wkr=15
értékével, hanem annál általában nagyobb, tehát
A wmaxértéke a szemcseösszetételi görbe elemzése vagy konkrét mérések alapján határozható meg, a helyszínen vagy laboratóriumi körülmények között. Csápos kút. Sok szempontból az aknakút tovább· fejlesztett formájának is tekintheto a törpe csápos kút (28-9. ábra), amelyet a FlSvárosi Vízmuvek fejlesztett ki. Az ilyen típusú kútnak. nagy ellSnye, hogy a parti szurésu rétegekbol egv helyrlSl, kon-
'/
I
~ ~
I III I
5
~Itlr:0O I
(28-1)
ahol k a szemcsés közeg vízátereszto képességi tényezoje; H az eredeti vízréteg vastagsága a vízzáró réteg felett; h a kútbeli vízréteg vastagsága; ro az akna sugara; R a leszívás hatósugara. Ha a kút elhomokol6dását még nem okozó wmax-ot,a megcsapoló felülethez tartozó szivárgási sebességet ismerjük, akkor a vízhozam a VI = Donhw max
Vl+V2=(~+Doh)~max'
5Z-1.
~
Sl....-II. -=a 70
51-
90
10
-2,00 ~/ ////~~r/
,/ 1/2\ .. 11'1"
LJU
./
9
••11 flllt/ 1'1. lj
(28-2)
I/f-.*--111.1
összefUggésbol számítható. Itt Do az akna küls6 oldalához tartozó átmérlS. Ha csak a fenék vízáteresztlS, és a wmaxértékét ismerjük:
1/5 11/" 28-9. ábra. Törpe csáposlcút. A csápok száma két szinten 5 ... 5 db, acsápok összes hossza kb. 300 m
V2=~~W_. (28-3) Ha a függ()leges aknafal és a fenék is áteresztlS, akkor a kút vízhozama:
1 terepSzÍnt; 2 búvónyflú, aI6z6ve1 eIWott fedlappaJ; 3 vubeton aknafodél; ;# körülbetonozú; j acél uyomóCl6, NÁ 200; 6 aknafal, 16 mm v&Stallbe8esztett acéllemez; 7 búrinzivattyú; 8 er6Ii~; 9 ráelt acél szdr6c:I6, NÁ 150; 10 AIYlIIfoltll~ll feo6kbeton
II/s/'>
1/"-
vfzsZERZÉS
centrálisan veheto ki a szükséges, rendszerint tekintélyes mennyiségu viz. A kút két fo részbol áll. Az alsó rész 2,20 m átméroju, 16 mm falvastagságú, rendszerint a vizzáró rétegig süllyesztett acélhenger, amelynek alsó éle vágóél. A csápok magasságában és felette két erositogyurut helyeznek el a csápkihajtásnál jelentkezo palást-igénybevétel ellensúlyozására. A felso rész a géptér, amely 3,0 m átméroju, 25 cm falvastagságú vasbetonból készül. A törpe csápos kút napi vizhozama 4000 ... 8000 m3• Az acélköpeny korrózió elleni védelmére különleges muanyag bevonatot használnak. Fúrt kutak. A fúrt kút leggyakoribb és kevés kivétellel mindig alkalmazható felszin alatti viztermelo berendezés. Tömött kozetek esetében a fúrólyukba néha nem helyeznek SZUfocsövet. Ez azonban nem ajánlott megoldás, mert elóbb-utóbb a kozetnyomás miatt omladék kerülhet a kútba, ami memét zavarhatja, Általában cé1szerfisZUforakatot ilyen esetben is beépiteni. Ha a vizadó réteg kisebb mélységben van, s ha még gazdaságos, kavicsszuros kutakat épitenek. Ide tartoznak a csokutak is. Nagyobb - több száz ~ter - mélységbol a viz már a mélyfúrású kutakkal termelheto. Ide tartoznak az artézi kutak is. Az akna- és fúrt kutak összehasonlítása. Az aknakút fo célja a viznyerés, de aknaterében bizonyos mennyiségu viz tárolására is hivatott. Elsosorban a talajfelszinhez közeli, sokszor kis vastagságú, de bo vizadó képességu rétegbe telepitik. A fúrt kút az ilyen hidrogeológiai viszonyokkal rendelkezo rétegbol való viztermelésre kevésbé alkalmas. Rendszerint több, mélyebben levo vízadó réteget kell vele határolni. A folyamatosabb, biztosabb vizutánpótlási viszonyok miatt a kút belsejében tárolótérre nincs szükség, de a fúrt kút erre nem is lenne alkalmas kis átméroje miatt. Fúrt kúttal az aknakúthoz képest rendszerint nagyobb vizmennyiség termelheto, ugyanis vele a teljes réteg könnyen harántolható. Az aknakút gyakran nem teljes kútként kialakitva, csak bizonyos mélységig nyúlik le a vizadó rétegbe. A fúrt kút létesitési költsége az aknakútéhoz képest kisebb. A fúrt kutak nagyarányú elterjedése foként ennek a ténynek köszönheto. Közegészségügyi szempontból a fúrt kút az aknakutat lényegesen felülmúlja, hiszen közvetlenül a talajfe1szin alatti talajvizréteg vize nincs védve a felülrol bejutó szennyezodésektol. A fúrt kút által megcsapolt mélyebb réteg (vagy rétegek) már mélységi ~lhelyezkedésüknél fogva is mentesebbek az elobb emlitett szennyezodésektol. Ezenkivül a fúrt kút kisebb átmérojénél fogva, a kútfej megfelelo kialakitása folytán is sokkal jobban védheto a külso szennyezodésektol.
941
Az elozokben összefoglalt megállapitásoktól függetlenül ma is gyakran létesitenek aknakutat, ahol bo vizadó képességu talajvizréteg helyezkedik el, s egy helyrol jelentosebb mennyiségu viz termelheto ki. A mai aknakutak nem a régi "ásott" kutakkal azonosak, azoknál fejlettebbek. CSOKÚt. A csokút az egyik legfontosabb vfztermelo berendezés. Parti szurésu és talajvizkútként egyaránt alkalmazható. A parti szurésu csokutakat rendszerint kútsorba telepitik. Egy csokút átlagos vizhozama 300 ...600 m3fd. A talajvizet termelo csokútsor a talajvizáramlás irányára meroleges legyen. A kutak egymástól való távolságát a vizutánpótlás viszonyai, továbbá a hidraulikai egymásra hatásuk elkerülésének feltétele szabja meg. Ha viszont a szomszédos kutak különbözo, egymással nem kapcsolódó rétegeket csapolnak meg, akkor egymáshoz egészen közel is telepithetok. A csokút szerkezeti kialakitásának elvét a 28-10. ábra szemlélteti. Legfontosabb része az általában NÁ 300 méretu, résekkel ellátott szurocso. Tekin-
2 ~11/J130012 -~
~ ~
--J 12
4
14 12
13 28-10. ábra. Csokút szerkezete 1 búvónyllás fedlappal; 2 üzemi vizszint mérocsöve, NÁ 40; 3 el6rc BYártott vasbeton kútakna; 4 szifonvezcték; 5 kútfej; 6 a kavicssz6ro ellenállását méro cso, NÁ 40; 7 szivócso, NÁ 100; 8 kútcSO,NÁ 300; 9 rostált 800 és 1200 közötti gylb1ibcn; 10 rostált kakavics, I ... 6 mm, az vics, 6 •.• 20 mm, az lZ! 300 és lZ!800 közötti gylírCIbcn; azbcsztcemcnt szlírocso 7/80 mm résmérctckkel, NÁ 300; 12 iszapfOBÓ,NÁ 300; 13 fenéklemez; 14 qyaafckü; 15tcrepszint
0
0
II
víZELLÁTÁS
tettel a kis -átmérlSre,továbbá hogy a kút közvetlen környezetében a túlzott mértéku szivárgási sebesség csökkentheto legyen, a kút "hidraulikai" értelemben vett sugarának növelésére célszeru törekedni. Ez kavics sziírorétegekkel érheto el. Ily módon a kút vÍzhozama is jelentosen növelheto. A kút legmélyebb része az iszapfogó. A szur5cso belso terébe kerül a SZÍvócso, amely szifonvezetékhez vagy a szivattyú SZÍvócsövéhezcsatlakozik. Elofordul azonban, hogy a csokút sziír5csöve egyben sZÍvócsoként is miiködik. A sziírocso anyaga lehet acél vagy azbesztcement is. Építésének módja és menete a 28-Il. ábrán követhetlS. Elso lépésként a NÁ 1000... 1200 méretii köpenycsövet süllyesztik le a kívánt mélységbe, száraz vagy öbHtéses fúrással. Belsejébol a talajt víz alatti kotrással vagy öbHtovízzel zagyként emelik ki. Ezt követoen a köpenycsövön belüli üres térbe leeresztik a NÁ 600... 800 méretii béléscsövet. A két cso közötti térbe finomabb szemcséjii sziirokavicsot töltenek, miközben a külslS, már szükségtelenné váló köpenycsövet fokozatosan visszahúzzák. Következo lépésként a béléscslS üres belslSterébe a mintegy NÁ 300 méretii sziir5csövet eresztik le. A béléscso és a szurocso közötti teret durvább kavicsanyaggal töltik ki, miközben a béléscsövet is kihúzzák. Végül a sziirocs5 be1s5 terébe a SZÍvócsövet eresztik le. A sziirlShossz megvá1asztásakor arra kell gondolni, hogy a víznyerés szempontjából rendelkezésre álló vízadó réteg lehet5leg teljes vastagságát be kell kapcsolni. A fúrási átméro tulajdonképpen a "hidraulikai" kútátmérlS, ami a kút miiködését alapvet5en befolyásolja. A kisebb fúrási átméro miiszaki szempontból kifogásolható (Wmaxi§:Wkr), a kémiai, biológiai eredetii eltömodés következhet be a kút környezetében levo talajtérben. A nagy átméro pedig gazdaságtalan lehet. A felveendo D fúrási átmérlS közeHt5en True/sen képletébol számítható:
6 7
28-11. ábra. Csokút építése 1 az6r&s6. NÁ 300; 2 szIv~, NÁ 100;"' durvlibb uCir6kavics, 6 ... 20 mm; <1finomabb sz6r6kavics, 1... 6 mm; S vfzadó r6tea; 6 köpenycs6, NÁ 1200; 7 béIéICS6. NÁ 800
mV D= nJW '" '
(28-5)
ahol m tapasztalati tényezo (értéke általában 280); Va kút igényelt vízhozama, m3fs; h a sziirocso alsó éle feletti, leszívás utáni vízréteg vastagsága, m; 6", a vizadó réteg hatékony szemcsenagysága, mm. A szurlScso átméro jének megvá1asztásakor két szempont a mértékadó. Kis mélységii kutak esetében arra kell gondolni, hogy a szívócsövet, a búvárszivattyút az iszapfogó mélységéig építjük be. A szur5cslS átméro jének tehát elegendonek kell lennie az emHtett szerkezeti elemek ki- és beszerelésére, továbbá lényeges, hogya beépített szerkezeti elemek és a sziír5cso szabad szelvénye között maradó körgyiíru keresztmetszetu tér többletellenállást ne okozzon. A sziir5csoátméro legkisebb keresztmetszetének meghatározásakor a lábszelep, ill. a SZÍvókosár átmérojét vagy a legnagyobb szivattyúátmérlSt vesszük alapul, 100... 150 mm biztonsággal. A szur5cso átmérojét a nyilásaihoz érkezo viz szivárgási sebessége szempontjából is fontos megvizsgálni. Különösen lényeges ez a kavicsszuro nélküli csokutak esetében. Ismertek azok a jelenségek, amikor a vízben oldott vas, mangán, hidrogén-karbonát kicsapódik a biológiai és kémiai folyamatok miatt. Ehhez hozzájárul a nagy szivárgási sebesség. Korábban a szivárgási sebességet a kavicsszórás külso szélénél mérték, az újabb kutatások azonban arra mutatnak, hogya kavics sziírorétegek terében, a szurocso külso oldalánál is meg kell vizsgálni. A mai szemlélet szerint turbulens mozgás nem engedheto meg. így tehát a lehetséges sebességet a Reynolds-számbóllehet számítani, wd
Re=-, v
ahol W a tényleges szivárgási sebesség; d a mértékadó szemcseátméro (a legbelso kavicsszuroé vagy a termett talajé aszerint, hogy alkalmazunk-e ka. vicsszurot); va víz kinematikai viszkozitása. A biológiai és kémiai eredetii eltömodést nyilván a Reynolds-számmal - mint paraméterrel - is lehet jellemezni, ha azt a tápanyaggal (vas, mangán) vagy egyéb vízminoségi komponensseI hozzuk kapcsolatba. Ezekre a tervezési kérdésekre és tapasztalatokranagy gondot kell fordítani, mert különben a kút tizemében zavarok keletkezhetnek. A sziír5cso vízátvezeto nyiIásainak kialakításakor figyelembe kell venni, hogy a sziirocs5 a kívánt szilárdsági feltételeknek mindenkor megfeleljen, anyaga korrózióálló legyen. A nyDások lehetlSleg nagyok legyenek, a kút belslSterébe rajtuk keresztül belépo·.víz mozgása áramlási szempontból kedvezo legyen, de a kavicsszemcsék a nyDásokat ne tömjék el.
943
A kavicsrétegeket úgy kell megvá1asztani, hogy a kút rendes üzemeltetésének idlSszaka alatt a kút homokolásmentesen mfiködjék. Szo/noky vizsgálatai szerint az elhomokolást még nem okozó kavicsréteg, ill. talajréteg 15, 50 és 85 tömegszázalékához tartozó szemcseátmérok hányadosai : Dts N1S=-d ts ' Dso
Nso=-d so '
(28-6)
Dss Nss=-d ss '
Ezen hányadosok kisértetek alapján kapott minimumai a biztonsággal alkalmazható hányadosértékek:
Nu~80, Nso~60,
(28-7)
Nss~40·
kor a szóban forgó vizadó réteg sajátosságaihoz kell igazodni. Az egyszeru szurovázas szurocsövet sem szitaszövet, sem kavicsréteg nem veszi körül. Elsosorban durvább szemcséju vizadó réteg esetében alkalmazható. A rakat réseIt felülete a teljes palástfelületnek legalább 20%-a. A résfelület méretének megvá1asztásakor arra is gondolni kell, hogy a korrózió miatt a résfelület idovel csökken. A nyilások kör alakúak, hosszúkásak. A szitaszövetes szurorakat olyan vizadó réteg esetében alkalmazható, amelyben a szemcsék finomabbak, és ezért könnyen bejutnának a szurofelület résein át a kút belso terébe. Ennek elkerülésére a szurovázra szitaszövetet erositenek, amelynek lyukbosége 0,2 ... 0,5 mm vagy nagyobb, a talajtói függéSen.Ilyen szurorakatot szemléltet a 28-13. ábra. A szitaszövet azonban a korrózió miatt könnyen eltöméSdik. A négyzetes szitalyukak hidraulikai szempontból nem kedvezok, mert a homokszemcsék mintegy beülnek a szitaszövet lyukaiba, s ezáltal
Ha tehát valamely kavicsszuro és a körülötte levo talaj egymásnak megfelelo - a (28-6) egyenletben foglalt - szemcseátméroibol alkotott hányados értéke a (28-7) egyenletben foglalt értékek alatt marad, a szuroréteg nem homokolódik el (28-12. ábra). A (28-7) egyenletben levo három hányados adta feltételt egyidejilleg nem szükséges kielégiteni, elég, ha legalább az egyik megfelelo. Szíírocso, SZUI'Orakat. A szurocso (szurorakat) kialaldtására többféle megoldás van. A cél minden esetben az, hogya vizadó réteg szemcsehalmaza és a kút mint csapoló szerkezet között olyan kapcsolat legyen, hogy a kút homokolásmentesep az állandó térfogatáramot képes legyen szállítani. Ebbol következik, hogy a szurorakat kialakitásával minden100
85.-
n
_
_
N'5
EM. DstJ NstJ NIS
o 18-12. álln. Szur6kavics szemcseszerkezete Szemcseálmér6,
Jog ~ log
18-13. álln. Szúr6rakat 1 béWIcI6; 2 lapos menet; 3 tolcl6cl6;
<# központolÚtó; 5 hu.zallzöwt; 6 alát6l1odrony; 7 k6zpontolÚtó; 8 iszaPCOIIÓ;9 duaó
víZELLÁTÁS
hosszabb ido múlva a kút hozamának tetemes csökkenését okozhatják. Itt a muanyagok elterjedésétol várható jobb megoldás. A mély fúrású kutak. Mély fúrású kút a 30 ... 40 m· nél mélyebb, olyan fúrt kút, ahol vízzáró réteggel fedett víztartó réteget csapolnak meg. Ha a nyugalmi vizszint a térszint alatt 6 ... 7 m-nél mélyebb, a vizet búvárszivattyúval emelik ki. (Pozitiv mély fúrású kút esetében kedvezo talajfelszini adottságok és megfelelo rétegbeli nyomás esetén a vizadó réteg nyugalmi vizszintje a terepszint felett van. Negativ mély fúrású kút esetében a nyugalmi vizszint a terepszint alatt helyezkedik el.) A mély fúrású kutak vizhozama a víztartó réteg szemcseösszetétele, a vizutánpótlooás és a kútkiképzés technikai kivitele függvényében tág határok között változhat (0,5... 30 l/s). A kutak szerkezete: a köpenycsövet a talajvíz vagy a vízzáró réteggel nem fedett felso, könnyen szennyezheto réteg kizárására, továbbá egyben iránycsoként is alkalmazzák. A kutak mélységétol függoen rendszerint több béléscsorakat épül be (28-14. ábra). A víztartó rétegek bekapcsolására alkalmas csohosszat (csoszakaszt) szurocsonek ne-, veZZÜk.Ennek perforált vagy hasitott nyilásain - a leginkább alkalmazott réz szitaszöveten keresztül- áramlik a kútba a megcsapolt víz. A szurocso átméroje legalább 80 mm, de gyakran 300 mm átméroig is épitenek szuroszerkezetet. Ha a kút elkészült, a teleszkópos illesztéket elvágják és a csövek felso részét alulról kezdve szakaszonként kihúzzák. A takarékosságnak ezt a módját csak akkor szabad alkalmazni, ha biztositva van, hogy a béleletlenül maradt kútszakaszokon nem következnek be beomlások, és a különbözo rétegvizek nem keverednek. Az iránycsövet sohasem szabad visszahúzni. A mély fúrású kút olyan vizadó rétegeken is áthaladhat, amelyek vize nem hasznositható. Hogya felsobb rétegek vizét a kútból kizárhassuk, tömíto eljárásokat kell alkalmazni.
A csorakatok teleszkópos illesztéseit tömszelencével vagy cementezéssel kell elzárni. A tömszelence az elvágott cso keresztmetszetét ne szukitse. A cementes tömitést nagy szilárdságú cementtel készí· tik. A keverék 50... 60% cementbol és 40 ... 50% vízbol áll. A kötési ido rövidítésére kalcium-kloridot is kevernek hozzá.
1
,II' '/1 !!:II II '(.1' II1'1I 111',11 I,d Ill" 111/,,1 IIljll ,II~ 'Il
~t il e:
~
'"" III "
Illi,ll "i"
111111
'111,/1
1 ,1,1/
,I.! il'
Illj II
2
3
-·8 10
28-14 ábra Mély fúrású kút lterepszint;2 iránycso(0 241/228); 3 tömszelence;4 fúrócso (0 203/192); 5fúrócso(0 165/155); 6 béléscso (0 127/118); 7 a vízad6 réteg vastagságának megfelelo szurorakat; 8 vízad6 homokréteg; 9 anyag; 10 íszapfogó
28.3. Víztisztítás A felhasználásra szánt vízbol a szennyezodéseket el kell távolítani, a vizet felhasználásra alkalmassá kell tenni. A tisztítás mechanikai, kémiai, biológiai folyamatok célszeru alkalmazásával valósítható meg. A víztisztítás alapelve, hogy eloször a durvább, majd a finomabb szennyezoanyagokat választjuk ki a vízbol a minoségi igényeknek megfelelo mértékig.
28.3.1. Durva tisztítás Gerebek (rácsok). A tisztítandó felszini vízbol eloször a durvább, szilárd úszó (vagy lebego) szenynyezodéseket kell eltávolítani. Ezt a feladatot a ge· rebek látják el. A gereb lehet durva vagy finom gereb. A durva gereb pálcikái közötti résszélesség
vfzrlSzrfTÁS 20...30 mm, a finom gerebé 1,5... 15 mm. A 28-15. ábra finom gerebet szemléltet. Méretezés. A hasznos gerebnyílás felülete a következo összefüggésbol határozható meg:
fr A=--, klk2w
(28-8)
s kl="jj ,
ahol s az egyes pálcák szélessége, m; b a szomszédos pálcák közötti nyilás szélessége, m; k2 a gerebfelület eltömodésének mértékét kifejezo tényezo, amelyet 'v 0,75 értékre célszeru választani; fr a vízhozam, m3/s; w a viz áramlási sebessége a pálcák közötti keresztmetszetben, mIs. A gerebekkel való tiszti~ elsosorban a szivatytyú zavartalan míiködése szempontjából lényeges. Szitaszuro'K. A szitasziirok lyuggatott lemezek, fém vagy muanyag huzalszövetek, fonatok vagy hálók. Általánosan használt kiviteli formájuk a dobszúro. A gravitációs, nyitott dobsziirot (28-16. ábra) a víztisztító berendezések elott kell beépíteni. Célja a vízben levo kisebb úszó anyagok (pl. falevelek) eltávolítása. A szivattyúzott víz gyakorlatilag azonos vizálláson érkezzék a szúrohöz, s utána gravitációs vizelvezetés legyen. A sziirofelület vizszintes tengelyre szerelt és a tengelyen forgatható hengeres dob. Palástja rendszerint eros háló, amire szitaszövetet feszítenek. Ez utóbbi végzi a tisztítást. A dob nyersviz feloli vége
28-16. ábra. Nyitott dobszúro 1 nyersviz-bevezetés; 2 szúrtvlz-elvezetés; 3 öbllt6v1z; 4 tömités; 5 vízszint· ingadozás
nyitott, másik vége a viz át nem ereszto kúpos felület közbeiktatásával zárt. Emiatt a víz a hengeres paláston belülrol kifelé halad, miközben a szennyezodés a szitaszuro belso felületén rakódik le. A dobot villamos motor forgatja. A dobszuro általában a tisztitótelep elso mutárgya, ipari viz esetében azonban önálló mutárgy is lehet. Nyomás alatti, zárt dobszurot kell tervezni, ha a viz nyomás alatt érkezik a sziirore, és e nyomás elvesztése nélkül célszeru a vizet továbbszállítani (28-17. ábra). Igen elonyös a nyomás alatti dobszuro a vizkivételi muvek szivattyúi után a hosszabb távvezeték védelmére, vagy ipartelepek esetén, amikor az ipari vizet csak durván kell szurni, s így a nyomás
3 ~ Ill.
Je/magyarázaf:
4.
.!!,/V.
••••• Üzemi folyamat (1.és II.tolózár nyitva, l/l. és IV.tolózár zárva) ==vÖblítési folyamai (Ill. és JlI. tolózár nyitva, 1. és II. tolózór zórva) 28-17. ábra. zárt dobszurö 28-15. ábra. Finom gereb 1 hajtómotor; 2 e1vezet6csatoma; 3 preb
62 Az épületgépészet kézikönyve
1 nyersviz-bevezetés; 2 szúrtviz-elvezetés; 3 öbllt6vlz-bevezetés; 4 öbllt6vIz-elvezetés; 5 sz6rMelület; 6 tömités: 7 vízzáró felület; 8 perforált öbllt6cso; 9 öbllt6 VIZSU8ár
VíZELLÁTÁS
alatti dobsZUfo az ipartelepre érkezo nyersviz nyomócsövébe iktatbató. A dob teljes sZUfofelülete viz alatt van. A könynyebb tisztítbatóság végett a viz a szitaszuro felületén át kivülrol befelé áramlik. A szennyezodés a szitaszuro külso felületén rakódik le. A szurt víz a dob belso terébol a nyersvízbevezetés helyével ellentétes, nyitott oldalon távozik az elvezeto csoszakasz-
ba. A nyomás alatti dobszurobol két olyan egység létesitendo, amelyek külön-külön is alkalmasak a teljes vizmennyiség tisztitására. Az üzem során állandóan ellenorizni kell a szitaszuro eltömodésének (ellenállásának) idobeli változását, és elo kell irni a maximális szuroellenáUást. A dobszuro elotti és utáni csoszakaszban a nyomást mérni kell. Ha a nyomás különbség 1500 ... 2000 Pa-t ('" 150 ... 200 v.o.mm-t) meghaladja, a szurot öbliteni kell. A szükséges összes szabad keresztmetszet:
V
Aszllr=-w
.
ahol g a gravitációs gyorsulás; d a szemcse átméroje; el szemcse surusége; e a folyadék surusége; 'fJ a folyadék kinematikai viszkozitása. A különbözo mozgásállapotokra vonatkozólag
az
w=f(d, el) függvénykapcsolatot a Campf-féle 28-18. ábra szemlélteti. Ennek az ábrának az alapján tehát a még ülepitendo szemcse d átmérojéhez - figyelembe véve a szemcse el suruségét - a keresett ro ülepedési sebesség meghatározható. A viztisztitási gyakorlatban eloforduló különbözo anyagú (et suruségu) szemcsék (homok. vas-hidroxid pehely, aluminiumhidroxid pehely) ülepedésisebesség-értékeit a 28-7. táblázat tünteti fel. Leggyakrabban vizszintes átfolyású ülepitomedencéket alkalmazunk. A vizszintes átfolyású ülepitomedence vizszintes felülete:
A=-Vw· Ebbol a felületi terhelés
Minthogy a szurési sebességet a szuroszövet áramlási keresztmetszetére kell vonatkoztatni, ezért az a szabad keresztmetszeti tényezo fogalmát kell bevezetni:
a=~Í"
•
Ji'
VA=-=w, A ami a szemcse ro ülepedési sebességének felel meg. Derítés. A tisztításra szoruló vízben kolloidális méretu lebego anyagok is jelen vannak. Rendszerint agyagásványokból épülnek fel. Felületük az oldatból (vizbol) az ún. potenciálképzo ionokat adszor-
a=al~' ahol al a tényleges szuroelem (sodrony. szita) szabad keresztmetszeti tényezoje; ~ az alátámasztó szerkezet (merev drótháló. lyuggatott lemez stb.) szabad keresztmetszeti tényezoje. A dob teljes szükséges felülete:
10
1
A tej1·=Aszllr a Vlepítés. Agerebbel és szitaszövettel mechanikailag durván tisztított vízbol a további tisztítás során a zömmel szervetlen lebego anyagokat kell eltávolitani, leülepiteni. Az ülepités során a vizénél nagyobb suruségu szilárd anyagokat a gravitáció segitségével választ juk ki. Az ülepités-elmélethez mindenekelott az ülepedési sebességre ható tényezok kapcsolatát kell meghatározni. Az w ülepedési sebességet a Stokes-féle összefüggés adja:
w=-gtP 18
el-e
.--.'fJ'
1 d,cm
(28-9)
28-18. ábra. Ulepedési sebesség
10;
.
~
I
.
I
I
II
28-7. táblázat. KOlöoböz6 anyagú szemesék Olepedése állóvizben 12,0 d Ch =2,65 .••2.71 A1umlnlum-hidroxld 1ülepedési more m-recs6 eso m-reeso 111-1,03 ülepodái mm/s w. mm/a ido w, 111•• pehely. 1.34 0,000005 228,0 w. 0,0268 2,1 20,1 0,0135 7,4 0,000023 35,0 351,02,88 0,13 0,024 0,ot06 0,0426,6h 0,08 0,0222 0,006 0,00448 0,62 12,4 19,7 2,Od 0,00096 0,00314 0,0138 0,0247 0,0385 11,2h 5,7 0,008 0,00485 20,00266 73,5 3,2 ,1 ,Od 7 h V.s-hidroxid 21,0 3,4 32,0 0,723,7 47,08 31,08 1,04 11,2 11,8 1,1 9,3 1,9 min 9,5 42,0 24,08 14,8 14,5 22,0 45,28 1,3 1,4 100,010,08 53,0 23,0 12,0 5,7 29,0 17,5 19,08 2,08 0,0000154 0,0000054 2,0 6,0 0,00043 0,00000106 0,00217 29,9 8,2h 1,08 2,0 9,0 0,000242 0,00154 0,0035 0,00058 0,00054 0,00123 9,4d 0,0002 %,4d 33,0 14,5 hadHomok. 200,0 46,0 70,0 5,08 0,0357,8 0,0144 0,154 0,098 0,065 26,9 0,054 9,6h 8,1 0,0344 5,1 0,122 0,20 1d4,3 2,6 1,1 1,5 hd75 0,0017 1,6 0,0088 20,5 2,6 1,3 dmin 0,0853,3 2,2 7,3 6,05 0,5530,3 26,5 4,8 1,4 1,8 1,0 15,0 0,261,1 0,918,5 2,90 2,10 16,0 1,90 8,0 39,3 12,7 5,3 0,74 4,3 2,1 2,8 3,2 5,9 2,7 2,10 38,08 1,8 1,30 0,42 41,6 16,6 11,9 10,2 1,5 9,2 4,9 2,7 min 2,9 1,8 4,4 6,08 192,7 3,7 83,0 19,0 6,9 54,08 28,58 18,5 52,58 2,9 43,58 2,4 1,4 1000,0 69,0 0,0014 0,0062 27,0 14,48 4,48 0,000016 0,0000035 amin 0,0008 13,8 0,000029 29,4 0,00035 26,6 57,8 14,38 3,3 109,2 47,5 1,2 106 min 0,35 47,6 2,2h 0,0056 0,142,Oh 0,533,4 0,201,4 6,0 12,8 3,88 22,5 1,30 2,3 7,9 7,6 min 5,7 63,0 3,8 0,00006 4,5 0,000 21,68 12 34,48 111-1.18 Szerves anyai pehely,
~
I
<
víZELLÁTÁS
beálja. A felületükön rendszerint negativ töltésu ionok helyezkednek el. Az ilyen kolloid szemcsék, noha a viznél nehezebbek, mechanikai úton mégsem ülepithetok. A viztérbeli stabilitásukat e1sosorban a felületi erok, a molekuláris és az elektrosztatikus vonzásból, valamint az elektrosztatikus taszitásból származó eredo ero befolyásolja. A kolloid szemcse negativ töltésu felületét a pozitiv töltésu adszorpciós réteg veszi körül. Ez a réteg kötött vizet tartalmaz. E körül helyezkedik el az ismét negativ töltésu diffúz (elmozdu1ó ionokat tartalmazó) réteg. E két utóbbi réteg érintkezési felületén levo töltéskülönbség a C potenciál. Ahhoz, hogy a kolloid részecske ülepedhessék, C értékét csökkenteni kell. Ennek eléréséhez elektrokémiai folyamatokra van szükség: a kolloid szemcsékével ellentétes töltésu kolloidokat juttatunk a vizbe. A szemcsék negativ feszültségi állapota ily módon közömbösithe.to, ami által a szemcsék között a vonzóero válik uralkodóvá, a kolloid szemcsék a pelyhekhez tapadnak, nagyobb pelyhek képzodnek, és a nagyobb suruség, valamint a semleges töltés lehetové teszi ülepitésüket. A használatos deritoszerek aluminium- és vasvegyületek, pl. az alumínium-szulfát [AI2(S04)3]' Az aluminium-szu1fát a viz karbonátkeménységéveI reagál és azt csökkenti: AI2(S04)3+3 Ca(HC03h-2 + CaS04+6 CO2•
Al(OH)3+
Deritéskor általában 20 ... 100 mgfl aluminiumszulfátot kell a vizhez adagolni, de használnak három vegyértéku vas-hidroxidot is. A vas-klorid adagolásakor lejátszódó reakció: 2 FeC13+3 Ca(HC03)2-2 Fe(OH)3+ +3 CaC12+6 CO2• Hazánkban foleg a téli idoszakban - hideg vizek esetében - alkalmazzuk az aluminium-szu1fáttal együtt kisebb mennyiségben, mert jelenléte az aluminium-szulfát hidrolizisét gyorsitja. Ezáltal a csaknem O oC-os vizek is derithetok aluminiumszu1fáttal. A hazai gyakorlatban jelenleg az aluminium-szu1fáttal való deritést alkalmazzuk (ez olcsóbb és könynyen beszerezheto), s csak télen használunk vas-kloridot is kiegészítésként. A szilárd kolloidális szemcsék felületét aluminium-hidroxid pelyhek boritják. Az aluminiumhidroxid pelyhek a szemcsék közötti térben adhéziós burkokat alkotnak. A burkokon belül vb; záródik be. A pehelyhez a vizben levo sokféle szenynyez5anyag is hozzátapad és részévé válik. Ily módon a pehely meglehetosen összetett felépitésu
4-
28-19. ábra. Pehelyképz.odés 1 S2:i1árdkolloid szemcse; 2 bezárt viz: 3 adhéziós burok; " alumínium.. hidroxid pehely
(28-19. ábra). A pehely átméroje, surusége, az alkotó anyagok egymáshoz viszonyitott aránya tehát nem tekintheto áIlandónak. Ennek az a következménye, hogy az ülepedési sebesség a medence tervezésekor nem tekintheto állandónak, mert a pehely növekedéséveI az ülepedési sebesség is no. A derito méretezése a mechanikai ülepitokénél jóval nagyobb körültekintést igényel. A pelyhesedés tér- és idobeli alakulása mindenkor a szóban forgó szennyezettségff, homérsékletu stb. vizektol függ. A tervezéshez ezért a leghelyesebb a szóban forgó tisztitandó vizre nézve elozoleg konkrét deritési .kísérleteket végezni, vagy az elozo tapasztalati adatokra támaszkodni. A kisérletek alapján az átfolyási (tartózkodási) ido (t, h) meghatározható. Ismerve a Vh max óránkénti csúcsterhelést, a medence V térfogata: V=Vh max't· A 28-20. ábra hosszanti átfolyású homokfogót ábrázol. E1sosorban ipari viz tisztitásakor, nagy térfogat, de kisebb vizminoségi igényesetén alkalmazható. Gyakran önálló tisztitó mutárgyként használják. Az átfolyási sebesség 30 cmfs-nál kisebb. A fenékre jutó iszapot surített levegovel muködo zagyszállitó mammutszivattyúk emelik át az iszapelvezeto csatornába. Rendszerint több egység épül egymás mellé.
-
J 2
.. ~··III··~:
::L-
j
28-20. ábra. Homokfogó
1 iszapelvezetö
csatorna: 2 s6rltett levego; 3 bukó: " nyersvlz; 5 ülepített viz: 6 iszap
vfZTISzrtr As
949
Függoleges áramlású derito látható a 28-21. ábrán. Ezekben a deritokben a viz alulról felfelé áramlik, miközben bizonyos méretu pelyhek lebego állapotba jutnak. A lebego iszapfelho - kialakulása után - a felfelé áramló lebego anyagokat mintegy megszuri, ezért az ilyen deritoket szuroderítoknek is nevezzük. Az érkezo pelyhek a már lebegokkel ütköznek, összetapadnak, súlyosabbá válva leülepednek. 7
28.3.2. Sz6rés 28-22. ábra. Nyitott gyorsszúro
A szurés során a viz szemcsés közegen szivárog át. A szurés célja a vízben levo kolloidális méretu, lebego anyagok, pelyhek, mikroorganizmusok, kémiai szennyezoanyagok eltávolítása. Gyol'SSZÚJ'O. A tisztítás célja a rendszerint szüksé· ges elotisztítás (pl. ülepítés, derítés) után még a vízben levo finomabb szemcsés vagy pelyhes· anyagok, valamint a mikroorganizmusok egy részének eltávolítása olyan mértékig, hogy a gyorsszuron átjutott viz minoségi jelleIDZOi(lebegoanyag-tartalom, átlátszóság, baktériumtartalom stb.) az eloirt követelményeknek megfeleljenek. Gyorsszúrés esetében a szurési sebesség >2,5 mIh. A nyitott gyorsszuro kialakításának és muködésének elve a 28-22. ábrán szemlélheto. A szuroberendezés három fo részbol áll: - nyers- (ill. derített-) víz-tápcsatorna, és az alatta elhelyezkedo öblítoviz-elvezeto csatorna; - téglalap alakú szuromedence; - szurovízgyujto és öblíto .csorendszer. A szuroréteg felett az üzemi vizboritás max. 40 50 cm lehet. A szuroréteg vastagsága általában 1,0 1,2 m, a támrétegé 15...20 cm. A szemcsékmérete 0,8 1,5 mm átmérotartományba esik. A tároréteget 3 5 mm átméroju kavicsanyag alkotja.
14 28-21. ábra. Deritö 1 nycrsvlz; 2 tisztltott viz; 3 túlfolyó; 4 iszapviz
1 tolózár; 2 légbeercszt6 szelep; 3 úszó; 4 azlfon; 5 lYonsz6r6 rétei; 6 azdr6Ccn6k; 7 tillZtavfz-medcmI:e
A szuroréteg hézagtérfogata a szóban forgó homokanyagot figyelembe véve, általában 35%-ra teheto. A szurofenéknek biztositani kell az egyenletes szurési sebességet és a szúrt víz minoségét, valamint az öblítoviz és öblitolevego egyenletes elosztását. A szuro eltömodésót nem célszerü bizonyos határon túl megengedni, mert a szuro a kívánt vízmennyiséget végül is nem képes szállitani, s ezzel egyidejuleg a réteg túlzottan összetömörödik. Az öblítés beiktatásának szükséges idopontját általában a szuroellenállás elore meghatározott értékig való növekedése alapján határozzuk meg. Az öblítés alulról felfelé irányul. Az öblítéskor a szuroréteg szemcséit lebegtetni kelL vagyis szuszpenziót kell létrehozni. A réteg expanziójának mértéke 300.10körüli értéknek veheto fel. Ennek megfeleloen az 1,0... 1,2 m vastag szurorétegnek az expanziója kb. 40 cm. Viz- és levegoöblítésu rendszerben az öblítoviz a szúrt víz mennyiségének3 ... 5%-a. A levego azáltal, hogy a szemcsék felületérol a szennyezoanyagok könnyebb leválasztását elosegíti, vizmegtakaritást eredményez. Az öblítolevego intenzitása 20 l/sm2 körüli. Az öblítés elott a szükséges légnyomás (1,5 2,0) . 1()5Pa (1,5 2,0 kp/cm2), öblítés közben (0,4 1,0) . 1()5Pa (0,4 1,0 kp/cm2). Az öblítovíz intenzitása 20 ...30 l/sm2 körüli. Az öblítési sebesség max. 15 mIh lehet. Lassúszíiro. A lassúszuro, amint az elnevezésbol is kitunik, a tisztítandó vizet a gyorsszuronél jóval kisebb, kb. 0,5 mIh sebességgel szuri. A szurohomok finomabb szemcséjü: a szemcsetartomány 0,3 ...0,75 mm. Ennek a két tényezonek az eredményeként a szúro a vizet nemcsak mechanikailag, de ezzel egyidejuleg biológiailag is tisztítja. A különbözlS iz- és szaganyagok eltávolítására is sikerrel alkaJmsl7~hSltó. A lassúszuro réteg felépítését a 28-23. ábra szem-
950
VíZELLÁTÁS
anyagok, olaj kivonására aktiv szén por vagy a ket· to kombinációja. A segédszuroanyag mennyisége 1 5 ...40 g/m3 viz. A segédszurlSan.yag(vagy anyagok) célja az, hogy a szuroréteg lyukacsosabb, áteresz· tóbb legyen. A kovaföld szuro szerkezetére szárnos megoldás ismert. A 28-24. ábra fekvo berendezést szemléltet. 2-1-:: : :.:: .:..... : c.; A kovafóld szuro a tartáIyból kiszedheto. A sziíröfelületet alkotó szuroszita-sorozat függoleges állású, a kollektorcsó'böz mereven rögzítve. Az ilyen beren· J ~ dezés 100 m2 szurofelület-nagyságrendig létesítheto. *11:::":"::1:::'::-: ~!:: A szitaszuro átméroje 1,5 m is lehet. Ha ennél na· //~ ;':;'. X/( ~~"i. gyobb, félo, hogy a kollektorcsohöz közeli szitafe· 28-23. áIJra. Ta~r(írö lületrész már bizonytalanul öbIítheto. A szennye· 1 a azlir6homokfeletti vízréteg; 2 homok sz6r6rétc. 0,3 .•. 0,75 mm; zett viz (pl. fürdomedencéé) a 4 vezetéken érkezik 3 durva bvic:a; "drénl:a6,1Zl 15 cm az 1 szíírotartáIyba, abban szétoszlik, és a szitafelü· lelteti. Az alsó, durva kavicsréteg a szffrt viz per- letre jutva, azon az alapréteget létrehozza. A tisz· forált dréncsobe való kedvezlSbb bevezetését és a titandó vízhez a viz szennyezettségi fokától fúgszuroréteg egyenletes megcsapolását segiti elo. goen folyamatosan bizonyos mennyiségií kovaföl· det adagolnak, ami által a szuroréteg mindig poró' A szuroréteget általában 1,0 m vastagságú vízréteg zus marad. A 2 szitafelületeken átszurodött 5 víz a borítja. gyujto kollektorcsobe kerül, ahonnan azután a fürKoY8fölcl sziíro. A hagyományos gyors- és lassúszurlSk mellett az utóbbi évtizedben a kovaföld szu- domedencébe vezetik vissza, miközben a vezetékbe klórt adagolnak. riSk is elterjedtek. Elsosorban a f"úrdlSvizekforgaHa a szuro ellenállása már nagy, s emiatt a szart tásos tisztitására alkalmazzák, mert itt a t.isztftandó viz mennyisége jelentosen csökken, akkor a 6 vezeviz m~nnyisége viszonylag kisebb. Ivó- és ipari viz tékbol érkezo vízzel a rendszert öbIíteni kell. tisztitására is igyekeznek felhasználni. Kedvelt horA szennyezett öbIítoviz a 8 tolózár nyitásával külön dozható .berendezés. tartályba vezetheto, aminek a térfogata a szurotarA szuroréteget megtámasztó vízátereszto, merev felület anyaga lehet kerámia szurlS, finoIDSZÖvetu tály térfogatával azonosra választható. A vizet az fém- vagy mííanyag szita (lyukméretük 30 ...70 (.tm) öblítést követoen a tartályból, folyamatos keverés közben újra a szurotartályba vezetik, s a szitafelüstb. Erre a támasztófelületre a szurés kezdete elott re- leten az alapszfiroréteget újból kialakítják. Ezt követoen a szurés újból megkezdheto. A kovaföld cirkuIáItatás révén kovaf"óld alapszfiroréteget hor2-3-szor hordható fel a szitafelületre, mert ezt ködanak fel. A kovaföld a kovaalgák héjanyaga, vetoen már annyira szennyezodik, hogy a csatornafinomszemcsés, 0,5 ... 14 (.tm méretu. A szurés tehát hálózatba kell vezetni. a mikroszurésre emlékeztet. 1 m2 felületre kb. 500 g kovaf"óldjuttatandó. Szurés közben erre az alaprétegre települ rá, 28.3.3. Kémiai tisztítás - további szuroréteget alkotva - a szurendlS vizben levlS lebeglSanyag-ha1maz, ill. a folyamatosan Vas- és lJIanglÍlltalanítás. Ha a vizben bizonyos adagolt segédszuroanyag, ami lehet ugyancsak kovaf"óld, de a vfzminoségtlSl függoen az iz- és szag- mennyiségnél több oldott vas és mangán fordul elo, akkor a viz csovezetékben való szállításra, ivó- és ipari vizelIátási célra alkalmatlan. Az elfogadható 6 legnagyobb vas- és mangántartalom a vizmu nagy7 ságától függoen, vezetékes ivóvizelIátás esetén a 28-8. táblázatban Iátható. J 2 Vastalauitás. A vastalanítás oxidációs folyamat létrehozása. A követendo eljárás az oldott vas víz5 ben való elofordulási formája szerint választandó meg. A vasa vizben hidrogén-karbonát [Fe(HCO~2l, 28-24. áIJra, Kovafóld szúr6 szulfát [FeS04lvagy szerves kötésben lehet jelen. A Fe(HC03l2 kötésu vas esetében a vastalanítás llZ6r6tarW,.; 2 IZitafelOlet;3 klemel~;" ~ viz; 5 aZOrtviz; 6 öblft6vfz..beYCZOÚS; 7 öbUt6vfz.clvealtá; 81e/lritll két alapfolyamat révén valósítható meg. •••
: ••
' .• ", • 0,0.
vizrlSZT1T As 28-8. táblázat. Megengedett vízszeanyezések m'Jd
max. vastartalom,
maJI
Megenaedhet6 max. mllll&ántarta1om, mgJI
500 250 ... 500 250
0,10 0,20 0,30
0,05 0,10 0,20
Vizm6 teljesltménye.
M~
Az elso a kémiai folyamat: a két vegyértéldi vas vízben már rosszul oldódó, háromvegyértéldi vashidroxiddá (pehely, csapadék) oxidál6dik: 2 Fe(HC03)2+ 0+ H20=2 Fe(OH)2+4 CO2. A második a mechanikai folyamat: a vas-hidroxid csapadék csak szuréssel vagy ülepitéssel és szuréssel távolitható el a vízbol. Az oxidációhoz szükséges oldott oxigén (O~ nyomás alatti légbefúvatással, permetezéssel vagy forgófékkel viheto a nyers vízbe. A hidrogén-karbonát-kötésii vas eltávolitásának eljárásait a 28-9. táblázat foglalja össze. A vas oxidáltatásával egyidejilleg szén-dioxid szabadul fel, amely agresszív részének megkötésérol (eltávolitásáról) is gondoskodni kell, különben a víz a tisztítási folyamat miatt válik agresszívvá. A követendo tisztítási eljárás - a táblázatnak megfeleloen - a vastartalomtóI és az agresszív szén-dioxid-tartalomtóI és az agresszív szén-dioxid-tartalomtól függoen választható meg. (A 28-9. táblázat a 6 ... 8 nko karbonátkeménységii vizekre vonatkozik.)
A szu1fátkötésii vas eltávolitásához riibb mésztej adagolása: 2 FeS04+2 Ca(0H)2+0+H20=2 +2CaS04'
módja, P: pehe1yeltAvolltásmódja.
H20,
ahol MnO(0H)2 kolloid állapotú mangán-oxidhidroxid; Mn20) kolloid állapotú mangán-oxid, amely sziirheto. A sziiroanyag aktiv felületének helyreállitása, regenerálása pl. kálium-permanganáttallehetséges. A hidrogén-karbonát-kötésii mangán eltávolitásának egyik lehetséges módját a 28-25. ábra szemlélteti. A víz a mangán mellett agresszív szén-dioxi-
Vastalanitás módja
o: oxidáció
Fe(0H)3+
2 Mn(OH)2+ O2= 2 MnO(OH)2' MnO(OHh+Mn(0H)2=Mn203+2
Aaressziv CO.-tartalom, mIII elosZ1Í1'osszurés P: eloszuros elosztiros szurés >20 I + egyszeru 10•••20 P:I (fermagóval) ülepités egyszeru + egyszeru szurés szurés permetezés O: forgókefe vagy porlaszt6P:P: ülepítés szurés :ülepités+ egyszeru sztirés egyszeru szurés0•••10 vagy forgókefe
Jelmagyar6zat:
legcé1sze-
A vas-hidroxid itt is pelyhesedik, vagyis sziirhetové válik. A szerves kötésii (huminsavhoz kötött) vas levegoztetéssel nem távolitható el. Ilyenkor kémiai oxidálószert, klórt, kálium-permanganátot, esetleg ózont cé1szerii alkalmazni. A vas mésszel vagy aluminium-szu1fáttal koaguláltatva kicsapódik, majd több órai ülepítés után sziirheto. Mangántalanitás. A mangántalanítás kémiai folyamat. A mangántalanitóréteg anyaga mangándioxiddal bedolgozott kvarchomok, esetleg természetes mangán-dioxidos (bamako, MnO~ szuroanyag lehet. A hidrogén-karbonát-kötésii mangán eltávolitása tehát a szemcse aktivált felületén lejátszódó kémiai folyamat: a vízben levo Mn(0H)2 a rétegben oxidálódik:
28-9. táblázat. VastalaDitás módjai
fúvóka fúvóka fúvóka
951
VíZELLÁTÁS 28-10. táblázat. SaVtaIanítás módja dot és kb. 1 mg/l oldott vasat is tartalmaz. A tisztítási folyamat az ábráról megértheto. A kezelendo viz A dezoxidációs folyamat végén vegyes öblitéssel CO.-tartalma, mgJIés ké10... 20 Kessener0... 20folott 10 Szórórózsás v. v. Szórórózsás Porlasztófúvókás fúvókás Mechanikai miai porlasztóvagy eljárás csak kémiai tisztítják a mangánszurot, ügyelve arra, hogy az keménysége, Ikefés eljárás nkO Savta1anftás módja karbonátI Kessener+ ferfés (porlasztás mágó szurés) aktív réteg a homokszemcsék felületéroile ne moforgóke(szurés fermágóneljárások keresztül) >7 csak mechanikai <7 sódjék. Savtalanítás. A savta1anítás rendszerint más víz· tisztítás-technológiai eljárásokhoz - pl. vas- és mangántalanításhoz - kapcsolódik. llyenkor a savtalanítás a vas- és mangánta1anítást megelozi. A savta1anítás célja a vízben levo agresszív széndioxid eltávolitása. Asavtalanítási eljárások alkalmazhatóságának feltételeirol a 28-10. táblázat tájékoztat. Mechanikai savtalanítás. A vizet apró cseppekre bontva, a szén-dioxid a víz és levego közötti nagy édntkezési felületen távozik el. A szórórózsás savta1anító nyomócsore kapcsolt, gömbsüveg alakú szórórózsából és ez alá változtatA forgókefés savtalanítás. Nagyobb szén-dioxid ható távolságban elhelyezheto kör alakú szitából mennyiség esetében az aerob szennyvíztisztítási áll. A szórórózsa által vékony sugarakra bontott gyakorlatból ismert ún. Kessener-rendszeru forgóvizet a szita tovább bontja apró cseppekre. Ez a sav- kefés berendezést célszeru alkalmazni. A kefe fOf' talanítási eljárás 20 mg/l agresszív szén-dioxid-targásának hatására a víz a felszínen apró cseppekre talomig alkalmazható. osz1ik szét, miközben spirális alakú mozgással haA por1asztófúvókás savtalanítási eljárás a szó- lad át a berendezésen. A hasznos kefehossz 1 m-ére rórózsás savtalanításnál jobb hatásfokú és ezáltal 10...20 m3/h kezelendo vízmennyiség számítható, nagyobb tömegu szénsav eltávolitására alkalmas. így a tartózkodási ido 10... 5 min-nak adódik. Kémiai savtalanitás. A kémiai savta1anítás az agA savtalanítás hatásfokát a vízsugár átméroje és a víz kezdeti sebessége szabja meg. Ez utóbbit 10... 12 resszív szén-dioxid magnézium-, mész- stb. vegyümIs-ra célszeru választani. letekkel való lekötésén alapul.
9 A--Z1
i \-22 ii
6
I· I.
·I I. ·I
I· I. I· .I
2
~ '-+-""" r-My" .
ITT"!"
16
I. .\
2(
..nl 24'/.~
I 'l... ~~._.:= _ .._ .._ .. ~' --~ ..~~.~.J L. r~ .
~-----20..,J 19
L 1:!.-17
••••••••••••
1"1
-----
28-25. ábra. Sav-, vas- és mangántalanítás 1 kútszivattyú; 2 levegoztetés. ill. savta1anftás; 3 e1oülepitö: 4 szivattyú: 5 nyersviz: 6 vastalanftó szlíröréteg: 7 bedolgozott mangánta1anftó; 8 automata légteleníto: 9 kézi lefúvató: 10 öblitolevegÖ: öblítövíz: 12 a felso réteg öblítovízének elvezetése; 13 az alsó tér légtelenítoje; 14 az alsó réteg öblítovízének elvezetése: 15 recirkulácíó: 16 e1oszlír1et-elvezetés: 17 kompresszor: 18 öblítöviz-szivattyú: .19 vegyszer-szívattyú: 20 vegy. szeroldó kád: 21 légbesz[vó szelep: 22 hurok: 23 tisztaviz-medence: 24 hálózati szivattyú; 25 tisztitott ivóvíz
II
953
VfZTISZTfTÁS
A kémiai szurési eljárások közül hazai viszonylatban a fermágóval való savtalanítás terjedt el. Az ilyen savtalanítást leíró reakcióegyenlet: MgO+2 CO2+H20-Mg(HC03)2' Elc5nye, hogy egy molekula MgO két molekula szén-dioxidot képes megkötni, ezért a víz keménysége csak kisebb mértékben nc5.Általában 20 mgfl a~sszív szén-dioxid lekötéséig célszeru alkalmazm.
A mésztejes oldattal végzett savtalanítási eljárás a következc5reakción alapul: Ca(OH)2+2 CO2=Ca(HC03)2' A mésztejet pontosan kell adagolni, csak a fölös (agressrlv) szén-dioxidot kell lekötni, mert különben a csövek falán CaC03 válik ki: Ca(HC O;h + Ca(OHh=2 CaC03+2 H20. Az oldatos savtalanítóberendezések méretezésekor a reakció lejátszódásához szükséges 't reakcióidc5 alapján a reaktortér V térfogata számítható:
V=Vh't· A savtalanítóberendezést mindig úgy kell tervezni és üzemeltetni, hogy a kezelt víz mész-széndioxid egyensúlyban legyen. Savtalanítóberendezésekben különösen nagy gondot kell fordítani a korrózióveszélyre. A szabad szén-dioxid-tartalmú víz, különösen ha a vízkezelés során klór is kerül bele, rendkívül korrozív hatású. Ezért fémes szerkezetek, épületelemek helyett célszerubb muanyagokat alkalmazni.
28.3.4. Vízlágyítás Célja a víz keménységét okozó sók koncentrációjának csökkentése a kívánt mértékig. Termikus vízlágyítás. A termikus vízlágyítás során a vizet melegítik. Melegítéskor a szén-dioxid kiválása miatt az oldott állapotú kalcium- és magnézium-hidrogén-karbonátok elbomlanak és kalcium-, ill. magnézium-karbonát keletkezik: Ca(HC03)2- CaC03+ CO2+ H20. Vegyszeres vízlágyítás. A vizet olyan anyagokkal kezelik, amelyek a víz kalcium- és magnéziumkeménységét gyakorlatilag oldhatatlan, szurhetc5 vegyü1etekkéalakítják. Mészlágyitáskor a kémiai folyamat: Ca(HC03)2+Ca(OH)2=2
CaC03+2 H20.
Mész-szóda lágyítás során a karbonát- és az állandó keménységet egyaránt csökkentik. Pl.: CaS04+ Na2C03= CaC03+ Na2S04' Nátronlúg-szóda lágyítást akkor célszeru alkalmazni, ha a víz karbonátkeménysége közel egyenlc5 az állandó keménységgel, pl. Ca(HC03)2+2 NaOH=CaC03+Na2C03+ +2H20. Kazánlúg alkalmazásakor a kazánban besurusödött nátrium-hidroxidot (NaOH), nátrium-karbonátot (Na2C03) és trinátrium-foszfátot (Na3P04) vezetik vissza a kazánban felhasználandó víz lágyítására. Na3P04 esetében a tisztítást kísérc5reakció:
3 Ca(HC03)2+2 Na3P04=6 NaHC03+ +Ca3(POJ2' Az eljárást különösen akkor célszeru alkalmazni, ha a kezelendc5víz karbonátkeménysége az állandó keménységnél nagyobb vagy azzal egyenlc5. Ioncserélos vízlágyítás. Az ioncserélc5k olyan természetes vagy mesterséges anyagok (szemmel látható óriásmolekulák), amelyek a velük érintkezésbe kerülc5 vízben oldott sók kationjait vagy anionjait más - a vízminc5ség szempontjából kedvezc5 ionokra képesek kicserélni, s ezáltal a vizet lágyítjáko Anyaguk szerint lehetnek szervetlen természetes anyagok [zöldkc5,zeolit (Na2AI2Si40~] és szervetlen mesterséges anyagok (mesterséges zeolit). A korszeru szerves ioncseréló'k mugyanták, amelyek apró, gömbölyu szemcsés alakban kerülnek forgalomba. Hatásu~t tekintve az ioncserélc5k kation- és anioncserélc5klehetnek. A vízkezelés elve a következc5: a kezelendc5vizet a szemcsés ioncserélc5 közegen átszurik, miközben a víz a nemkívánatos ionokat a mugyantának átadja. Helyettük a víz velük egyenértéku, azonban keménységet nem okozó ionokat vesz fel. Bizonyos idc5múlva így a mugyanta kimerül, több iont sem leadni, sem felvenni nem képes. Ilyenkor regeneráltatni kell. A regenerálás nagy töménységu oldattal lehetséges. A regenerálóoldatban levc5 ionok kiszorítják az ioncserélc5bc51a vízkezelés során lekötött ionokat, s így az további vízkezelésre alkalmassá válik. A katioRcserélc5k a kezelendc5 víz kationjait, az anioncserélc5k a kezelendc5víz anionjait cserélik ki. A 28-26. ábrán olyan kationcserélc5 látható, amely Na-ionokat képes leadni. Helyettük a tisztitandó vízbc51azonos számú Ca- és Mg-ion lép be az ioncserélc5 vázába. így a távozó vízben már csak Na-ionok lesznek, vagyis a víz lágyabbá válik.
VíZELLÁTÁS Üzem
ÖblÍtés
Regenerálús
(kimerítés)
Az ilyen nátriumciklusos ioncserélo konyhasóoldattal (NaCl) rege.oerálható. A 28-27. ábra olyan kationcserélot szemléltet, amely H -ionokat képes leadni. Ezáltal a tisztítandó víz sóiból savak keletkeznek, vagyis a tisztított víz szén-dioxid ban dússá válik. A regeneráltatás sósavval (HCI) lehetséges. A 28-28. ábra anioncserélot mutat. Ezt rendszerint H-ciklusos kationcserélo után alkalmazzák. Ilyenkor a kationcserélo után a vizet savta1anítón vezetik keresztül, ami után a vízben csak állékony savak (H2S04, HCI) maradnak. Az anioncserélo után már tiszta víz (H20) távozik. Kazántápvizek kezelésére a csak ioncserés lágyítás nem megfelelo, hiszen ez a víz összes sótartalmát nem változtatja meg. Lágyítóberendezésekhez a nátrium-ioncserés kationcserélo a legmegfelelobb. A méretezés a következo módon végezheto : aj Eloször a két regenerálás közötti idot kell megválasztani, az üzem szándékolt munkamenetét szem elott tartva. Ez 8, 16,24 óra lehet. bJ Az egy oszlopba jutó ioncserélo anyag tömege:
M= Vta, C
28-26. ábra. Na-ion cserélo vízJágyító muködésének elve
Üzem
öblítés
Regenerólás
ahol V. az ioncserélo oszlopon a két egymást követo regenerálás között áthaladó víz térfogata, m3; a a víz keménysége, g CaOfm3; C az ioncserélo anyag hasznos kapacitása a gyári adatok szerint, gCaOfkg.
(kimerítés) Uzem
28-27. ábra. H-ion cserélo vizlágyitó muködésének elve
öblÍtés
Regenerálás
28-28. ábra. Anioncserélo muködési elve
vtZTl'SZTfTÁS c) Az ioncserél5 legnagyobb megengedheto vízszintes keresztmetszete:
ahol V az át:szur5d5 víz térfogata, m3; h a gyárilag engedélyezett legkisebb rétegvastagság, m. A regenerálást figyelembe véve, mindig két ioncserél5 oszlop létesítend5. Regenerálás el5tt a réteget eloször alulról felfelé irányuló öblítéssei fel kelllazítani, az öblítéshez el5 kell készíteni. Regeneráláskor felülr511efelé áramoltatjuk a regenerálóoldatot.
28.3.5. Csfnitlanitás, fertotlenítés A víz csírátlanításának célja a vízben levo összes élo patogén baktériumok és vírusok elpusztítása. Az eljárások közül a legelterjedtebb a kémiai kezelési mód. Valamennyi oxidációs hatás révén csírátlanít. A klór, klórgáz (CI21adagoIásakor a hidrolízis során hipoklóros sav (HOCI) keletkezik: 02+ H20==HOCl+ H+ + Cl-. A hipoklóros sav csírátlanító hatása kett5s: részben eroteljes fertótlenft5 hatású oxigén hasad.le: 2 HOCl ..•2 HCl+ Oz,
és az oxidálás révén csírátlanít. Másrészt a hipoklóros sav áthatol asejtfalon, így a sejtek enzimrendszerét támadja meg. A csírátlanító vegyi anyagok azonban nemcsak az él5 szervezetekkel, hanem a víz egyéb szennyez5anyagaival is reakcióba lépnek. Az adagolt vegyszer mennyisége tehát az összes reakció figyelembevételével határozható meg. A tisztítandó vízben levo szenes vegyi anyagok oxidációjához szükséges klór tömegét (g/m3) a víz klórigényének vagy klórmegköt5 képességének nevezik. Teljes csírátlanításhoz ennél az igénynél valamivel több klórt adagolunk. Ez a klórmennyiség a tapasztalati adatok szerint: a) ivóviztisztításkor : tiszta vízhez kevés szervesanyag-tartalmú vízhez felszíni vízhez b) szennyvíztisztításkor : ülepített szennyvizhez csepegtetotesten átjutott szennyvízhez eleveniszapos szennyvíztisztítás U:,tán
g/m3
0,5 0,5 2,5 5 10 g/m3
10 30 5 20 5 20
Az ivóvíz klórozásakor a 30 perces idotartam elteltével a vízben még 0,10... 0,15 g/m3, szennyvízben 15 perc után 0,5 g/m3 szabad aktív klórmaradékra van szükség.
28.4. Vízszükséglet A vizszükségleten a lakosság személyes vizfelhasmálását (mosdás, ffizés, mosás), a kapcsolatos helyi ipari üzemek vfzfogyasztását, a településen lev5 ipari üzemek,mez5gazclasági fogyasztók vízfelhll!l7.ná1állát, végezetül a közterületek locsolására és a tíizoltásra szolgáló vízmennyiségeket értjük. Valamely település vizigényét e15re tervezni hasonló településekr51 best.erzett statisztikai adatok alapján lehetséges. A vízszükségletet fa.jlagosan, egy lakosra vonatkoztatva szökás megadni. Egy lakos egy napi vízszükségletét fejadagnak (F) nevezzük, mértékegysége: lld f5. E fajlagos vízszükséglet nagysága számos tényez5t5l függ. Befolyásolja a vízellátás rendszere, a lakók száma, a lakosság szokásai és életszínvonala, a klíma, a településen lev5 ipar jellege,
a parkok, úttestek nagysága és burkolatának min5sége, valamint a víz egységára és az elszámolás módja (vízmér5k vagy átalányár). A világ különböz{) városait vizsgálva nagy szórás mutatkozik, de általában kis településeken kisebb, nagyvárosokban nagyobb a fajlagos vizfogyasztás. Szélso értékek: pl. Genova ivóvíz-fejadagja naponta 521 mint minimum, egy amerikai kisváros 1500 lld fl) fogyasztása pedig mint maximum szerepel a statisztikában. Az eltérés oka: Genovában külön tengervíz- és iparivíz-há1ózat is van, s az 521/d fo csak a lakosság, ill. a lakóterület ivóvizfogyasztását jelenti. Ezzel szemben az amerikai kisvárosnak vízigényes, nagy ipara van, de az ipar és a város vízellátása közös, a fejadagban az ipar vízfogyasztása is szerepel.
VíZELLÁTÁS 28-11. táblázat. Vizfogyasztás 1. A lakosság vlzigényc
1.1. Háztartások, személyenként 1.1.1. Közkifolyós ellátás Ivás, fozés, tisztogatás, tisztálkodás, mosás . Személygépkocsi kézi tisztitása, l/szgk Utca, kert egyszeri locsolása,l/ml Telkeken nevelt számosállat igénye, állatonként 1.1.2. Vízellátó hálózatra kötött ingatlanok, személyenként 1.1.2.1. Fogyasztás célja szerint, személyenként Ivás Fozés Takaritás Fé1komfort Komfort Összkomfort Gázellátás eselén Távho- és központi melegvizellátás esetén Tisztogatás, személyenként Mosás, öblítés (kézzel) Mosás (géppel), öblítés (kézzel) Mosás (automata mosógéppel) Mosogatás (edényben) Mosogatás (egyedi átfoly6s gázmelegit6vel) Mosogatás (mosogatógéppel) Kert egyszeri locsolása, l/ml Utca egyszeri locsolása,l/ml Gépkocsimosás (10 ... 20 min) töm16vel,ljgk Tisztálkodás, személyenként Félkomfortos ellátottság Komfortos ellátottság Összkomfortos ellátottság Vizöblítéses W. C. egyszeri öblitése (18 .. ,90 l/nap fo), l/öblités Pissoir, ljöblités Lakástipusok szerint, személyenként Félkomfortos lakóépület közös csapolóhellyel, lakásonként vizcsapok né1kül Lakóépület,lakásonkénti vlzcsapokkal, vizöblitéses W. c.-vel
28-11. táblázat 1. folytatása Vlzfogyuztás. I/d
30 .. ,50 40 ... 60 5...15 10... 15 1,0 .•. 1,5 40 ... 70
2 ... 3 4 .. .5
5 8 8
10
10... 12 10.. ,15 15...20 20 ... 25 40 .. ,50 4 ... 6 20 40 1,5 1,5
30 50 3,0 2,0
200 ... 300 8.•. 12 100..•200 150... 250
6... 16 5
80 ... 100 120.•. 150
1. Alakossás vlzigényo
Komfortos lakóépület lakásonkénti vizcsapokkal, vizvezetékkel, vizöblítéses W. C.-vel és fürdoszobával Összkomfortos lakóépület lakásonkénti egyedi, tárolórcndszeru villamos vizmelegitovel Összkomfortos lakóépület lakásonkénti egyedi, átfolyó rendszeru gáz-vizmelegítovel vagy központi melegviz-ellátással 1.2. Települések, személyenként A fajlagos vizigények értékei kommunális vfzigényt jelentenek (a beépítési mód és a település jellege szerint) 1.2.1. Közkifolyós ellátás 1.2.2. Vízellátó hál6zatra kötött ingatlanok 1.2.2.1. Szabad beépítés, túlnyomórészt egyszintes épületekkel MezOgazdasági jellegu településeken Ipari és vegyesjellegu településeken Kert és üdülo jellegu településeken Állandó jellegu lakosság Idény jellegu vizfogyasztó Idoszakos vizfogyasztó Települések kert- és üdüloövezetei 1.2,2.2. Zárt sorú beépítés egy- vagy több szintes épületekkel, vegyes jellegu, régi városokban, városrészekben Félkomfortos ellátottság Komfortos ellátottság Összkomfortos ellátottság Ipari jellegu városok Félkomfortos ellátottság Komfortos ellátottság Összkomfortos ellátottság 1.2.2.3. Szabad, telepszerú beépités, több szintes épületekkel 1.3. KÖzületek, intézmények 1.3.1. KözegésZSégügyi intézmények 1.3.1.1. Kórházak és szanatóriumok Kórházak, betegágyanként Szanatórium ok, betegágyanként Kórházak, szülootthonok mosodaüzemmel, betegágyanként
Vlzfogyasztás, I/d
150, .. 220
220 ... 280
250 .. ,350
50... 70
120 150 150 200 200 250 50
250 300 70
300 ... 400
120 150 220 270 300 400 120 150 250 300 300 400 350 ... 550
350 300
500 400
500 ..•600
957
VíZSZUKSÉGLET
28-tl.
28-11. táblázat 2. folytatása 1. A lakossáll vizigénye
táblázat
3. folytatása
Vlzfogyasztás, l/d
Vizfogyasztáa, I/d 1. A lakossáa v1zígénye
Szanatóriumok mosodaÜ7.emmel, dolgozónként 1.3.1.2. Szakorvosi rendelointézetek Ambuláns betegek. betegenként Vizgyógyászati osztály, betegenként Egészségügyi dolgozók, személyenként Laboratórium, egészségügyi dolgoz6nként 1.3.1.3. Körzeti orvosi rendelok, betegenként
1.3.1.4.
1.3.1.5.
1.3.1.6. 1.3.1.7.
Körzeti tüdogondozó, betegenként Körzeti laboratórium, egészségügyi d01gozónként Gyógyszertárak, dolgozónként Mentoállomások elsosegélynyújtással, dolgoz6nként Mentoállomások gépkocsi-mentoszolgá1attal, dolgoz6nként Szociális otthonok, bentlakónként bejáró dolgozónként Bölcsodék, gyermekenként do1gozónként ÓVodák félnapos igénybevétel esetén
Napközi otthonos óvodák, gyermekenként dolgoz6nként 1.3.2. Tisztasági fürdok Egy kádfürdóre (fürdovendég-forga10m szerint) Zuhany, fürdovendégenként dolgozónként 1.3.3. Közoktatási intézmények 1.3.3.1. Alsó- és középfokú intézmények Általános és középiskolák, szakmunkásképzo intézetek, zuhanyozó nélkül, tanulónként Általános és középiskolák, szak· munkásképzo intézetek zuhanyoz6va1, tanulónként oktatók és kisegitoszemélyzet. személyenként 1.3.3.2. Felsooktatási intézmények laboratóriumi vagy múhelygyakorlattal egybekötött oktatás esetén, hallgat6Dként
100... 120 10... 50 200 ... 300 70 ... 100 100... 120 10 15 15 20 70 70
100 100
50 ... 70 150 250
200 300
100 100 70
150 150 170
30... 50 80 50
100 70
180 70 50
220 100 100
30 ... 50
70... 100 50..• 70
70 .•. 100
oktatók és kisegitoszemélyzet, személyenként 1.3.3.3. Diákjóléti intézmények, szolgáltatások Napközi otthonok,' gyermekenként Diákéttermek, menzák Konyha nélkül. csak melegitésSeI. adagonként Konyha étkeztetés nélkül; adagonként Konyha étteremmel, adagonként Diákszállók, kollégiumok étkezés nélkül, bentlak6nként személyzet. do1goz6nként 1.3.4. Kulturális intézmények. személyenként Filmszinház, látogatók száma szerint Szinbáz Látogatók száma szerint Do1g0z6nként Kultúrház Állandó üzemmel. büfével. férohelyenként Idoszakos üzemmel. büfé nélkül, férohelyenként Dolgoz6nként Közkönyvtár, személyenként Látogatók száma szerint Do1goz6nként Múzeum, kiállitás Látogatók száma szerint Dolgozónként 1.3.5. Vendéglátóipari létesitmények 1.3.5.1. Szállodák. motelek, kempingek Szállodák reggelivel. ágyanként Osztályon felüli 1. osztályú. külön fürdoszobával 1. osztályú, közös fürdoszobával Alacsonyabb osztályú Személyzet, dolgoz6nként Motelek (étterem nélkül). ágyanként Személyzet, d01g0z6nként Kempingek, férohelyenként 1. osztályú Il. osztályú m. osztályú Személyzet, dolgozónként
1
50 ... 70
30... 50
50 ... 80 30 80
80 160
200 50
300 70
5 ... 10 5 20
10 50
15... 30 10 20 50 70 5 -50
10 70
5...10 50 ... 70
300 500 250 400 150 250 100 150 70 150 150 250 50 70 150 80 30 50
250 120 50 70
958
VíZELLÁTÁS 28-11. táblázat 5. folytatása
28-11. táblázat 4. folytatása 1. A lakosság
vfziaénye
1.3.5.2. Éttermek, adagonként Konyhák étkeztetés nélkül Meleg konyha Hideg konyha Étterem (konyha nélkül) Étterem Személyzet, dolgozónként Italbolt, bisztró, cukrászda, eszpresszó Takaritás, Ilml Személyzet, dolgozónként Vendégenként Üzemi étterem (1. 1.3.3.3. Menzák) 1.3.6. Sportlétesitmények (Érvényes az OVHMI 34/2. nA vizellátás fajlagos vfzigényei, Ipari vizellátás" cimu szabvány megjelenéséig) Idényfürdok, sportuszodák vizpótlás figyelembevételével, vendégforgalom szerint, l!h Vendégenként Medencék töltése 200 mB-nél kisebb térfogatú medencében 201. .. 800 mB-nél kisebb térfogatú medencében SOl... 1200 mB-nél ki~bb térfogatú medencében 1201 mB-nél nagyobb térfogatú medencében Vízvisszafolyatás esetében a medence térfogathoz viszonyított 5 ... 10",/o-nyi frissvízutánpótlás kötelezo Sportpályák, személyenként Sportolók létszáma szerint Nézoközönség száma szerint Locsolás,l/ml 1.3.7. Közigazgatási intézmények Iroda, hivatal Ügyfélforgalom után, személyenként Személyzet, dolgozónként 1.3.8. Egyéb helyek vizigénye 1.3.8.1. Gépkocsimosó telepek Személygépkocsi egyszeri mosása tömlovel (10 ... 20 min),l/db Tehergépkocsi egyszeri mosása tömlovel (10 ... 20 min), l/db Egyéb jármu egyszeri mosása, lfdb
VIzfOlYasztás, I/d
3...8 1...2 5 ... 10 70 ... 100
2 5 70
100
5 ..• 10
2 5 20
50
2 naponként 3 naponként 7 naponként 12 naponként
SO
70
5 3
10 5
10 20
30 30
300 300.. .450 300 ... 800
2. Munkahelyek nem termelési vfziaényo
Gépkocsi gépi mosása (3...5 min),lfdb 1.3.8.2. Egyedi létesítmények vizigénye egyedi prognózis alapján határozandó meg (1. az 1 .2.2. pontot) 2.1. Ipartelepek Ivás, dolgozónként Használati vizigény, dolgozónként Tisztálkodás üzemekben, dolgozóoként Tisztálkodás (fekete- és fehérfürdóben), dolgozónként Tisztálkodás (fehérfürdóben), do~ zonként Tisztálkodás bányászfürdoben, dolzónként Tisztogatás, takarítás, felmosás,l/ml Lakások, irodák, utak, járdák, parkok az 1.1., 1.2. és 3. szerint 2.2. Mezogazdasági üzemek A lakosság (dolgozók) vizigényei az 1.1., 1.2., 1.3. szerint, értelemszeruen 2.3. Közlekedési és hírközlési üzemek 2.3.1. Felvételi épületek Utasok vizigénye (ivó- és használati viz), személyenként Gyermekvár6terem, befogadóképesség szerint Váróterem, befogadóképesség szerint Kultúrváróterem, befogadóképesség szerint Felvételi épületek takaritása,l/ml Peronok tisztán tartása,lIml Forgalmi személyzet ivó- és használati viz igénye tisztálkodási vizigénye 2.3.2. Szolgálati épületek (vontatási, pályafenntartási stb.) vizigénye Ivó- és használati víz do1goz6nként Mosdás, dolgozónként Zuhanyozás, dolgozónként 2.4. Épitoipari munkahelyek A dolgozók vlzigénye az 1.1., 1.2. és 1.3. szerint értelemszeruen 2.5. Kereskedelmi egységek Piac,l/ml Vásárcsarnok,l/ml Áruház, dolgozónként
[
Vlzfogyasztás, I/d
2SO
2 20
3 70
5... 10 100... ISO SO... 70
120
170
2 3
2 ... 3 10
15
3 10 5...15 2 5 2 5 20 ... 25 15...SO
2 5
3 15
6O ..• SO
3 5 5 7 30
70
959
víZSZÜKSÉGLET 28-11. táblázat 6. folytatása 2. Munkahelyek nem termelési vizis6nye
Üzlet, bolt, dolgownként Nem tartósított élelmiszert árusit6 üzletek, boltok Takaritás, l/ml Dolg0z6nként 3. Közterületek vlzigénye
Burkolt közlekedési felületek tisztán tartása, l/ml Utak, utcák, parkol6helyek tisztán tartása, l/ml Zöldterületek locsolása, l/ml
Vlzfogyasztlls l/d
25 ... 30
5 25
7 30
VlzfolYasztIIs l/d
2... 3 3 1,5
5 3
A fajlagos vmgényeket a 28-11. táblázat'tartalmazza. A fajlagos adatok alapján határozható meg h tervezés alapja, az átlagos napi vizszükséglet (ami az év egy átlagnapjának a fogyasztása): Vd=~F, ahol F a fejadag; na fogyasztók száma. A fogyasztás azonban az év és a nap folyamán is változik. A tervezéshez szükségünk van tehát a fogyasztás idobeli lefolyásának ismeretére. Ipartelep esetén ez aránylag egyszeru, a technológiai folyamatok vfzfQgyasztása pontosan követheto. Lényegesen nehezebb lakótelepülés vfzfogyasztásának idobeli ingadozását elore meghatározni, mert csak a hasonló adottságú települések statisztikai adatai· ra támaszkodhatunk. A fogyasztás változása pe riodikus az évi, havi, heti és napi idotartamokon belül. Az évi és havi ingadozást foleg az idojárás befolyásolja. (Télen kisebb, nyáron nagyobb a fogyasztás.) A heti változások a lakosság életmódjával és az ipar üzembeosztásával függnek össze. Általában munkaszüneti napokon, különösen kettos ünnepeken, a hétköznapokhoz képest jelentosen csökken az ipari fogyasztás, ugyanakkor a la" kosság vfzfogyasztása növekszik. A fogyasztás változását az ido függvényében szokták ábrázolni (28-29. ábra). A görbe lehet lépcsozetes vagy folyamatos. A fógyasztott viz a görbe alatti területtel arányos. _ Ha a görbe alatti területet· 'toV téglalappal helyettesitjük, a fogyasztott viz:
A vizfogyasztás ingadozásai tehát évi, havi, heti napi periódusokra megszerkeszthetok. Ha egy település egyes napjainak fogyasztását idorendi sorrendben felrajzoljuk, szabálytalan görbét kapunk (28-30. ábra). A görbe alatti terület az évi fogyasztással egyenlo. A görbe mélypontja egy téli ünnepnap, maximuma pedig valamelyik nyári hétköznap. A görbe menete az év idojárásától függ, és két különbözo év fogyasztási diagram ja közt, a már emUtetteken kivül, más törvényszeruséget megállapitani nem lehet. Ezért az ilyen diagramok tervezés céljaira nem felelnek meg, helyettük a tartamgörbét használjuk. (A görbe hasonló a flitéstechnikában használatos hofokgyakorisági görbéhez.) A tartamgörbét a fogyasztási adatokból úgy szerkeszthetjük meg, hogy a napi vfzfogyasztásokat nem kronológiai (idorendi) sorrendben, hanem nagyságrendben visszük fel, eloször a legnagyobbat, majd sorban a következo kisebbeket (28-31. ábra). A görbe bármely pont jához tartozó abszcissza azoknak a napoknak a számát adja, amelyeken a fogyasztás a pont ordinátájának megfelelo fogyasztással egyenlo, vagy annál nagyobb volt. A diagram alatti terület itt is - mint az elozo ábrán - az egész évi fogyasztással arányos. Az egyes évek tartamgörbéi egymáshoz hasonlók, tehát ezek már felhasználhatók valamely fogyasztóterulet vizellátásának tervezéséhez. Az ábrába berajzoltuk az év átlagos és maximális napi fogyasztását is. Az év legnagyobb napi vizfogyasztása a vizbeszerzés jellemzo alapadata : Vd max = fJdf'd'
ahol fJd a napi egyenlot1enségi tényezo. A 28-31. ábra görbéjén statisztikai adatok alapján fJd= 1,35. Általában fJd= 1,3... 1,7. A csohálózat (közmuhálózat) méretezéséhez szükséges a legnagyobb órai vfzfogyasztás ismerete, ami az év legnagyobb napi fogyasztásáb61 határozhatómeg:
Vmax
V=V'to• A vfzfogyasztás lépcsos ábrájából megszerkesztheto annak integrálgörbéje is, ami viztárolók nagyságának megállapitásához ad segitséget.
'ro 'c 28-19. ábra. A vízfo~yasztás ingadozása
960
VíZELLÁTÁS
Jan.
I Febr.
lHáre.
1
Apr.
I
Náj
I
.Jún..
I
Júl.
I
Aug.
1
Szept.
I
Old:
I
Noy.
I Dec.
28-30. ábra. A vízfogyasztás évi ingadozása
Az összefüggésben levo Ph értéke hasonló település fogyasztási adataiból határozható meg. A napi vizfogyasztás változását N. N. Abramov értékei alapján kis- és nagyvárosokra a 28-32. ábrába rajzoltuk be. Az abszcisszán az órákat. az ordinátán pedig a vízfogyasztást a napi fogyasztás (H)()%) százalékában tüntettük fel. A görbe alatti terület - az egész nap fogyasztása - 1000,10. Ez az ábrázolásmód hasznos. mert a fogyasztás arányait mutatja és bármilyen tényleges fogyasztással szorozva használható értéket ad. Ennek alapján a
J\
órai átlagfogyasztás a napi
fogyaszt,ásnak mindig a ~ =4.17%-a. év legnagyobb fogyasztású napjára is: Vh=O.0417Vd
Az átlagfogyasztásból -
Igaz ez az
max' figyelembe véve a napi
100 200 JOO 28-31. ábra. Tartamgörbe
J55nop
idotartamon belüli ingadozásokat órai fogyasztáS:
a maximális
Vh max=PhVh' ahol A= 1,4... 2,4. a fogyasztók számától függo órai egyenlot1enségi tényezo. Tehát Vh max= Ph • O,0417Vd rnax=ZlVd max= =(O.06 ... 0,I)Vd max' ill. Vh max=P~d· O.0417Vd= Z2Vd= (O.075... 0,I6)Vd• A fogyasztási körzetek szukítésévei (városrész. egy ház. egy lakás stb.) természetesen az ingadozások egyre nagyobbak, és ekkor már figyelembe kell venni az egy órán belüli fogyasztásingadozásokat is. (Egy fogyasztó esetében ez az ingadozás O és 100% között változhat aszerint, hogy pl. a kifolyószelep zárva vagy nyitva van.) Ennek épületen belüli vízhálózatok méretezésekor van jelentosége. Különleges vízfogyasztók legnagyobb vízigényét az igényelt vizmennyiségnek a vizvétel idejével való osztása útján számíthatjuk. A vízszükségleti értékeket értelemszeruen, az egyidejuség figyelembevételével kell összegezni. Pl. üzemek órai legnagyobb vízigényét a termelési feltételek alapján, a vízgazdálkodási szempontok szem elott tartásávallehet és kell megállapítani. A számított vízszükséglethez még hozzá kell ad-
961
VfZSZOKSÉGLET
Kis város
Nagy város
.!10~ % Vd
7
6
5 4-
3 2
1 o
3
6
9
12 15 18 2124
tJ·
J
5
9
17 15 18 21 24
h
28-32. ábra. A vizfogyasztás napi ingadozása
ni természetesen a fogyasztást ellátó vizmu saját vízszükségletét, valamint a termelt és mért viz közti különbséget is, ami nem más, mint a hálózati veszteség. A vÍZIDusaját szükségletének (medencernosás, szuroöblités stb.) fedezésére az átlagos napi termelés 2 .. .4%-át igényli. A hálózati veszteség pedig az átlagfogyasztás lO%-ára becsülheto. Meglevo rendszerben természetesen méréssel megállapítható. A meghatározott vizmennyiség bizonyos pontossággal a tervezés pillanatában igaz, de a vizmuveket hosszú idore tervezik, tehát figyelembe kell venni a vízszükséglet távlati alakulását is. A kis költséggel bovítheto berendezéseket (szivattyúk, vízkezelo berendezések) rövidebb ido (15 év), a nehezen bovítheto berendezéseket (gépház, víztorony, meden-
ce, csohálózat) nagyobb távlat figyelembevételével kell tervezni. A vízigények alakulásában a fogyasztók számának növekedése a dönto. Az életszínvonal emelkedésébol adódó fajlagos vízszükséglet-változást általában nem vesszük figyelembe. A fogyasztók várható száma a távlati tervekbol. ennek hiányában a természetes szaporulat figyelembevételével számítható:
ahol Lo a jelenlegi lakosszám ; L" az n év múlva várható lakosszám; n az évek száma; p a szaporulat értéke, %o(ipari városokban pl. p= 40%0).
28.5. Gravitációs és szivattyús vízellátás 28.5.1. Áramlás zárt csovezetékben, nyomásvonalak A viz a viznyero és víztermelo teleptol a fogyasztókig csovezetéken keresztül jut el. Ha a termelotelep a felhasználó helyeknél magasabban van, a víz gravitációs csovezetéken vezetheto a fogyasztókhoz, ettol eltéro esetben szivattyúzással kell a vizet szállitani. A csovezetékbt:n áramló víz - néhány gravitációs vízszállitási módot kivéve - kitölti a csovezetékek keresztmetszetét. A csohálózatban olyan nyomásviszonyokat kell fenntartani, hogy a szükséges vízmennyiség mindenkor minden fogyasztóhelyen kello nyomással áll63 Az épüJetaépészet kézikönyve
jon rendelkezésre. Ennek a feltételnek a teljesítéséhez ismerni kell a zárt csovezetékben vízáramláskor kialakuló nyomásokat. A csovezetékben létrejövo nyomásveszteség a következo ismert összefüggéssel fejezheto ki: .
Jp= (:EC + A
~ ) •
I
w2,
(28-10)
ahol C a csovezeték idomdarabjainak, szerelvényeinek ellenállás-tényezoje; A csosúrlódási tényezo; wa víz közepes sebessége a csoben, mis; II a víz surusége, kg/m3; 1 a csovezeték hossza, m; d a csovezeték átméroje, m. A szorzást elvégezve, az elso tagként az ütközési, másodikként a súrlódási nyomásveszteség adódik.
962
VfZELLÁTÁS
A nyomásveszteségnek megfelel5 veszteségmagasság: h= Ap • (28-11) eg
A nyomásveszteséget meghatározó tényez5k részben az irodalomban megtalálhatók, vagy a konkrét feladatok adataiból határozhatók meg. Az idomok, szerelvények stb. ellenállás-tényezoi hosszú vezetékszakaszok (pl. fonyomóvezeték) ese16n elhanyagolhatók, mert az egyenes cs5vezeték súrlódási ellenállásának az ütközési ellenállás mindössze néhány százaléka. Pontosabb számításkor meghatározható az ellenállás-tényezokkel egyenértéldf csó'hossz, amivel az eredeti csovezetékhosszat növelve számítható a teljes nyomásveszteség : ~
(28-12)
legy=Td.
Elosztóhálózatok, kisebb fogyasztókörzetek vagy épületen belüli cs5hálózatok nyomásveszteségének meghatározásakor az ütközési nyomásveszteség nem hanyagolható el, és azt a 28-42. táblázatból meghatározható ütközési ellenállás-tényezokkel kell számításba venni. A csosúrlódási ellenállás függ az áramlási sebességtol, a csoátmérotol, a csofal simaságára jellemzo érdességtol és a viz kinematikai viszkozitásától.
A cs5súrlódási tényez5 meghatározására az 1952-ben Párizsban megtartott vfzellátási konferencián elfogadott tapasztalati képletek a mértékadók. Ezek alapján az irodalomban könnyen kezelheto diagramok találhatók (28-33. ábra). A gyakorlatban a cs5súrlódási ellenállás meghatározásakor az 1 m cs5 súrlódási ellenállásábó1 indulunk ki. Ezek az értékek a diszkrét szabványos cs5átmérokre és cs5féleségekre adottak, és nagymértékben egyszerusítik a nyomásveszteség meghatározását. A számításkor figyelembe veend5 cs5hossz a cso nyomvonalának ismeretében adottnak tekintheto. A nyomásveszteség a csó'hossztól lineárisan függ. Ha tehát a nyomásveszteséget a cs6hossz függvényében ábrázol juk - a lineáris összefüggésnek megfeleloen -, ferde egyenesek adódnak, amelyek a csovezeték egyes pontjaiban uralkodó nyomást ábrázolják. Ezt mint vizsgálati módszert cs5hálózatok esetében használjuk, ezért célszeru néhány jellegzetes nyomásvonalat felrajzolni. A 28-34. ábrán két medence látható. A medencéket összeköto csovezetéken A-ból B-be áramlik a viz. A belépés hew2
lyén a h= 2g -nek megfelelo statikus magasság alakul át sebességi energiává. Az 1nyomvonal az A medence vizszíne alatt h magasságból indul és a B medence vizszínénél végzodik. Az A medence VÍZSZÍnébol induló és az elobbivel párhuzamos 2 vonalat energiavonalnak nevezzük. Ez a B medence víz-
7 ri
~
'lj
Erdes farfomán,
-~
a ,30
4. ----+10~ 1200 ~
'00 1000 2000
(402
5000
3
Simp '1 IIII for/amon!! Re> 2320, oz óramlós turbulens
0,010
0,008
'4005
~00510 3
1
s;
lim
FHtt
1(7
10+L
1000f!..... -'JOOOf..
,~
to'
5 28-33. ábra. Csosúrl6dási tényezo
1 sima cso,lamináris áramlás; 2 sima CSO. turbulem áramlás; 3 érdes CSO, Reynolcfs.uámtól is füa6 tartomány; <4érdes CSO, Reynolcfs.uámtól füadlen tartomány; 5 a vlzclhitásban hasmálatos tartomány; 6 instabilis szakasz; 7 határaörbe
GRAVITÁCIÓS
ÉS SZIVA1TYÚS
VíZELLÁTÁS
963
28.5.2. Gravitációs vÍZSzállitás
2
1
c
.J
-5~
"-
5
28-34. ábra. Nyomásvonalak
színe fölött a sebességi energiának megfelelo magasságban végzodik, a kilépési veszteségnek megfeleloen. A csovezetékben uralkodó nyomásokhoz képest - figyelembe véve a közmuvezetékekben létrejövo vízsebességeket - a sebességi energiának megfelelo nyomást általában elhanyagoljuk és nem teszünk különbséget a nyomásvonal és az energiavonal között. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a medencevízszinteket összeköto egyenessei ábrázolható a csoben uralkodó nyomás. Az ábrán négy különbözo jellegzetes eset látható; 3 vonal: a C pontban helyi ellenállás van; 4 vonal; a C pontban vízelvétel van; 5 vonal: a C pontban a vízelvétel olyan nagy, hogy azt a B medence is táplálja; 6 vonal; a C pontban vízhozzávezetés van. üzemelo csohálózat szintezett pontjain manométerekkel mért nyomásokból hasonló nyomásvonalak rajzolhatók, amelyekbol hasznos következtetéseket lehet levonni. A nyomásveszteség meghatározására alkalmas összefüggésben a csoátméro ötödik hatványon fordul elo a nevezoben, ha a sebesség helyett a térfogatáramot és a felületet helyettesítjük; V2
ilp= xl dS
.
(28-13)
A x tényezo az állandókat és az anyagjellemzoket tartalmazza. Állandó vízszállítás esetén a nyomásveszteség tehát az átméro függvényében ötödfokú hiperbolával ábrázolható. Az elobbi összefüggés alapján viszont a nyomásveszteséget másodfokú parabola ábrázolja; L1p= cxV2,
ahol
I CX=XdS·
E két utóbbi ábrázolási módnak a késobbi vizsgálódás során lesz jelentosége. 63·
Források, kutak, vízgyujtok vizét vezetik le leggyakrabban gravitációs vezetékkel az alacsonyabban fekvo fogyasztási terület tárolójába vagy a központi szivattyútelepre. Gravitációs csovezeték tervezésekor az a feladat, hogy meghatározzuk a csovezeték nyomvonalát, átmérojét és falvastagságát. A nyomvonal kiválasztásakor elsodleges szempont a minél rövidebb vezetékhossz. Figyelembe kell azonban venni a terepviszonyokat, útvonalakat, mert a csofektetési munka végrehajtása, valamint a késobbi ellenorzés szempontjából lényeges, hogy a vezeték könnyen megközelítheto legyen. A csoátméro meghatározásához ismerni kell a csovezetékkel szállítani kívánt víz térfogatát (napi, órai maximális térfogatáramot) és a nyomásveszteség legyozésére fordítható nyomást. A vízmennyiség meghatározásához - pl. források esetében több évre visszameno megfigyeléseknek és méréseknek kell rendelkezésre állni, aminek alapján a vízhozam megállapítható. Ha a rendelkezésre álló vízmennyiség nagyobb az igénynél, akkor aszállítandó térfogatáramot a fogyasztás igényeibol kell megállapítani. A fogyasztói területen elhelyezheto elegendo nagyságú tároló viszont lehetové teszi, hogy nem kell a gravitációs vezetéket a csúcsfogyasztásra méretezni. A felsorolt példák azt mutatják, hogy a körülmények pontos ismeretében lehet csak a méretezés alapját képezo térfogatáramot meghatározni. A megfelelo biztonsággal kiszámított vízmennyiségen túl rendelkezésre áll az a vízszintkülönbség, ami a nyomásveszteség legyozésére felhasználható. Ezek ismeretében a csoátméro meghatározható. Ha adott a nyomvonal, akkor a csoszelvény és a nyomásvonal közti magasságkülönbség adja a csoben uralkodó nyomást, amibol a cso falvastagsága számítható. A 28-35. ábrán két különbözo magasságban levo medencét összeköto gravitációs vezetéket és nyomásvonnalakat láthatuk. Ha az áramlási ellenállások a két medence közti magasságkülönbségnek megfelelo nyomást éppen felemésztik, akkor a nyomásvonal a két medence vízsZintjét összeköto ferde egyenes (1 nyomásvonal). A
964
VÍZELLÁTÁS
Biztonsággal a csovezeték általában több víz elszállítására képes, mint amennyit az A víznyero szolgáltatni tud. Ekkor a nyomásvonal meredeksége az elobbinél kisebb lesz (2 nyomásvonal). Ha a B medencénél tolózár zárásával ellenállást iktatunk be, a csoben a szükségesnél nagyobb lesz a nyomás (3 nyomvonal). A 2 és 3 nyomásvonal természetesen párhuzamos, hiszen az áramló vízmennyiség változatlan marad. A 2 nyomásvonal azt mutatja, hogya víz a C pontig nem tölti ki teljesen a csokeresztmetszetet, szabad felszínu áramlással folyik. Ennek az a hátránya, hogy szabad felszínu áramláskor a víz levegot ragadhat magával, ami késobb a csovezetékben kiválik és üzemzavart okoz. Ebbol a szempontból kényes hely a csovezeték D pontja. Ha a nyomásvonal a cso felett halad, mint a 2 nyomásvonal, a csoben túlnyomás van, a kivált levego automatikus légtelenítovel a túlnyomás hatására eltávolítható. Ha a nyomásvonal (4 nyomásvonal) metszi a csovezeték nyomvonalát, akkor. a metszéspontok közti szakaszból a levego csak légszivatytyúval távolítható el. A levego eltávolítása megoldható úgy is, hogya D ponton a vezetékbe állványcsövet vagy kis medencét iktatunk (28-36. ábra). Természetesen ekkor a csovezeték A-D és D-B szakaszait a HI és H2 magasságok alapján külön-külön kell méretezni. A következokben példa keretében bemutat juk, hogyan segít a gazdaságossági megfontolás, gravitációs csohálózat méretezésekor. A 28-37. ábrán két különbözo magasságban levo termelotelep vizét gravitációs csovezetékkel kívánjuk levezetni a fogyasztói tárolóba. A jellemzo adatok az ábrán
1
HJ = O
HJopt
HJ=Hz
HJ
28-38. ábra. Optimumszámítás
megtalálhatók. A C pontban a nyomás nem ismert, elozetesen meg kell határozni úgy, hogy ü
a fogyasztási tároló vízszintjével megadott nyomásnál, akkor a víz nem folyik be a tárolóba. A három különbözo vízszállítású csoszakaszra a LJp V2 LJH=--='X[-
eg
dS
összefüggésünk alapján három egyenlet írható fel a három ismeretlen csoátmérore:
(28-14)
A
dJ=
28-36. ábra. Gravitációs
vízellátás, légtelenítés
A
28-37. ábra. Vízellátás két forrásból
VS
~V~V02 HJ
A három egyenlet ben a negyedik ismeretlen az elozetesen nyert HJ' Ennek nagyságát annak alapján határozhatjuk meg, hogya csovezetékek beruházási költségei a leheto legkisebbnek adódjanak. Ezért a csovezeték beruházási költségeit a HJ függvényében kell ábrázolni (28-38. ábra). Az ábrázolást megkönnyíti, hogy a
Ezeken a helyeken a beruházási költség is végtelen, és a költséggörbének függoleges aszimptotája van. A költséggörbébol a legkedvezobb H3-hoz közeli szabványos csoátmérok adják a feladat megoldását.
GRAVITÁCIÓS
965
ÉS SZIV ATTYÚS VÍZELLÁTÁS
28.5.3. Szivattyús vízszáUítás Az esetek nagy részében nem áll rendelkezésre olyan magasságkülönbség, ami a víz gravitációs szállítását lehetové tenné, a vizet tehát szivattyúzni kell. A szivattyúzás állandó üzem költséggel jár, ami gravitációs vízszállítás esetén nincs. Ezt gazdaságossági vizsgálatok alkalmával figyelembe kell venni, mert azt a muszaki megoldást tekintjük a legjobbnak, amelynél a beruházási költségek évi leírása és az üzemköltség összege a leheto legkisebb. A szivattyú kiválasztásához három kiindulási alapadat szükséges: - a szállított víztérfogat, - a száUítómagasság, - az üzembeosztás. Ha egy szivattyútelep önállóan látja el a fogyasztóhálózatot, akkor egy bizonyos ido alatt szállított víz a fogyasztás és vízveszteség összegével egyenlo. Ez természetesen módosulhat egy rövidebb idotartamra vonatkozóan, ha a fogyasztóterületen számottevo tárolótérfogat van. Az elmondottak érvényesek akkor is, ha több szivattyútelep látja el a fogyasztóhálózatot. Ilyenkor csak a szállítás elosztása tesz szükségessé üzemelési és gazdaságossági megfontolásokat. Üzemi szempontból pl. figyelembe kell venni, hogy egyik szivattyútelep sem szállíthat többet, mind amennyit a hozzákapcsolt víznyero túlterhelés nélkül szolgáltatni tud. Gazdaságossági szempontbÓl a vízszállítást a telepek között úgy kell megosztani, hogy a víz termelési költsége a leheto legkisebb legyen. Az o1csóbban termelo víznyeroket tehát teljesen ki kell használni. Ezeken túlmenoen vannak a szétosztásnak - a helyi adottságoktól függo - vízminoségi szempontjai is. A szivattyú kiválasztási szempontjai közül az üzembeosztás megállapítása összetett feladat. Öszsze kell egyeztetni a vízkitermelés és a fogyasztás követelményeit, valamint a gazdaságossági szempontokat. A kutakat lehetoleg egyenletesen kell szivattyúzni, kerülni kell a gyakori indítást, leállítást. Alkalmazkodni kell az esetleges víztisztítási technológiához. Elegendo nagyságú tárolómedencévei függetlenítheto a szállítás a fogyasztástói, ami megint más üzemmenetet jelent. Ehhez kapcsolódik a kedvezményes éjszakai áramdíjszabás kihasználása is, amit a tároló lehetové tehet stb. A szivattyútelep üzembeosztásával szoros összefüggésben van a szivattyútelephez csatlakozó csohálózat ellenállásának legyozésére fordított szivattyúzási munka, ill. annak üzemköltsége.
Egy adott térfogat szállításához a szivattyúzási munka üzemköltsége akkor a legkisebb, ha a csohálózat nyomásvesztesége és az idoegység alatt szállított víz (térfogatáram) a leheto legkisebb. Ez nyilvánvaló, hiszen a szivattyúzási munka: Lsúr= V Ap
N m,
ill. (28-15)
ahol V aszállítandó víztérfogat, m3; Llp nyomásveszteség, N/m2; V térfogatáram, m3/s. A feltétel teljesül, ha a szállítás egyenletes, tehát a szivattyú állandóan üzemel. Ehhez az üzemmenethez képest minden más üzemmód ,költsége nagyobb. Ebbol a szempontból még kedvezonek mondható a lépcsos vízszállítás, amikor a mindenkori fogyasztásnak megfeleloen a szivattyútelepen rendelkezésre álló különbözo vízszállítású szivattyúk közül a legmegfelelobbet üzemeltetik. Ha több szivattyú áll rendelkezésre, akkor a legnagyobb lépcso vízszállításának mindig nagyobbnak kell lenni a maximális vízfogyasztásnál. Az üzemköltség szempontjából az lenne kedvezo, ha a különbözo fogyasztásokhoz mindig a leheto legkisebb teljesítményu szivattyú minél hosszabb üzemidovel szállítana. Ehhez az szükséges, hogy mindig csak a pillanatnyi fogyasztással szomszédos két lépcsot üzemeltessék. Az idoszakos üzemmód is felfogható mint lépcsos szállítás (az egyik lépcso teljesítménye nulla, a másiké V), de üzemköltség szempontjából ez annál kedvezotlenebb. Ha a fogyasztói oldalon nincsen elegendo tároló térfogat, a szállítás nem függetlenítheto a fogyasztástói, azt "követnie kell. Ennek az üzemmódnak a megvalósítása különösen ingadozó fogyasztások esetén költséges, és az üzem költséget is lényegesen befolyásolja a fogyasztási egyenlotlenség.
28.5.4. A tárolók feladata a vízellátásban A fogyasztóterület erosen ingadozó vízigényét a termelotelep nem mindig tudja követni. A vízszállítás és fogyasztás közti eltérések tárolóval egyenlíthetok ki: a tárolóban összegyujtheto kis fogyasztású idoben a szállítástöbblet. Nagy fogyasztású idoszakban a tárolt víz rovására lehet a termelotelep szállításánál több vizet fogyasztani. A tároló elsodleges feladata tehát a szállítás és fogyasztás közti különbségek kiegyenlítése. Ezen túlmenoen a tárolók biztosíthatják a körül-
966
VíZELLÁTÁS
ményektol függoen a különleges vízigényeket, pl. a tüzoltás biztonsági vízkészletét. A tárolók létesítése ad lehetoséget esetleges szállítási üzemzavarok (pl. áramkimaradás) elháritásának idotartamára megfelelo biztonsági víztartalék tárolására, hogya vízellátás zavartalan legyen. Az elmondottakon túlmenoen a tároló alkalmas a hálózati nyomás szabályozására is. A megfelelo magasságban elhelyezett tároló néhány méteres vizszintingadozása lényegesen kisebb a szivattyúzáskor tároló nélkül eloálló nyomásingadozásnál. Mint nyomásszabályozó ide tartozik a nyomás alatti tároló, a hidroforberendezés is. Ezt elsosorban kisebb számú fogyasztók esetében alkalmazzák, ha nincsen lehetoség magastároló létesítésére. Az eddigiekben vázolt feladatot legjobban a fogyasztói oldalon elhelyezett tároló tudja ellátni. Ezért az esetek nagy részében a fogyasztói oldalra telepítenek jelentos tárolótérfogatot. A tároló elhelyezheto a szivattyútelep (termelotelep) és a fogyasztóterület között mint átfolyásos tároló vagy a fogyasztás súlypontjában. Az ellennyomású tároló a fogyasztóterületnek a szivattyúteleppel ellentétes oldalán, míg az oldaltároló a fogyasztóterület szélén van. A legkedvezobb megoldás a fogyasztás súlypontjában elhelyezett átfolyásos tároló. A magassági elhelyezés szempontjából a tárolók a terepszinten mint mélytárolók is elhelyezhetok. Ez utóbbiak - a hidroforok kivételével - természetesen a hálózati nyomás szabályozására nem alkalmasak. Sík vidéki tároló elhelyezése. Sík területen fekvo, közel azonos magasságú épületekbol álló fogyasztóterület legkedvezotlenebb helyen levo fogyasztója a termeloteleptollegtávolabb és legmagasabban fekvo. Ez szabja meg a hálózati nyomás legkisebb értékét. Ha ezen a helyen a csúcsfogyasztási idoben is elegendo a nyomás, akkor az összes fogyasztóhelyen is biztosított a zavartalan vízellátás. A következokben vizsgáljunk meg egy már megépült vízhálózatot, mégpedig abban az esetben, amikor nincsen számottevo tároló a fogyasztóterületen, és a szálIításnak követnie kell a fogyasztást, mert különben nagy nyomásingadozások következnének be (28-39. ábra). A fogyasztóterület P-tol R-ig tart. Ha a különbözo fogyasztásokhoz tartozó nyomásokat a csovezetékhossz mentén felrajzoljuk, akkor a P és R közötti nyomásvonal poligon, amelynek a fogyasztóvezetékek leágazásainál töréspont ja van. Az ábrán a nyomásvonalaknak ezt a szakaszát görbe vonallal helyettesítettük. A leágazás nélküli OP szakaszon a nyomásvonalak ferde egyenesek. Amíg a fogyasztóterület határa R-ben van, a maximális és
o
--t)
P
lJ
R
t j + + j 28-39. ábra. A medence elhelyezése sík vidéken +
+
+
S +
minimális fogyasztásoknak az 1, ill. 2 nyomásvonal felel meg. A szivattyútelep szállítómagassága Hl és H2 között változik. A szálIítómagasságot a legkedvezotlenebb fogyasztóhelyrol a fogyasztóhely által megkívánt minimális (HJ nyomásnak megfeleloen lehet szabályozni. Ha a fejlodés során a fogyasztóterület határa kitolódik R-bol 8-be, akkor csak a szivattyútelep szálIítómagasságát kell növelni H3-ra. Ekkor a legnagyobb fogyasztás idején a 3 görbe szerint alakulnak a nyomásviszonyok. Ezt a vízellátási módot nagy fogyasztószámok esetén (nagyvárosokban) alkalmazzák is, hiszen a nagyszámok törvényének megfeleloen a fogyasztás kiegyenlített, nem kell hirtelen változásokkal számolni. Kisebb telepüIésekben viszont már egy kis medencetérfogat is meg tudja oldani a nyomásszabályozás feladatát. A következokben vizsgáljuk meg, hogy ebbol a szempontból hová célszeru a tárolót elhelyezni. Vegyük kündulási alap ként az elozo, 28-39. ábrát, mégpedig annak is a 3 nyomásvonalát, hiszen a tároló elhelyezésekor figyelembe kell venni a várható fejlodést is. Tételezzük fel, hogyatárolót a csovezeték mentén különbözo helyeken álIítjuk fel, és vizsgáljuk ezeket az eseteket. - Tároló a O ponton. A fogyasztás kezdeti szakaszában a vizet feleslegesen túlságosan magasra kell emelni, és ezért a vezetékben is indokolatlanul nagyok a nyomások (1. a 4 görbét). A fo nyomóvezeték csotörésekor a vízszolgáltatás teljesen megsziinik. - Tároló a P ponton. A nyomásviszonyok kedvezobbek. A szálIítómagasság is csökken (1. az 5 görbét). A tároló ebben az esetben a fonyomóvezeték esetleges meghibásodásakor betöltheti a biztonsági tartalék szerepét. A fonyomóvezetéket - ha a tároló a tüzoltási biztonsági vizkészletet is fedezi"elegendo a napi csúcsfogyasztásra méretezni. - Tároló a D ponton. Ha a tárolót a fogyasztás
GRAVITÁCIÓS
ÉS SZIVATIYÚS
súlypontjának közelébe helyezzük el, az emelomagasság és a nyomásviszonyok további kedvezobb alakulása várható (1. a 6 görbét). A tároló is lényegesen alacsonyabbra teheto, l}mi beruházás szempontjából nem közömbös. Aramkimaradás vagy a fonyomóvezeték törésekor ez az elhelyezés a zavartalan vízellátás szempontjából nagyon biztonságos, megfelelo tároló és megfelelo vízkésrlete esetén (1. a 3 és 7 görbét). - Tároló az 8 pontban. Ha az üzem biztonságát továbbra is szem elott tartjuk, akkor a tárolót a súlyponti tárolóhoz képest magasabbra kell helyezni, hiszen a szivattyúteleptol a településen végighaladó csovezeték átméroje a leágazásoknak megfeleloen egyre kisebb, tehát a nyomásvonal az 8-bol kiinduló vÍzáramláskor sokkal meredekebb lesz (1. a 8 görbét). Ha a medencét alacsonyabbra helyeznénk el, le kellene mondanunk a biztonsági tartalék lehetoségérol,· mert a nyomásvonal a minimális hálózati nyomáshatár (Ho) alá bukik (1.a 9 görbét). Ebben az esetben megoldást csak a csohálózat bovítése jelentene, ami viszont jelentos többlet beruházási költséget tenne szükségessé. Az elobbi vizsgálatok eredményébol két lényeges következtetés vonható le. Eloször az, hogya fogyasztói területen elhelyezett tárolót a fogyasztás súlypontjába vagy a súlypont és a fogyasztóterületnek a szivattyúteleppel ellentétes vége között célszeru elhelyezni. A másik, ami a vizsgálat során mint szempont többször is elotérbe került, hogy a fogyasztó oldalon elhelyezett tárolónak akkor van jelentosége, ha egyben biztonsági tartalék is. Az eddigiekben olyan viszonyokat vizsgáltunk, ahol a fogyasztáshoz igazodó szállítástói nemigen lehetett eltérni. A következokben megvizsgáljuk azt az esetet, amikor a medencetérfogat olyan nagy, hogyfüggetleníteni tudja a szállítást a fogyasztástóI. A nyomások alakulásának vizsgálatához közöljük a 28-40. ábrát. A tárolótói jobbra a nyomásgörbék csak a fo-
28-40. ábra. Sík vidék vízellátása
VÍZELLÁTÁS
967
gyasztótól függnek, és meredekségük is egyezik a hajlásával. Az átlagfogyasztást jelölo nyomásvonal viszont teljesen azonos a fogyasztást követo szivattyúzás hasonló görbéjével. _ A legnagyobb fogyasztás 1görbéjének a P D szakaszon az M pontban mélypontja van, ettol jobbra a tároló látja el a fogyasztást. A nyomásvonal OP szakasza párhuzamos az átlagfogyasztás vonalával, mert a leágazás nélküli szakaszon a szivattyú által szállított vízmennyiség azonos. A legkisebb fogyasztásnak megfelelo 2 vonal P és O között meredekebb, mint a DR szakaszon, mert itt megy át a tároló töltovize is. A leágazás nélküli szakaszon a görbe párhuzamos az elobbi két nyomásvonal hasonló szakaszával. Ha a termelotelep szállítása csökken, a tároló által ellátott fogyasztóterület határa a szivattyútelep felé tolódik el, M-bol N-be (3 görbe). Ha a telep szállítása megszunik, az egész fogyasztási területet a tároló látja el (4 görbe). A tároló a rajzolt esetben betölti a biztonsági tartalék feladatát, mert a nyomásvonal nem kerül a minimális nyomásszintet jelölo Ho alá. Eddigi vizsgálataink során a nyomásvonalakat a fonyomócso mentén kifejtve képzeltük el, tehát egy dimenzióban ábrázoltuk. A valóságban a csohálózat kétdimenziós. Ha ilyen csohálózat nyomásviszonyait akarjuk ábrázolni, akkor az áttekinthetoség kedvéért az egyenlo nyomású pontokat kell öszszekötni a helyszínrajzon. Tehát egy szintfelület képzelheto el a hálózat felett, amelynek egyes pontjai az azon a helyen uralkodó nyomásoknak megfelelo magasságban vannak. A rétegvonalas térképhez hasonlóan ennek a szintfelületnek síkmetszeteit az alapsíkra vetítve, adódnak az állandó nyomások vonalai. Ennek alapján a fogyasztóterület felett vízszintes síkkal jellemezheto a minimális nyomásszint, és ha zavartalan vízellátást akarunk elérni, akkor a korábbi szintfelület nem kerülhet sehol sem a minimális nyomásszintet jelölo vízszintes síkfelület alá. üzemköltség és beruházási költség szempontjából az a kedvezo, ha a medence alacsonyan helyezkedik el, tehát csak kevéssé emelkedik a minimális nyomásszint síkja fölé. A tároló magasságát elsosorban azoknak a csöveknek súrlódási" viszonyai szabják meg, amelyek a fogyasztóterület szivattyúteleppel ellentétes oldalát látják el. A medence tehát akkor kerülne a legalacsonyabbra, ha a fogyasztóterületet minden irányból lehetne táplálni. Ezt a szempontot a Fovárosi Vízmuvek igyekszik is megvalósítani. Ha a több irányú táplálás nem valósítható meg, akkor a vízigények növekedésévei vagy a nyomást 28-39. ábra megfelelo görbeszakaszainak
968
VíZELLÁTÁS
-A
~--=--'1
'7-2
28-41. ábra. Két medence együttes üzeme
kell növeIni magasabbra helyezett tárolóval, vagy a csohálózatot kell bovíteni, hogya nyomásveszteséget csökkentsük. A választást feltétlenül gazdaságossági számítással kell alátámasztani. Itt hívjuk fel a figyelmet, hogya nyomásnöveléshez szükséges magasabb tároló létesítése nem jelenti a meglevo alacsonyabban fekvo tároló feleslegessé válását, különösen akkor nem, ha az az éjjeli, csökkent vízfogyasztáshoz a szükséges nyomást biztosítani tudja. Két medence, ha a köztük levo cso nyomásvesztesége nem hanyagolható el a tárolók vízmagasságához képest, általában csak külso beavatkozással tud együttdolgozni. A 28-41. ábrán ez a beavatkozás a tölto- és ürítovezetékekbe épített szerelvényekkel és a két medence szolgálati vezetékét összeköto csoszakaszban levo szivattyúval valósítható meg. Nappal a B medence üzemel, tehát az 1 tolózár zárva lesz. Idoszakosan - pl. csúcsfogyasztási idoben - a szivattyú is járatható. Ha a vízfogyasztás annyira csökken, hogy az A medence nyomása is elegendo, akkor a 2 tolózár zárásával a B medence üzemen kívül helyezheto, és az 1 tolózár nyitott állásában az A medence üzemel. A napközben kiürült B medence a szivattyúval éjjel megtöltheto. Ez a megoldás az üzemköltségben is megtakarítást eredményez, mert nem kell a teljes napi vízfogyasztást a magasabb tárolónak megfelelo szintre emelni. 28.5.5. Hegyvidék vízellátása Ha a fogyasztóterületen a térszint magasságkülönbségei 60 m-nél nagyobbak, külön nyomásövezeteket (zónákat) kell képezni. Erre részben azért van szükség, mert gazdaságtalan volna az egész, magasan fekvo fogyasztóterület vizét a legmagasabb fogyasztó szintjének megfelelo magasságra szállítani, másrészt a legalsó fogyasztóknál megengedhetetlen nagy nyomások alakulnának ki. Az egyes nyomásövezetek magasságát úgy kell megválasztani, hogy a nyomásmagasság a 60 m-t ne haladja meg. Természetesen olyan hegyvidéki, kis fogyasztású terü-
leten, ahol a közeljövoben nem várható fejlodés, nem érdemes több zónát kialakítani, és ilyen esetben nagyobb nyomások is megengedhetok a hálózatban. Hegyvidék vízellátásának megtervezésekor figyelembe kell venni ezenkívül azt is, hogya vízfogyasztás ingadozásai rendkívül nagyok, mert a fogyasztók surusége kisebb, mint a síkvidéki településeké, és hiányzik a vízfogyasztás ingadozásait kiegyenlíto ipar is. Az egyes zónák vízellátásában kerülni kell az azonos nyomvonalon egy irányba tartó és a különbözo zónákat tápláló nyomócsöveket, mert ez felesleges többlet-csofelhasználással jár, és a legmagasabb övezetet ellátó vezeték alsó szakaszát nagy igénybevételre kell méretezni. ló megoldás a' nyomásövezet ellátása külön átemelotelepekkel. A zónákon elhelyezett tárolómedencék a magasabban fekvo nyomásövezetek szívómedencéiként használhatók. Ha a tárolók elég nagyok, akkor a zónák azonos nagyságú szivattyúkkalláthatók el, és a vízszállítás az üzemidovel szabályozható. Ez a megoldás lehetoséget ad arra, hogy a fejlodés során a zónák növekvo vízigénye a gépegységek üzemidejének növelésével követheto legyen. Az azonos magasságban fekvo szomszédos zónák a nagyobb biztonság érdekében természetesen összekapcsolhatók, csak arra kell ügyelni, hogya tárolók is közel azonos magasságban legyenek. Elofordulhat, hogy csúcsfogyasztáskor a csohálózat a tárolótóI "visszafelé" a fogyasztást nem tudja ellátni. Ilyenkor a legnagyobb fogyasztás idejére a szivattyút is járatni kell, és így a fogyasztóterület kétoldali táplálásával a vízellátás a kritikus idoszakban is megoldható. Még egy, a gyakorlatban eloforduló probléma megoldását említhetjük meg. Gyakran a zóna vizét szállító szivattyú nem közvetlenül az alsó zóna medencéjébol szív, hanem az ahhoz csatlakozó csohálózat egy aránylag kis átméroju vezetékére csatlakozik, és a vezeték megszívása az alsó zóna víz· ellátásában zavarokat okozhat. Ilyenkor felmerül, vajon nem célszerubb-e egy kis sZÍvómedencét kiképezni, és ebbol továbbemelni a vizet. Ez a megoldás nehézkes, mert két medence együttmuködésének megoldása - amint tudjuk - problematikus, különösen mint esetünkben is, a medencéket összeköto vezeték ellenállása nagy a tárolók vízmagasságához képest. Helyesebb megoldás, és a vízellátás biztonságát is jobban szolgálja, ha a felso zóna nyomóoldali medencéjét növeljük olyan nagyra, hogya töltoszivattyút csak az éjjeli, kisfogyasztási idoben kelljen üzemeltetni, amikor a csovezeték megszívása az alsó zóna vízellátásában nem okoz fennakadást.
SZIVATIYÚK
969
28.6. Szivattyúk A vízellátás területén a szivattyúzási feladatok zömét ma már szinte kizárólag örvényszivattyúkkal oldják meg. A szivattyúzás állandó uzemköltséggeljár, amit a beruházási költségek mellett figyelembe kell venni. Muszaki szempontból olyan megoldásra kell törekedni, amellyel a beruházási költségek évi leírása és az üzemköltség összege a legkisebb. A továbbiakban az örvényszivattyúkkal foglalkozunk.
28.6.1. Az örvényszivattyú jellemzöi A szivattyút jellemzoi alapján vizsgálják és bírálják el. Ezek közül a leglényegesebb a vízszállítás, a szállítómagasság, a teljesítmény, a fordulatszám. A többi jellemzo ezekbol levezetheto (pl. hatásfok, szívómagasság stb.). A 28-42. ábrán általános szivattyúzási feladat látható. A szivattyú szállítómagassága a statikus szállítómagasságból és az áramlási veszteségekbol tevodik össze: (28-16)
A statikus szállítómagasság a szívó- és nyomóoldali vízfelszínek geodetikus magasságkülönbségébol, valamint a vízfelszínekre ható nyomások különbségének megfelelo nyomómagasság összegébol áll: (28-17) Az elobbiekben felírt szállítómagasság számértéke közel megegyezik az ún. manometrikus szállítómagasságéval. Ezt a meglevo szivattyú szívó- és
nyomóoldalán elhelyezett manométerek által mutatott nyomásokbóllehet kifejezni: (28-18) A sebességmagasságok a mérési pontokban értendok. A gyártó cégek a szivattyúk méréssel meghatározott jellemzoit jelleggörbék formájában megadják. A 28-43. ábrán radiális szivattyú fojtásgörbéje, hatásfokgörbéje és teljesítrnénygörbéje látható adott fordulatszám esetén. A szivattyú fojtás- és hatásfokgörbéje egy pontnál megszakad. Ennek a pontnak a helyét az a szí. vómagasság határozza meg, amellyel a jelleggörbéket kimérték. A szakadási helyeket a kavitáció okozza. A szivattyú-járókerék belépési helyének közelében a nyomás annyira csökkenhet, hogy eléri a víz homérsékletének megfelelo telített goz nyomását. A víz forrni kezd, a keletkezett gozbuborékok nagyobb nyomású helyre jutva összezáródnak, ami a kerék anyagának roncsolódását idézi elo. A megengedheto maximális elméleti szívómagasság: (28-19) ahol Hba a légköri nyomásmagasság; Hg a víz homérsékletének megfélelo telített goz nyomásmagassága; Hwa kritikus helyen a sebességmagasság. A gyakorlat szivattyúzási feladataiban a szivatytyú és a hozzákapcsolt csovezeték együttesét kell megvizsgálni (28-44. ábra). A szivattyú-jelleggörbe (fojtásgörbe) és a csovezeték terhelogörbéjének metszéspont ja a szivattyú munkapontja (M). A munkapontban a szivattyú szállítómagassága és a csovezeték ellenállása egyensúlyban van. Azt a munkapontot, ahol a szi-
V 28-42. ábra. A szivattyú szállítómagassága
28-43. ábra. Szivattyú-jelleggörbék
970
VíZELLÁTÁS
rolhat MI-bol M2-be és forditva, ami nem megengedheto. Természetesen a szivattyú-jelleggörbe labilis ágán is elérheto stabilis üzem, ha a csovezeték terhelési görbéje csak egy pontban metszi a szivatytyú fojtásgörbéjét.
28.6.2. Szivattyúk szabályozása V, mJ/s'"
28-44. ábra. Csovezetékhez kapcsolt szivattyú 1 a szivattyú jelleggörbéje; 2 a csovezeték terhelögörbéje; 3 hatásfok görbe
vattyú a legjobb hatásfokkal üzemel, normáIpontnak nevezzük. A normálpont mint munkapont megvalósitásakor gazdaságos szivattyúüzemet érünk el. Szerencsére a hatásfokgörbe a normálpont környezetében jól megszerkesztett szivattyú esetétében eléggé lapos, a gazdaságos üzem tehát nem korlátozódik egyetlen pontra, hanem kiterjesztheto a normálpont környezetére is. A gazdaságos üzemnek nemcsak az a feltétele, hogya szivattyú jó hatásfokú legyen, hanem az is, hogyamunkapont valóban a normálpont környezetében legyen. A tervezo és üzemelteto tehát éppen úgy felelos a szivattyú gazdaságos üzeméért, mint a szivattyút gyártó cég konstruktore. Különbözo üzemi viszonyok között felvett szivattyú-fojtásgörbéket vizsgálva az tapasztalható, hogyahatásfokromlástól eltekintve vannak a görbének olyan szakaszai, amelyek üzemi szempontból értéktelenek. Ilyen a kavitáció jelenségével összefüggo jelleggörbe-szakadás, vagy a jelleggörbének az a szakasza, ahol egy száIIitómagassághoz kétféle vizszáIIitás tartozik (28-45. ábra). Ez a jelleggörbe labilis ága. Ilyenkor a vizszáIIitás meg sem indul, mert a szivattyú üresjárati száIIitómagassága kisebb a statikus magasságnáI. Ha valamilyen módon a szivattyú mégis üzemeine, a munkapont átvándo-
A radiális szivattyúk csak korlátozott határok között képesek az üzemi feladatokat ellátni. A szálIitómagasság vagy a vizszáIIitás nagyobb mértéku változtatása már szabályozást tesz szükségessé. Fojtás. A vízszáIIitás változtatásának legegyszerubb módja a fojtás. A szivattyú száIIitása a nyomóvezetékbe épitett zárószerkezet fokozatos elzárásával folyamatosan változtatható (28-46. ábra). A fojtással lényegében a csovezeték terhelogörbéjének meredeksége változtatható, és a szivattyú eredeti VA vizszáIIitása VB-re csökken. A fojtás nélküli csovezeték terhelogörbéje által meghatározott munkapont: A. Fojtással a terhelogörbe meredeksége addig növelheto, míg a munkapont el nem tolódik B-be, és ezzel a szivattyú száIIitása VA -ról a kivánt Ji"B-re csökken. A fojtásos szabályozás energiaveszteséggel jár, gazdaságtalan, de nagyon egyszeru. Megcsapolás. E szabályozás lényege, hogya szivattyú által száIIitott és a fogyasztott víztérfogat különbségét megcsapolón keresztül visszajuttatják a szivótérbe (28-47. ábra). Adott a szivattyú jelleggörbéje és a két csovezeték terhelogörbéje. A két párhuzamosan kapcsolt csovezeték eredo terhelogörbéjét a terhelési görbék abszcisszáinak összegezésévei szerkeszthetjük meg. Az eredo terhelogörbe és a szivattyú-jelleggörbe metszéspont ja a munkapont, tehát a szivattyú V = VI + V2 térfogatáramot száIIit.
Ho
V1
~
28-45. ábra. Labilis jelleggörbe
o
-
Ii,mJ/s
28-46. ábra. Szabályozás fojtással
971
SZIVATfYÚK
Iítás; H, V az eredeti fojtásgörbén kijelölheto pont szálIítómagassága és vízszállítása. Ezt a pontot a koordináta-rendszer kezdopontján és az új munkaponton átfektetett parabola metszi ki az eredeti fojtásgörbén. A parabola egyenlete: (28-22)
28-47. ábra. Megcsapolás
A munkapontból az abszcisszatengellyel húzott párhuzamos kimetszi a terhelogörbékbol azokat a pontokat, amelyek meghatározzák az egyes ágakon áramló térfogatokat. A megcsapoIásos szabályozás gazdaságtalan vol· ta a szivattyú teljesítményfelvételi görbéjébol is látható, hiszen a csökkent fogyasztás ellenére a felvett teljesítmény még kevéssé növekszik is. Fordulatszám-változtatás. A különbözo fordulatszámmal felvett fojtásgörbék egymáshoz hasonlók (28-48. ábra). Az állandó hatásfok görbéi az ún. kagylógörbék. Folyamatos fordulatszám-változtatással a legkülso fojtásgörbén belüli terület minden pontja reális munkapontnak tekintheto. A kívánt munkaponton átmeno fojtásgörbéhez tartozó fordulatszámot a következo összefüggésekbollehet meghatározni, (28-20)
vagy
•
nx=n Yri" ,
(28-21)
ahol n a szivattyú eredeti fojtásgörbéjéhez tartozó fordulatszám; nx az új munkaponton átmeno fojtásgörbéhez tartozó fordulatszám; Hx, Vx az új munkaponthoz tartozó szál1ítómagasság és vízszál-
~
V
A parabola az egyenlet alapján, pontpárok felvételével (H, v) megrajzolható (Hx> VX mint a megkívánt munkapont jellemzoi adottak). A fordulatszám-szabályozás egyaránt alkalmas a vízszállítás és a szállítómagasság szabályozására. A hatásfokot jelölo kagylógörbék alapján a fordulatszám-szabályozás jóságát csak a szivattyú szempontjából lehet eldönteni. Az egész szivattyúmotor gépegység vizsgálatakor figyelembe kell venni azt is, hogy fordulatszám-változtatás kor a szivattyúkat hajtó, legtöbbször aszinkron motorok hatásfoka is megváltozik. Üzemido-szabályozás. A fogyasztástóI függoen a szivattyú különbözo ideig üzemelhet. A leggazdaságosabb üzemet akkor kapjuk, ha a szivattyú egyenletesen, folyamatosan szállít. Ha az üzemido nem túl rövid, akkor az üzemido-szabályozás egyszeru és gazdaságos. Gépváltás. A szivattyútelepeken a szállítómagasság és a vízszállítás szabályozására egyaránt alkalmazzák. Minden üzemállapotnak van egy gépegysége, ami akkor jár, amikor azt az üzemi viszonyok szükségessé teszik. Ez a szabályozási mód a legjobb hatásfokú, de egyben a legdrágább is. Szivattyúk párhuzamos üzeme. A vízigényeknek megfeleloen több szivattyú párhuzamosan is üzemeltetheto. Az együtt dolgozó szivattyúk eredo fojtásgörbéje az egyes szivattyúk összetartozó vízszállításának összegezésébol adódik (28-49. ábra). A szállításnövekedés a párhuzamosan üzemelo szivattyúk számának növekedéséveI rohamosan csökken. Háromnál több szivattyút általában már nem
v:;;;;
28-48. ábra. Szabályozás fordulatszám-változtatással
~ 28-49. ábra. Szivattyúk párhuzamos
uzeme
972
VíZELLÁTÁS
28-50. ábra. Szivattyúk soros üzeme
célszeru párhuzamosan járatni, mert a hatásfok romlik~ és ha a munkapont az üresjárati szállítómagasságnál magasabban fekszik, akkor egy következo szivattyút a nagyobb nyomású csovezetékkel összekötni nem is lehet. A járókerék átméfOjének változtatása. Ezzel a módszerrel lehet legegyszerubben a szivattyú üzemét az üzemviszonyoknak megfeleloen beállítani. A különbözo járókerekekhez tartozó fojtásgörbék hasonlítan ak egymáshoz. Ez a szabályozási mód hasonlít a fordulatszám-szabályozáshoz, de a fordulatszámnak a járókerék-átméro felel meg. Ezt a szabályozást legegyszerubben a járókerék-átméro visszaesztergályozásávallehet megvalósítani. Szivattyúk soros meme. Szivattyúk sorba kapcsolásakor a szivattyúk emelomagassága összegezodik (28-50. ábra). A sorba kapcsolt szivattyúk munkapontja az eredo jelleggörbe metszéspontjából adódik.
az eredo terhelogörbe, és az 1 szivattyú munkapontja pedig az A pont lesz. Ehhez V A vízszállítás tartozik. Már az eddigiekbol is látható, hogy a két szivattyú vízszállítása önálló üzemben sem azonos. A szivattyúk együttes üzemének vizsgálatához az 1 szivattyút helyezzük képzeletben a másik szivaty· tyú mellé. Az áthelyezett szivattyú jelleggörbéjét úgy kapjuk meg, ha az eredeti fojtásgörbébol levonjuk az a csovezeték terhelogörbéjének ordinátáit (1'). Az eredo fojtásgörbét megkapjuk, ha az áthelyezett és a 2 szivattyú fojtásgörbéinek abszcisszáját össze· gezzük. Az eredo fojtásgörbe metszéspont ja az M munkapont. A szivattyúk rész-vízszállításait a szivattyúk Ml és M2 munkapontjaihoz tartozó vízszál· lítások jellemzik. A következo példán a párhuzamos csokapcsolás legegyszerubb esetét vizsgáljuk meg (28-52. ábra). A szivattyú kettéágazó nyomócsore, de azonos statikus emelomagasságra dolgozik. Az elágazó csövek mérete különbözo (1.a 28~52. ábrán az 1 és2 terhelogörbét). A nyomócsövek önálló üzeménél a munkapont Ml és M2, a szállított vízmennyiség pedig VI és V2 lesz. A párhuzamos csövek eredo terhelési görbéjét a csovezeték -jelleggörbék abszcisszáinak összegezéséveI nyerjük, és ezzel a szivattyú M munkapontja meghatározható. Ha a munkapontot az egyes ter-
1,mt
,1
a
28.6.3. A szivattyúüzem vizsgálata
li =---
Érdeklodésre tarthat számot, ezért a következokben egy-két jellemzo példát mutatunk be a vízszállítási gyakorlatban eloforduló szivattyúüzem munkapontjának meghatározására. Tételezzünk fel két, egymástól nagyobb távolságra, de azonos szintmagasságon üzemelo szivattyút, amelyek közös vezetékre dolgoznak úgy, hogy az egyik szivattyú nyomócsöve a másik szivattyúnál csatlakozik a közös nyomóvezetékbe (28-51. ábra). A két szivattyú fojtásgörbéje megegyezik. Ha a 2 szivattyú a b csovezetékre egyedül dolgozna, akkor a B munkapontnak megfeleloen VB víztérfogatot szállítana. Az 1 szivattyú önálló üzeménél a terhelogörbe az a és b sorba kötött csovezetékek eredo jelleggörbéje,
V, m3/s 28-51. ábra. Szivattyúk párhuzamos
1
2
::= -=.:=- -= ~-=::. ~b--=- --=:...: -= : üzeme
II,mt
V;~~p~t2~
28-52. ábra. Szivattyúüzem osztott nyomócsövei
973
SZIVATIYÚK
helogörbékre vetitjük, megkapjuk a VI és V2 részvízáramokat is az egyes csovezetékekben. Ha az elóbbi példa elágazó vezetékei különbözo magasságokra szállitják a vizet, akkor a munkapontot a következoképpen lehet meghatározni (28-53. ábra). A csovezetékek önálló üzeIllénél az MI ésM2 Illunkapontok jellemzik aszivattyúüzemet. Ha az 1 vezeték terhelogörbéjét a HI statikus magasság által meghatározott ponttói kezdve a 2 csovezetékkel párhuzamosan kapcsolva képzeljük el, akkor az eredo terhelogörbe, ill. annak ismeretében már az M munkapont is könnyen megszerkesztheto. A VI és Ji'2 rész-vizáramok nagyságát a korábbiak-
28-53. ábra. Szivattyúüzem
különbözo
hoz hasonlóan az M munkapontnak az 1 és 2 csovezetéki jelleggörbékre vetítésévei határozzuk meg. Elofordulhat, hogyamunkaponthoz tartozó szálIítómagasság kisebb, mint H2, ilyen esetben a második csövön nem lesz vizáramlás.
-
szállítómagasságokkal
1l:2
v-~m1/s --=-:: -====l.;
~
28.7. Víztárolók 28.7.1. A tároló kialakítása A tárolók magassági elhelyezésüket tekintve lehetnek magas- és mélytárolók. Az épületgépészeti gyakorlatban a magastárolók mint épületben elhelyezett tárolók és a terepen felállított hidroglóbuszok fordulnak elo. Épületen belüli tárolók elvi kialakítását a 28-54. ábra szemlélteti. A tárolót fedett kivitelben kell készíteni, általában 2,0 ... 2,5 m hasznos vízmagassággal. Az üriton át a vizet a lerakódott iszappal együtt legalább félévenként el kell távolitani.
1
1'5
I
tilI ~ l+ 3~
6f:i..
I
'I~
I
1/
fl
'J 1 1'2
~
28-54. ábra. Viztároló elvi elrendezése 1 elvéte1; 2 ürito; 3 tölto; " túlColyó; 5 jelzo; 6 sze1I6z6
A tárolót az atmoszférával összeköto szellozocso függóleges szakaszát a becsatlakozáson túl zsákszeruen meg kell hosszabbítani, hogy a szennyezodések ne kerüljenek a tároló vizébe. A betonból készült táro lót belso vízzáró vakolattal kell ellátni. Lényeges a vízzáró csoátvezetések megoldása. ügyelni kell arra, hogya csomozgásoka csoátvezetések állagát ne rontsák. Acéllemez víztárolóknál a legfontosabb a korrózióvédelem. Ennek talán legmegbízhatóbb megoldása a tároló muanyag borítása. A tartályok elhelyezésekor ügyelni kell arra, hogy azok minden oldalról hozzáférhetok legyenek. A tárolók alá a csepego víz összegyujtésére és elvezetésére betontálcát célszeru elhelyezni. A töltovezeték becsatlakozása kb. 300 mm-re legyen a túlfolyó felett. Az úszógolyós szelep, ill. szelepek elott elzárószereivényt kell beépíteni. A túlfolyóvezeték víznyelése nagyobb legyen, mint a tárolóba beáramló víz mennyisége. A tároló belseje búvónyíláson át közelitheto meg. A jelenleg felállitásra kerülo magastárolók (hidroglóbuszok) jellemzo adatait a 28-12 ... 28-15. táblázatok tartalmazzák. A mélytárolók általában földbe süllyesztett vasbeton medencék, kevés kivételtol eltekintve forgásszimmetrikus kialakftásúak. A vízzáróságot - a betonon kívül- három rétegben felhordott vízzáró vakolat biztosítja. A medence vízterét - biztonsági és tisztítási okok miatt - általában több részre, kamrára osztják.
974
VíZELLÁTÁS 28-12. táblázat. AgrogIóbusz Hely.
m' Összes m átmévíz, belso oltó m' magasvíz, ság, roje, Tartály 250 15 140 143 24 26 23 34 60 24 50 40 80 135 18 75 83 30 18 256 30 üzem leges.• 4,8 7,4 4,8 6,0 ben, séglet 7,4 23
117 216 60
m'
szúk-
Név-
I
28-13. táblázat. Akvaglóbusz Helym24 m' tartalom, magasság, 30 50 80 60 50 24 50 18 18 100 24 Úr-200 Névleges üzemben,
200
szükséglet
I
A vfzpangások elkerülésére a víz be- és elvezetését úgy kell megoldani, hogy a víz az egész medencén végighaladjon. Ezt nagyobb medencékben terelofalakkallehet megvalósítani. A medencében tárolt víz magassága rendszerint 45 ... 4,0 m. A medencék fontosabb csövei: bevezeto-, elvezeto-, túlfolyó-, ürítocso. A medencébe alulról célszerii a vizet bevezetni, ha a felso bevezetést más nem indokolja (pl. a víz levegoztetése). A túlfolyót az elvezetocso közelébe kell helyezni. A medence csovezetékeibe épített elzáró- és szabályozószerelvényeket a zárkamrába építik be. A zárkamra épülhet a medencétol távolabb vagy azzal szervesen egybeépítve. A medence légterének szellozésére - kb. 150 m2 vfzfelületenként - kürtoket kell elhelyezni. Külön említést érdemelnek a csak oltóvizet tároló medencék, amelyek minimum 50 m3 tárolótérfogatúak. A medence fenékszintje a terepszint alatt 5 m-nél mélyebb nem lehet. Minden 100 m3 tárolt víztérfogat után legalább NÁ 100 szívóvezetéket kell kiépíteni lábszeleppel és 110 mm-es szívócsonkkal. Az oltóvfzmedence a védendo létesítménytol lehetoleg ne legyen 300 m-nél távolabb.
28.7.2. A tárolótérfogat meghatározása
28-14. táblázat. Hidrohenger 30 1
szükséglet
Helym m m' Tartálybelso átméroje, 2100 23 magasság, tartalom, 1030 15 50 Névleges Úr3,9 3,6 üzemben, j
25
I
28-15. táblázat. Hidroglóbusz
szúkséglet
50
Helym m m' Tartálybelso átméroje, 18 2100 magasság, 23 1030 18 3600 tartalom, 200 23 Névleges 50 100 4,8 Úr5,0 4,8 6,0 7,4 30,5 üzemben,
I
Atmoszferikus tároló. A fogyasztás és a szállítás közötti eltérések kiegyenIítéséhez szükséges tárolótérfogat meghatározásához ismerni kell a szállított és fogyasztott víz mennyiségének ido szerinti változását [28-55. ábra, aj diagram]. Ebbol grafikus integrálással megszerkeszthetok a szállítás és fogyasztás integrálgörbéi [28-55. ábra, b) diagram]. Az integrálgörbék legegyszerubben a terü1etrészek kiszámításával rajzolhatók meg, de megszerkeszthetok egy tetszolegesen felvett pólusból (P) húzott vezérsugarak segítségével is. Az integrálgörbék egyes szakaszai párhuzamosak a megfelelo vezérsugarakkal. Természetesen az integrálgörbék ordinátaléptékét az OP pólustávolság határozza meg. Ha a pólustávolság megegyezik a fogyasztás és szállítás idobeli változását ábrázoló diagram idoléptékének egységévei, akkor az integrálgörbék ordinátaegysége azonos lesz a szállítás és fogyasztás lépcsos diagramjának ordinátaegységéveI. Ha a pólustávolság az idolépték n-szerese, akkor az integrálgörbék ordinátaegysége az elobbiek n!-szeresére változik. A tárolandó víz mennyiségének változását az integrálgörbék ordinátametszékei adják. Az elméleti medencetérfogat a legkisebb és a legnagyobb or-
975
VíZTÁROLÓK
7,h
b) '"
"',
i
~I
. 1i
._ ..
II ./'f....
T,
ido
.••.••. ·1
r;1d6
I
II
I
ej 28-55. ábra. A tárolótérCogat meghatározása
dinátametszékek összegének megfelelo térfogattal egyenlo [28-55. ábra, ej diagram]. Különbözo szállítási diagramokhoz természetesen más és más medencetérfogat tartozik. A két integrálgörbe minél jobban megközeliti egymást - minél kisebb az eltérés a szállítás és a fogy~sztás között -, annál kisebb medencetérfogat beépítése szükséges. A leheto legkisebb tárolótérfogat elérése a szállitás folyamatos szabályozásával megvalósítható lenne, de ez komplikált, drága megoldást tenne szükségessé. Felmerül a kérdés, vajon miképpen lehetne a hasznos tárolótérfogatot mégis csökkenteni egy alkalmasan választott, szakaszosan üzemelo szivattyúval. A kérdés megoldásához ismerni kell az összefüggést a szivattyú által szállitott vízmennyiség és a hasznos térfogat között. Az egyszeruség kedvéért állandó fogyasztású periódust célszeru megvizsgálni (28-56. ábra). A levezetés mellozésével a tartály hasznos térfogatára a következo összefüggés adódik: Vsziv Vb='tminT·
'tmin
T1 a töltés idotartama; T2 az ürltés idotartama; Ta periódusldo; llYasztásvonala; 2 a szállitás vonala
1a
fo-
Ez a szivattyúnagyságtói függ, kisebb szivatytyúkra nagyobb érték és fordítva, az indítóberendezés és a motor élettartamát figyelembe véve. A periódusido tehát a szivattyútói nem teljesen független . A megengedheto maximális kapcsolási szám akkor adódik, ha a fogyasztás egyenlo a szállitás felével. Minden ettol eltéro fogyasztás esetében a kapcsolási szám a maximálisnál kisebb lesz. Az elmondottak - a kündulási feltételnek megfeleloen - állandó fogyasztásra érvényesek, a képlet azonban alkalmazható a szállítás felétol nem nagymértékben eltéro fogyasztások esetére is. Hidrofor (nyomólégüst). Nincs mindig lehetoség magasan elhelyezett tároló létesítésére. llyenkor zárt, nyomás alatti tárolót használnak, amelynek víztere a felette levo légpárna nyomása alatt áll, és a tárolt vizet az expandáló levego juttatja a fogyasztóhálózatba (28-57. ábra). A hidroforokba beépítheto hasznos térfogat lényegesen kisebb, mint az atmoszferikus tárolók esetében. Ezért ezeknek a berendezéseknek a nyomásszabályozás szempontjából van nagyobb jelentoségük.
5
J 1·
-_._ ...._~1J...
.!;:
~
Pmax':::;;. ~
~
Pmin
-:§Ol
1::::..
(28-23)
Az összefüggésben szereplo 'tmin minimális periódusido a szivattyú megengedheto i maximális kapcsolási számát adja: imax=_I_=6 ... 10 kapcsolás/ho
28-56. ábra. A tárolótérCogat meghatározása
4-
'28-57. ábra. A nyomólégüst miiködése 1 motorvédo kapc:soló; 2 nyomáskapc:soló; 3 fogyasztókhoz ; 4 hálózatról; 5 \éaS6ritlitlil; 6 ürlto
976 -
VíZELLÁTÁS
A hidrofor legtöbbször nyomócsore kapcsolódó nyomásfokozó ként muködik. A víztér feletti légpárnát általában kompresszor állítja elo, és gondoskodik annak esetenkénti pótlásáról. A szivattyú szakaszosan üzemel, üzemét nyomáskapcsoló vezérli; a minimális nyomás elérésekor a szivattyút indítja, a maximális nyomáson leállítja. Töltéskor a tároló nyomásnövekedés közben tárolja a szállítás feleslegét. A szivattyú leállása után nyomáscsökkenés mellett ellátja a fogyasztást, és ha közben az expandáló levego újra eléri a szivattyú bekapcsolási nyomásának megfelelo szintet, a szivattyú újra indul. A szivattyút megkerülo vezeték lehetové teszi, hogy a fogyasztók táplálását közvetlenül a közmu biztosítsa, ha abban a nyomás elegendonek bizonyul. A tartály teljes V térfogatát közeIítoen meghatározó összefüggés (25% állandó víztérfogattan :
V
1-'"sziv
= 3i(1-ex)
,
(28-24)
ahol Vsziv a szivattyú közepes szállítása, m3 Ih; i a szivattyú óránkénti kapcsolási száma; ex az abszolút nyomásokban kifejezett be- és kikapcsolási nyomások hányadosa. A szivattyúteljesítmény meghatározásakor figyelembe kell venni, hogy változó fogyasztás esetén a csúcsfogyasztás a szivattyú bekapcsolásakor is bekövetkezhet, tehát a szivattyú vÍZszállításának közel azonosnak kell lennie a csÚcs-vízfogyasztással. A szivattyú kapcsolási számára a korábban mondottak itt is mértékadók (pl. 5 kW-nál i= 10... 12; 35 kW -nál i= 5). A bekapcsolási nyomás nagyságát a hálózat legkedvezotlenebb helyzetu fogyasztója határozza meg. A kikapcsolási nyomás gazdaságossági szempontok mérlegelése alapján határozható meg. Ha a nyomásviszony kicsi, a szivattyú nem tud a jó hatásfokú munkapont szuk környezetében üzemelni, romlik a hatásfoka. Ha még a hajtó villamos motor hatásfokromlását is figyelembe vesszük, azt kapjuk, hogy legcélszerubb a nyomásviszony értékét 0,75 ... 0,9 között választani. Kisebb berendezések esetében - ahol a szivattyúzási munka költsége is kevesebb - a kisebb nyomásviszonyt (0,75) célszeru választani. Közelítéssel a szivattyú szállítómagassága a kiés bekapcsolási nyomások átlaga, belátható, hogy a nyomásviszony növelése feleslegesen' növeli a szivattyúzási munkát, hiszen a fogyasztóhálózat szempontjából elegendo lenne a bekapcsolási nyomás állandó értéken tartása is. Ebbol következik, hogya hidroforberendezés üzem költsége kedvezotlenebb, mint egy hasonló feladatot ellátó atmoszferikus magastartályé. A tartály közepes tárolási magassága kisebb, mint a hidroforberendezés szi-
vattyújának a közepes szállítómagassága. Ha még figyelembe vesszük - azonos viszonyokat tekintve -, hogy az atmoszferikus tároló hoz képest a hidrofortartály hasznos térfogata a teljes, beépített térfogatnak kb. 20%-a, akkor végso következtetésként adódik, hogy a hidroforberendezés alkalmazását mindig gondosan mérlegelni kell. A gyakorlatban elofordul, hogy a hidroforberendezés szivattyúja - nagy vízszállítása miatt nem csatlakoztatható a közmure. Ilyenkor külön szívómedencét kell kialakítani. Hasonló megoldás alkalmazható akkor is, ha a közmu idoszakosan üzemel, és az üzemszünetek alatti fogyasztás fedezésére nem elegendo a hidraforberendezés hasznos térfogata. Ha lehetséges, célszeru ezt a többlet-tárolótérfogatot a leheto legmagasabbra helyezni, hogy a táro lót tápláló hálózat nyomása ne vesszen teljesen kárba (28-58. ábra). Végezetül néhány megoldást mutatunk be nem kompresszoros légpárna kialakítására. A 28-59. ábrán normálüzemben a 2 és 4 szelep zárt állapotban van. Levego betáplálásakor az 1 és 3 szelep zárásával, a 2 és 4 szelep nyitásával az L tartályba a légbeszívón át levego áramlik. A 2 szelep zárása és a 3 szelep nyitása után a légtartályból a levego a szivattyú által szállított vízzel a hidrafortartályba nyomható. A folyamat· ismétlésévei megfelelo légpárnát lehet eloállítani. Ha a szivattyú a tárolóból szív, akkor a 28-60. ábra szerinti megoldás használható. A légszállitás
2 1.
28-58. ábra. Nyomólégüst és víztároló kombinációja 1 hálózat!>ól;
2 fogyasztókhoz
,.~----------..., 6
T')4-
Z
~- L
7
5
1
J 2
28-59. ábra. Levego-utánpótlás
L légtartály;
1. 2. 3. 4 szelepek ; 5 hálózatból
; 6 légbeszívó;
7 f ogyasztókboz
977
VíZTÁROLÓK
~l I II
I
~
~I
5
9 28-60. ábra. Levegoutánp6tlás Lu, szívótartály; L légtartály; 1 szelep; 2 légbeszivó ; 3 levego; 4 levego-
1
28-61. ábra. Levegoutánp6tlás
injektorral
leválasztó edény; 5 fogyasztókhoz
1, 2. 3, 4, 5 szelepek; 6 fogyasztókhoz; 7 levego; 8 injektor; 9 hálózatról
itt is a szivattyú szakaszos muködésével valósítható meg. Álló szivattyú esetén az 1 szelep nyitása után az L légtartályba bejutó levego a szivattyú újraindításával a hidrofortartályba nyomható. üzem köz-
ben a ábra). levegoRótlás meg (28-61. üzembe injektorral helyezéskor valósítható az alsó vízszintig megtöltött tároló vizének keringtetésével állítható elo a megfelelo légpárna.
28.8. Vízmérés A helyes üzemeltetés, ellenorzés, a takarékos vízgazdálkodás és nem utolsó sorban a vízdíj fogyasztás szerinti elszámolása szükségessé teszi a termelt és felhasznált víz térfogatának mérését. A nagyobb víztérfogatokat általában Venturi-mérokkel, a kisebbeket pedig szárnylapátos vagy szárnykerekes vízmérokkel mérik. A pillanatnyi vízmennyiség mérésére a térfogatáram-mérok, valamely adott ido alatt a csovezetéken átáramlott víz mennyiségének meghatá,rozására pedig a térfogatmérok használhatók. Térfogatáram-mérés. A csovezetékben áramló pillanatnyi vízmennyiség (m3/s) mérése áramlási ellenállásmérésre vezetheto vissza. A csovezetékbe épített érzékelon létrejövo nyomásesés négyzetesen arányos a vezetékben áramló térfogatárammal, azaz (28-25) ahol Llp az érzékelon létrejövo nyomásesés; K állandó; Ji" térfogatáram. Ez az arányos jel differenciálmanométeren közvetlenül térfogatáramban olvasható le. Megfelelo gyökvonó szerkezet segítségével lineáris skálaosztás is készítheto. A csovezetékbe beépítheto, gyakran használt érzékelo a Venturi-cso, méroperem, mérotorok. Ezeknek kialakítását és beépítését szabvány rögzíti, aminek alapján a (28-25) összefüggés K állandója meghatározható (MSZ 1709). Ezzel adottak az érzékelon mérheto nyomásesésekhez tartozó térfogatáramok. Az adott érzékelok tehát szabványos kivitelben, 64 Az 6pflletFpéazet kézikönyve
hitelesítés nélkül - adott turéshatáron belül pontos térfogatáram-mérést tesznek lehetové. Természetesen hasonló mérésekre más módszer is használatos .. A 28-62. ábrán villamos elven muködo térfogatáram-méro elvi kapcsolása látható. A kapcsoló lényeges alkotóeleme atermisztor. Atermisztorok negatív ellenállás-homérséklet karakterisztikájú félvezetok. A homérséklet emelkedésével ellenállásuk nagymértékben csökken. A térfogatáram-mérést az teszi lehetové, hogya termisztoron .átfolyó áram hatására atermisztor és a körülötte áramló víz közti stacionárius hocsere a vízsebességtol függoen a termisztor különbözo felületi homérsékletein következik be. A vízhomérséklet változása hídba kötött két azonos termisztorral kompenzálható. Az egyik termisztor az áramvízben, a második pedig az elobbivel azonos homérsékletu, de nyugvó folyadékban van .. A termisztorok hátránya, hogy idovel ellenállásuk megváltozik, ezért az elobbi mérési módszer olyan esetenkénti mérésre használható, ahol a mérés elott lehetoség van hitelesítésre ..
28-62. ábra. Térfogatáram-méro
978
VíZELLÁTÁS
Térfogatmérés. Adott id6tartam alatt a cs6vezetéken átáramló viztérfogat mérése az el6z6kben tárgyalt érzékel6kkel is megvalósítható, csak az érzékel6k által szolgáltatott jelet - ami a térfogatárammal arányos - id6ben összegezni, integráIni kell. A 28-63. ábrán villamos integrátor látható, ami szerkezetében hasonUt az egyfázisú váltakozóáramú fogyasztásmér6höz. Az alumínium rotor az és 2, ill. a 3 vasmagos tekercsek között forog. Az 1és 3, valamint a 2, 3 tekercspárok er6tere a rotomak ellenkez() irányú nyomatékot ad, tehát ha az R potenciométer csúszkája középen van, akkor az 1és 2 tekercsekben az átfolyó áram is egyenl(), és a rotor nyugalomban van. Ha a potenciométer csúszkája az egyensúlyi helyzetb61 elmozdul, a rotor forgásba jön, és fordulatszáma az elmozdulással arányos lesz. A fordulatokat decimális számlálószerkezet összegezi. A potenciométer térfogatáram-érzékel6n (pl. mér6peremen) el6álló nyomásdifferencia segítségével mozgatható. Ekkor a decimális számlálón mutatott tárcsafordulat adott id6 alatt az érzékel6n átfolyt viztérfogattal lesz arányos. Lineáris potenciométer alkalmazásakor az érzékel6 és a potenciométer közé természetesen gyökvonó mechanizmus beépítése szükséges. A mér6 alkalmas két különböz6 cs6vezeték térfogatárama különbségének mérésére is, csak a két érzékel6 potenciométerét úgy kell kapcsolni, hogy azonos állásokban a rotor nyugalomban maradjon. A gyakorlatban sokszor el6forduIó összegez6 méro a számykerekes vfzmér6. A számykerekes vizmér6kön átfolyó viz függ6leges tengelyu lapátkereket forgat. A lapátkerék fordulatszáma arányos az átáramló viztérfogattal, tehát a kerék fordulatát összegezo decimális számlálón a méron átfolyt viz olvasható le.
1
'5
R
18-63. ábra. Villamos integrátor 1, 2, 3 tekercsek; 4 rotortárcsa; 5 doc:imális számláló; R potenciométer
Az ún. szárazon futó mérokben a számlálószerkezetet különválasztják a viztértol, és a viz alatt muködo, vizkenésu fogaskerék-áttételtol kivezetett tömített tengely közvetítésével hajtják. A szárazon futó méronél egyszerubb megoldásÚ, ezért megbízhatóbb üzemu a vízben futó vizméro, ahol a számlálószerkezet a számlappal, mutatókkal együtt víz alatt van, és az egészet nyomásálló üveglap zárja le. Elmarad tehát a tömített tengely, így a vízben futó méro érzékenyebb és olcsóbb. A számykerekes vizmérok korábban egysugaras kivitelben készültek. A viz egyetlen sugárban lövelIt a lapátokra, a számykerékcsapágyak egyoldali terhelése miatt megnövekedett csapsúrlódás csökkentette a méro érzékenységét, és a csapágyak gyors kopását okozta. E hátrányok miatt ma már csak több sugaras méroket gyártanak (28-64. ábra), ahol a számykerék kazettában forog. A víz a kazetta alsó síkjában elhelyezett palástfuratsoron keresztül közel érintolegesen áramlik a számykerékre, majd felfelé áramolva egy felso lyuksoron hagyja el a kazettát, miközben forgatja a lapátkereket. A kazettában felfelé áramló víz emeli a számykereket, ami csökkenti a talpcsapágy súrIódását, tehát növeli a méro érzékenységét. A furatokon belépo viz mozgási energiája a sebességgel négyzetes arányban no, tehát a számykerék fordulatszáma nem lenne egyenes arányban a térfogatárammal. Ezért a számykerék alatt és felett sugárirányú bordákat helyeznek el, amelyekkel bizonyos határokon belül linearizálható a számykerék forgása. A számykerekes vizmér6 megengedheto mérési hibája ±2%. A 28-65. ábrán megrajzolt hibagörbéb61 látható, hogy a vfzmér6 indulási érzékenységéhez igen nagy hiba tartozik. Szerencsére a görbe meredeken emelkedik, és kis térfogatárammal is elérheto a -2%-nak megfelel6 alsó mérési határ. Ahol a hibagörbe túllépi az el6írt mérési pontosság határát, az ennél a terhelésnél a felso mérési határ. A mérési határok fogják közre a mérési tartományt. A vizmér6 jellemz6it a névleges terhelés %-ában fejezik ki, és a számítások alapját is ez képezi. A mér6 névleges terhelése az a térfo-
\ 28-64. ábra. Több sugaras vím1éró
vfZMÉRÉS
Hiba; %1
I I
1 2 28-65. ábra. A vízméro hibagörbéje 1 indulási érzékenység; 2 alsó mérési határ; 3 névleges teljesitmény; 4 Cel-
so mérési határ
gatáram, amellyel a méro ellenállása 10 v.o.m (névleges ellenállás). A felso mérési határ a névleges terhelésnél valamivel nagyobb, viszont a névleges terhelést túllépni tartósan nem szabad, ezért ezt tekintjük a felso mérési határnak is. A vízméro ellenállása is a térfogatáram négyzetével arányos, tehát a méron átfolyó tetszoleges térfogat és a hozzá tartozó ellenállás között a következo összefüggés írható fel:
r= v ~ 10 ' né
(28-26)
ahol17né a méro névleges terhelése, m3/h; Ji" a méron átfolyó víz-térfogatáram, mJ/h; h a méro ellenállása; v.o.m; 10 a méro névleges ellenállása. Az összefüggés alapján a különbözo mérok ellenállásgörbéi a 28-66. ábrán láthatók. Ha a vízmérot a névleges terheléssei járatnók, akkor élettartama kb. 1500 óra lenne. Ennek alapján meghatározható a méro m3-ben kifejezett élet-
10
8
6 4
J 2 ~ ti '"
1 '" M~ Op-~ 10,* ~
f43 0,2 ().1
100'
64·
979
tartama is, ha a névleges terhelést megszorozzuk az üzemórában megadott élettartammal. Lakóház jellegu fogyasztások mérése esetén (a szárnykerekes vízméroket nagyrészt ilyen fogyasztóknál szerelik fel) a vízméro kihasználása akkor gazdaságos, ha két évig javítás nélkül üzemel. A méro tehát két év alatt érheti el a m3-ben kifejezett élettartamát. Ha ezt elosztjuk a kétéves üzemidoszakm!k megfelelo különbözo idoegységekkel, megkapjuk a méro ún. normális terhelését. Ha a mérot ezzel a terheléssei egyenletesen járatnók, élettartama éppen két év lenne. A fogyasztások ingadozók, egy napon belül is nagyon változók lehetnek, de a lakóház jellegu fogyasztóknál a naponta fogyasztott vízmennyiségek között nincsen lényeges változás. A mérok napi terhelése a korábbiak alapján számítható: Vd max
1500~. 2. 365 ~2Vné
_ 17né'
m3/d , (28. -27)
vagyis a napi terhelés legfeljebb a névleges teljesítmény kétszerese lehet. Ez az érték végso soron egyezik a méro m3 ld-ben kifejezett normális terhelésével. A mérok terhelési adatait a 28-16. táblázat tartalmazza. A táblázatban csak az indulási érzékenység van feltüntetve, mert az alsó mérési határt a gyakorlatban nem szokták megadni. Nagyságát a névleges teljesítmény 2%-ával célszeru figyelembe venni, tehát a használt mérore megadott érzékenységgel azonosan. A gyakorlatban a méro kiválasztásakor a várható tényleges terhelést vesszük alapul. Ennek figyelembevételével a mérot egyenletes, állandó jellegu fogyasztás esetén a llh vagy lImin-ben adott mértékadó terhelés alapján kell kiválasztani. Ingadozó fogyasztáskor (pl. lakóházban) a napi, nagyon változó fogyasztáskor pedig a havi mértékadó terhelést kell figyelembe venni. Az így választott méro ellenállását a (28-26) öszszefüggéssel ellenorizni kell. A méro ellenállása a maximális víztérfogatárammal sem lehet a névleges terhelésnek megfelelo 10 v.o.m-nél nagyobb. Lakóház jellegu fogyasztók esetében - ha a fogyasztó és közmu között nincsen tároló - célszeru, ha, a méro ellenállása 4 ... 8 v.o.m között van. Ez biztosítja a méro megfelelo érzékenységét. Nagyobb vízfogyasztás mérésére Woltmann-méro has'7.l1áJ9tOS.A mérés elve a szárnykerekes vízméroéhez hasonló, azzal a különbséggel, hogy a szárnykerék vfzszintes vagy függoleges tengely körül forgó csavartszárnyas kerék, amelynek fordulatszáma a méron átfolyó víztérfogattal arányos. A vfzfogyasztás itt is decimális számlálón olvasható le.
980
víZELLÁTÁS 28-16. táblázat. Szárnykerekes vízmérok Indulási érzékenység. ISO I 13,90 Mértékadó terhelés limin limin I/h 1670 4160 80 2SO 834 180 60014 teljesítmény 120 167 416 420 428 300 200 18000 3340 2500 2400 30000 180040 1200 60000 75000 100 30 40 1168 20000 820 584 15000 10000 300 120 4500 20 14 75 100 5000 5840 4200 3600 300060 100000 90000 140 25000 12500 200000 400000 9000 600 300 8320 ISO000 6000 260 50 45000 20 6370 7500 10 666,0 4,70 SO,O 2500,0 83,4 5000,0 834,0 8,34 55,60 41,60 13,32 10,00 500,0 333,0 6,66 3,33 4,16 19,48 235,8 10,00 2,78 9,74 6,95 117,4 0,50 167,4 2,34 3,34 1,18 1,68 1,00 1170,0 83,20 1668,0 23,40 69,SO 416,00 100,00 SO,OO 1,67 139,00 33,4 27,80 16,70 2,36 1000,0 97,40 20,00 208,00 33,40 11,70 16,70 0,84 25,00 . Névleges 0,33 I5,00 Új mérll II Használt I m'lhónap Élettartam. 3000 0,66 I
Beömlési
I
m'ld
A Woltmann-mérok elott és után megfelelo hoszszúságú egyenes csoszakasz beépítése szükséges, hogy az áramvonalak lehetoleg párhuzamosak le-
m'
gyenek. A Woltmann-mérok névleges ellenállása kisebb, mint a szárnykerekes méroké (0,5... 2,0 v.o.m).
28.9. A vízellátás csohálózata és szerelvényei Akorszeru csohálózattai szemben a legfontosabb követelmény, hogy csúcsfogyasztás idején is elegendo mennyiséget szállítson valamennyi vÍZvételi helyre. Kielégítse a tuzrendészeti követelményeket, muködése üzembiztos legyen, a vÍZ folyamatosan áramoljék benne. Ezen legfontosabb szempontok figyelembevételével kell a csohálózat vonalvezetését megtervezni. A csohálózat méretezésekor figyelembe kell venni az adott terület várható fejlodésével járó vízigénynövekedést is. A csohálózat kialakítása a helyi adottságoktól (~pítettség, domborzat, geológiai viszonyok) függ. Agas rendszeru a csovezeték, ha a fonyomócsobol és az elosztó-csohálózatból leágazó vezetékek végpontjai vakon végzodnek. Körvezeték-rendszeru, ha a fonyomócso az ellátási területen körbehaladva önmagába visszatér. Az ágas rendszeru vezetékhálózatban nagyobb a nyomásveszteség és a nyomásingadozás. A körvezetékben a vízvételi helyet a víz két irányból közeHtheti meg, kisebb a nyomásingadozás, és kisebb a vezetékágakon a vÍZ pangása is. Épületen belül
hasonló a csovezeték elrendezése. A 28-67. ábra a csohálózat egyes szakaszainak elnevezését ismerteti. A jól és üzembiztosan muködo csohálózat egyik alapfeltétele a cso anyagának helyes megválasztása. Csak olyan anyagból készülhet csovezeték, amely
6 6
5
aj "J "2
bJ
28-67. ábra. Csohálózat kialakítása Ágas hálózat; bJ körvezeték; 1 összekötIl cso; 2 utcai f6elzáró; 3 vízmérll; 4 házi foelzáró. víztelenítésseI; 5 alapvezeték; 6 felszállóvezeték; 7 felszálIó-elzáró víztelenítésse1; 8 ágvezeték
aj
CSOVEZETÉK
nem rontja a szállítandó víz minoségét. Adottságai megfelelnek a hálózati nyomásnak, a helyi viszonyoknak, elsosorban a talaj szilárdsági és vegyi hatása szempontjából Meg kell vizsgálni a talajt, és a kémiai tulajdonságainak megfelelo, jól ellenálló csovezetéket kell választani. Laza talajban, feltöltésben csak olyan anyagú cso fektetheto, amelyik bizonyos mértékben hajlításra is igénybevehetö. A csovezetéknek a legnagyobb üzemnyomáson is bírnia kell az üzem közben létrejövo kisebb vízlökéseket, valamint úttest alatt a jármuvek által okozott rázkódtatást is.
28-68. ábra. Öntöttvas
981
tokos nyom6cso (1. a 28-18. táblázatot)
28.9.1. Csovezeték 28-69. ábra. Öntöttvas karimás nyom6cso (1. a 28-19. táblázatot)
Öntöttvas nyomócso. Az öntöttvas nyomócsövet (MSZ 82) külso vezetékként földbe helyezik olyan helyeken, ahol a talaj mozgás veszélye nem áll fenn. A 7,25 kg!dm3 suruségu szürke vasöntvénybol készült csövek anyaga rideg, ütésre, dinamikus hatásra könnyen törik, a talaj kisebb süllyedését sem képes követni. Az öntöttvas nyomócsövet a 28-17. táblázat szerinti nyomásfokozatokban gyártják. A csövet egyik végén olyan méretu tokkal gyártják, amelyben a másik cso sima vége és a tömítoanyag is elfér (28-68. ábra, 28-18. táblázat). A cso készülhet mindkét végén karimával is (28-69. ábra, 28-19. táblázat). Földbe csak tokos öntöttvas csövet szabad fektetni, mert a karimákat összeköto csavarok korrózió következtében aránylag rövid ido alatt tönkremennek. Azbesztcement nyomócso. Szilárd, nem süppedo talajba szerelheto. Az azbesztcement cso rideg, könnyen törik, ezért a tárolás és szerelés során szakszeruen kell kezelni. Szabad szén-dioxid- és szulfáttartalmú víz megtámadja. 300 mg!l szulfáttarta28-17. táblázat. Öntöttvas csövek uyomásfokozatai (MSZ 82) hideg vizzeI. bar (kpjcm') bar LelltllliYobb megenlledett Gfokozat Pzra 10 2525 10 60 312 40 20 48 1616 50(kpjcm') 6 V fokozat Próbanyomás
üzemnyomás,
I
lpmig a gondosan készített bitumen bevonat védelmet nyújt. Nagyobb koncentráció esetén S-54. jelu cementtel készített csövet kell használni (28-20. és 28-21. táblázat). Beton nyomócso. Külso, nagy átméroju csohálózatok szereléséhez használható. Anyaga általában B 500 minoségu betonból, agresszív talaj esetén szulfátálló S-54. jelu cementbol készül (28-22. táblázat). Sima végu acélcso (forrcso). Forrcsó'bol vízvezetéki hálózatot csak ipari célokra szabad készíteni. Feltöltött, laza talajban is alkalmazható, mert a hajlítási igénybevételt jól bírja. A talaj kémiai hatása és kóbor áramok ellen a vezeték védoburkolására különös gondot kell fordítani. Korrózió ellen pl. kívül-belül forró bitumen bevonattal és kivül nemesített bitumenkeverékkel forró állapotban átitatott jutacsikkal burkolják, majd a felületet mésztejjel vonják be. A csövek korrózió elleni védelmére vonatkozó egyéb eljárásokat az MSZ 99 szerinti gyári eloírások tartalmazzák (28-23. táblázat). Horganyzott acélcso (gázcso). Horganyzott acélcso külso és épületen belüli vízhálózat szerelésére egyaránt alkalmas. Amennyiben földbe kell fektetni, a forrcsohöz hasonlóan kivülrol bitumenes jutacsík vagy muanyag szalag szigeteléssei kell ellátni. Rugalmassága miatt laza, süppedos talajba is helyezheto (28-24. táblázat). PVC nyomócso. A Pa jelu PVC [poli(vinil-klorid)] nyomócso egyaránt alkalmas épületen kívül és belül hidegvíz-hálózatok kialakítására. A vezetékek szerelésekor figyelembe kell venni, hogy hotágulása 6... 7-szerese az acélénak. Melegviz-vezetékek szerelésére - jelenleg kisérleti jelleggel - a szigorú méretturésu PVC nyomócso használható. Falhoronyba nem szerelheto (28-25. és 28-26. táblázat).
982
VíZELLÁTÁS
28-18. táblázat. Öatöttvas tokos nyomócso (MSZ 85) (L. a 28-68. ábrát) h77 5000 552 I84 db Im cso ttokos leenagyobb 167 100 12 d, 188 220 160 532 239 125 311 745 738 56 74 245 94 929,89 98 222 170 4000 103 110 105 107 132 116 473 302 359 525 13 14 II 274 447 130 974 1422 17 28 d, 131 88 187 83,09 66 118 115 638 140 11% 24 1048 91 10 16 21 860 19 842 120 415 428 378 783 150 634 1256 933,24 560 145 tok 281,71 618,70 29,34 35,32 157,34 78,98 36,40 18,24 11.77 6,02 100,34 132,96 96,27 22,30 1279,63 1672,3 493,39 704,45 381,14 23,14 17,21 123,74 140,89 52,90 71,60 38,70 76,32 4278,7 vagy 10,57 11,74 19,75 39,34 9,78 3,61 2118,4 3036,7 65,34 30,75 24,07 7,07 117,3 255,93 334,46 8326 4,63 92,70 44,45 98,68 56,34 363,7 855,74 I I IhosszúsáiÚ 201,07 236,7 153,4 607,34 423,68 9,% 655 I db I
393v cso tokkal
866
Cso 760 291 1074 113 185 238 343 395 1282 133 81
kg
Tok Tömee
I
3000 70 8I sima cso I 8,75
II
28-19. táblázat. Öntöttvas karimás nyomócso (L. a 28-69. ábrát)
II
..
mm mérete c12 h40 Cso IyukMunkaléc kg k4400 v12 D Csavarok Karima bm 4200 18 44 16 968 824 8895 Tömeg cso 460 30 98240 160 3125 98 M24 M27 32 36 482 950 585 20 21 840 17 19 16 28 339,00 1230 780 M20 295 370 13 42516 23átméro, 20 18 110,75 66 556 845,11cso M 22 212 188 24 10 170 250 430 14 505 II5 1000 138 M36 M30 M33 2000 1160 1380 1330 685 620 515 800 905 725 34 56 32 50 532 634 738 842 1256 1015 1455 670 565 1500 28 26 268 28 320 350 340 223 274 379068,75 445 395 száma 115 110 102 88 150 158 210 180 222 118 145 220 285 378 1048 1illO s.ma hosszúsáiÚ 165 darab12,14 4239.00 188,00 2116,40 1001,20 3025,20 490,90 283,30 616,40 133,90 80,54 36,51 1116,00 32,00 707,40 3560,00 11,00 93,00 1273,00 1664,40 71,60 92,70 52,90 383,60 22,30 36,40 30,75 159,02 97,40 I M2023 18,24 I29,75 428 326
t,mm 783,00 I 7 39 1I
I1 .
1
-1
I db max.
I
983
CSOVEZETÉK
Ólomcso. Az ólom nyomócso (MSZ 833) felhasználása egyre ritkábban fordul elo. Esetenként vízágvezetékek és berendezési tárgyak hidegviz-csatlakoztatásához használják. Az ólom nyomócso 99,75% tisztaságú ólomból készül. Belso felületét ónnal vonják be, hogy a mérgezo ólomvegyü1etek ne kerüljenek az ivóvízbe. Az üzemnyomásnak megfeleloen különbözo falvastagsággal gyártják (28-27. táblázat). Rézcso. A rézcsövön (MSZ 760) a szereloiparban vörösréz csövet értünk. Népgazdasági okokból csak különleges esetekben (akkor is 10/12 mm méretü rézcsövet) alkalmazzák berendezési tárgyak bekötéséhez. A szereloiparban félkemény formában alkalmazható (28-28. táblázat).
28-20. táblázat. Azbesztcement nyom~csövek osztályozása Csoosztály
ACS 5 10 5 15 25 30 20 15 7,5 12,5 2,5 AC2,S
más raulikus próbaüzemnyonyomás
AC 12'S\ AC IS AC7,sj
ACIO
28-21. táblázat. Azbesztcement nyomócsövek méretei
---
Csoosztály
Jel
I
Méretek,mm
--meg--átméro, -- falvastagsága --D I -munkált Belso A d e átméroje, külso
18 11 147 14 20 222 10 13 36 344 572 12 25 118 226 60 27 400 125 170 80 150 100 120 254 244 22 46 474 190 159 184 153 126 78 28 296 23 306 592 37 444 554 34 274 224 440 9 29 234 458 176 286 15 200 98 143 16 278 300 250 500 106 13 490 132 368 612 17 356 1 56 6 9 68 968 436 328 544 276 550 332 45 330 9 AC 2,5 15 AC 12,5
9
~
A megmunkálás hossza,
I
I
9 50
I
--
68
320
1*
1
350
380
400
3000
Csohossz,
L
2000
4000
• A meamunkálás hossza Simplex-kötésre vonatkozik, Gibault-kötéshez az adott éctéknél kiJebb is lehet.
4000
984
VfZELLÁTÁS 28-22. táblázat (
• T
-~-l---f 5
~H"slnos CSOhOSSI' 5(J~:t mm ,,+ ~
(Betonminoség: B 500)
I
Gumigy/iru
10 23,S 18II DI D, I 13 1
I
térfogat
Elméleti (kpfcm') nyomás tömeg 1370 1390 13% Il Il68 SO 74 bar vIzsgálati 1320 13 610 628 18 844 820 3kg SSO 633 2000 838 49 SOO 24,0 28,0 22,S 26,S Beton- nyomás" Névle",·o
I
.Gyári.
I
D, Repeszto
mm 1000 700 1200 IS átmérok ISOO 10 Jellemzo
Méretturések
I±S
·2 nap után.
28-23. táblázat. Varrat nélküli, sima végli folytacél forrcsövek (MSZ 99)
Külso átméro
18 133 30 IS9 194 219 324 108 89 38 S7 2S 273 76 44,S 63,S
mm
I
Normál falvastagság
1,292,0 9,27 6,77 3,2 3,6 0,789 2,69 3,87 2,27 1,76 2,9 46,6 33,00 12,70 17,10_ 4,S S,6 4,33 S,23 2,6 2,3 26,00 62,3 6,3 8,0 7,1 4,0
I
Tömeg, kgfm
±2
m
Cso
985
CSOVEZETÉK Betoncsövek adatai
---- -
mm 1 s1035± v5185 u mm 5195 126 74 45 65 2755 125 560 545±8 06O±3 2775 ±5 135 85 1230± 75 85±3 75±3 1±2 1825 3 24 2820 15 735±részméretei II 59 DII121 55±2,5 ±1,5 csövégek fghbecIII±2 ±6% 2735 Tokhézagés gumigyüru-méret I I 11,5A Id53,5 I I 1
"Tájékoztató
I
Falvastag-
adat.
---hossza Acélkarmantyú mmmm IN-ra legkisebb hossza hasznos kg/m mm I I I 20 86150 17 11 15 10 14 28 26 25 34 90 80 65 71 65 25 40 5043,6 11 19 48 100 114 140 92 36 56 32 75 125 83 165 2,00 mm 17,00 101,5 21,25 88,54,05 76,00 26,75 30,2 10,0 15,0 11,0 0,654 6,63 26,51 4,05 ,65 0,858 2,35 60,00 48,25 33,50 25,7 19,1 3,17 3,25 343 ,25 külso 4,50 4,85 0,410 0,407 33,3 16,3 1,59 1,23 8,64 0,650 9,72 8,47 1,58 1,22 42,25 21,4 2,46 5,17 3,65 2,44 3,14 5,10 34,9 12,1 12,4 16,7 19,8 0,852 3,61 39,~ 16,2 19,2 száma 11,4 13,502,35
10,20 I 7,4
12
I
28-24. táblázat. Menetes acékdivek -
.
tömege Menet _ I menettel és
falvastagsága
TÖIl1eiSzámltás 7,85 kgJdm' sfuiiség alapján. A horganyzott csövek 3... 4%-kal nehezebbek. I karmantyú 6 m-enként számitva.
I
(gázcsövek)
986
VíZELLÁTÁS 28-28. táblázat. Vörösréz csövek mérete és tömege
28-25. táblázat. P 3 jelu PVC nyomócsö* Külso átméro, mm
Falvastagság, mm
Tömeg, kglm
Belso átméro
Külso átméro Tömeg,kg/m
mm
6
0,088 0,023 0,064 0,123 0,562 0,221 0,846 2,70 1,0 2,5 13,9 2,0 23,1 5,8 8,5 ,6 ,8 ,0 0,112 4,01 0,351 1,88 1,33 4,9 7,0 10 24 40 70 80 36 32 60 26 33 17 20 50 50 25 12 38 65 30 55 13 30 34 20 60 45
-10 kp/cm' fokozatú, nehéz kiviteUí; szín: szürke; szálhosszúság: 6 m.
28-26. táblázat. Szigorú mérettüréslí PVC nyomócsövek 22,5
FaI+0,2 v,mm mmtiírése; +0,4 mm átméro Tömeg, vastagság, Közepes külso0,123 kalm 2Fal+0,5 +0,45 3,1 0,220 vastagság 1,8 tiírése, 0,350 0,540 0,112 I
I
28-27. táblázat. Ólom nyom6csövek mérete és tömege 21 39 26 20 13 34 24 20 43 25 32 29 10 5,56 4,75 2,43 2,68 8,00 3,63 6,75 to,93 3,94
~I~ 35 18 2,00 5,36 10
10,0 6,0 "félbudai" "pesti" nyomócso nyomócso 101,39 "budai" uyomócso 16
Uzemnyomás, bar (kp/cm')
74 38 32 37 15 58 27 53 23 14 12 43 40 84 68 39 33 34 64 63 28 19 54 22 48 52 35 ,389 0,896 022,147 ,31 1,312 1,460 1,105 ,861 1,600 2,356 1,080 0,122 ,361 ,500 0,583 1,050 1,730 1,350 ,050 4,559 2,773 1,300 1,700 0,900 2,564 1,220 2,891 1,939 4,003 3,447
987
CSOVEZETÉK
28.9.2. Csokapcsoló idomok
Gumigyúrú
f----t--r!]
t::)"l:JL
l<::i
Öntöttvas nyomócsoidomok. Az öntöttvas cso nem alakítható, ezért leágazások, irányváltozások kialakítására, szerelvények beépítésére tokos, ill. karimás végzodésu idomokat kell beépíteni. A tokos végzodés tömítését tömítokötél beverése után ólomkiöntésseI készítik. Használatos a kenderkötél faékkel való leszorítása is. A munka egyszerusítésére 500 mm NÁ-ig készítenek csavarkötéses tokokat is (28-70. ábra). Öntöttvas nyomócsorol 1"-nál kisebb leágazás megfúró csobéklyóval alakítható ki (28-71. ábra). Azbesztcement nyomócsoidomok. Az azbesztce· ment cso szerelésekor a leágazások azbesztcement és öntöttvas nyomócsoidomokkal készülnek. Az idomok és a csovezeték összekötése Simplex- (28-72. ábra, 28-29. táblázat), vagy Gibault- (28-73. ábra és
"
I
- ...
28-72. ábra. Simplex kötés (1. a 28-29. táblázatot)
28-30. táblázat) kötéssel lehetséges. Gibault-kötést a csavarkötés korróziója miatt földbe beépíteni nem célszeru. Ezt a kötésmódot elsosorban aknákban alkalmazzák. 1" NÁ-nél kisebb leágazást vagy az idom szukítéséveI, vagy a Gibault-kötéshez széles közgyuru alkalmazásával kell készíteni. Az azbesztcement csövet öntöttvas karimához EFK-kötéssel csatlakoztatják (28-74. ábra). A-A
metszet
.)A 28-73. ábra. Gibault-kötés
28-70. ábra. Tokos öntöttvas
(1. a 28-30. táblázatot)
csövek kötése
1 ólomkiöntés; 2 kötelezés; 3 csavargy6rii; " ólolD111alpáncélozott BUmi1lY6rii;5 tok
5 28-74. ábra. EFK-kötés 1 luakarima;
28-71. ábra. Megfúró csobékly6
2 BUmigy6rii; 3 betétcs BUmi; " azbcsztcement; 5 öntött karima; 6 támaszlly6r6
,mm
VíZELLÁTÁS
988
28-29. táblázat. Simplex-kötés adatai (L. a 28-72. ábrát) DD, L,kgJdb D. A kötés tömell",Simplex-karmantyú Felhúzónyílás külsoNÁ, D,
cso belso NÁ, kü1soNÁ,
I
j
mm
50
350 244 286 75 78 296 170 241 237 68 112 78 81 8814,6 351 414 341 344 354 150 108 130 164 123 120 224 147 154 179 183 234 293 289 85 134 105 98 101 127 170 176 288 157 190 186 102 1,5 2,0 3,0 4,0 8,0 5,4 7111,6 1,4 150
II II
Temperöntésu idomok. Fekete vagy horganyzott 6024 6005 6006 6022 6020 6019 lap 6023 MSZszám 6009 nettel 6025/2. Iap lapok lap 6016/1. 6025/1. 6012/2. Iaplap 6026/2. 601Oj2.lap 6010/1. 6012/1. Iap külso menettel) 6016/2. 6004/2. 6017/1. 6007/1-3. gázcsövek csatlakoztatásához, elágazások, oldható belso menettel) nettel menettel kötések kialakításához temperöntésu idomokat 6004/1. Iap használnak. Vízhálózatokhoz csak horganyzott idomdarabokat szabad használni. Az idomokat tuzi vagy galvanikus úton horgonyozzák. Az idomokat a csovéghez lenolajba áztatott kenderrel vagy muanyag (tefIon) csíkkal tömítik. Az idomdarabok szereloipari megnevezése, jelölése különféle, ezért a 28-31. táblázatban közöljük az MSZ 6002-ben megtalálható, ISO által ajánlott jelöléseket. Karimás csoKötések. A karimás csokötéseket foként szivattyúk, nyomásfokozó és vízlágyitó berendezések szereléséhez használják. Mivel a horganyzott gázcsövet hegeszteni nem szabad, nagyobb átméroju csövek és armatúrák csatlakoztatását nyakas menetes karimákkal oldják meg (28-75. ábra). Szivattyúházak, nyomásfokozók szerelése esetén, 28-30. táblázat. Gibault-kötés adatai (L. a .28-73 ábrát) Akülso laza db karima 12száma, átméroje, 100 110 120 12 90 20 16 347,70 247 23tömege, 184 150 164 221 305 367AC8avarok 135 125 A4,00 kötés 10,20 5,00 2,80 27,70 21,30 1,40 hossza roje kg/db teljes mm
I
I átmé-
Ajánlott
-
P4 T9 TI E2 N8 B I47/I-III. CI M2 Ul Kereszt T Kettos közcsavar belso-külso me- 6002-58) Szukíto közcsavar Szukítokereszt Tbelso-kütIG4 íves T ív 90° -os külso-belso El. IA4 Nadrágidom II 900-os Szukítokönyök IGl UA N Hollandi csavarzat (belso28-31.Megnevezés táblázat. Csoidom táblázat (MSZ Dugó Kupak (bovíto) T2 belso Jobbmenetes Jobb-bal karmantyú karmantyú (külsoEgyenlo T idom IA U 21 Szukítö karmantyú (belsoEllenanya Könyök két végén külso-belso merSOjel I I 6008 I lA B 1 1 (külsobelsosomenettel) menettel I Könyök hollandi
989
CSOVEZETÉK
28.9.3. Szerelvények Elzáró- és szabályozószerkezetek. Csapok. A vízvezetéki hálózatban a csapot foe1záróként, ürltoként, vízállásmutató és feszméro e1zárójaként alkalmazzák (NÁ 1"-ig). Hirtelen zárásuk miatt a hálózatban nagy vÍzütések keletkeznek, ezért olyan helyekre szerelik, ahol ritkán használják (28-76. ábra). Tolózárak. Nagyobb átméroju csohálózatok lökésmentes nyitására és zárására használják. Öntöttvasból vagy acélöntvénybol, emelkedo és nem emel28-75. ábra. Nyakas menetes karima (MSZ 2907)
ha a csoátmérok nagyok, szokásos megoldás a berendezést ún. forrcsobol elkészíteni, majd szétszerelés után tuzi horganyzással ellátni. Akarimákat a beépítésre kerülo armatúrák névleges nyomásának megfeleloen kell kiválasztani (28-32. táblázat). Hideg víz esetében karimás kötésekhez vászonbetétes gumitömítést, meleg víz esetén klingerit tömítést kell alkalmazni. PVC nyomócsoidomok. A PVC nyomócsovezeték irányváltozásai hajlítással és idomdarab-beépítésseI készíthetok. Leágazások PVC idomokkal alakíthatók ki. A nyomócsoidomokat tangit ragasztóvallehet összeragasztani. Acélcsövet és PVC csövet menetes idomdarabokkal kapcsolnak össze.
\:
28-32. táblázat. Karimás kötések (nyakas menetes karimák)
Iyukmérete átményakszáma coli roje kör átmémm átméTömeg, nyakszerint), kgJdb (MSZ202 vastag- mm magas20 470 22 14 magassága 45 68 28 26 52 18 M 40 30 78 22 16 95 15 12 8121 102 20 10 105 MIO 20 38 80 8Cll/2 M20 118 138 162 44 40 24 3Cll/4 75 290 28 80 627 105 58 CI C 25 32 115 35 388,25 04240 140 88 32roje. 150 C C2165 65 SO 38 185 426 125 8CS 2321/2 70 25 145 16 23 18 C4 32 00218 röje ISO 85 65 100 110 125 220 190 160 C3200 1314 00 35 52 C6 Munkaléc M24 75 60 55 250 50 átmé1,03 1,28 26,75 0,63 0,71 1,87 48,25 2,14 2,86 0,45 139,0 0,38 13,25 6,43 Iröje 42,25 21,25 33,50 60,00 16,75 75,SO 11,5 4,80 113,5 0,5 10,00 3,85 1/4 1/8 164,5 3/4 3/8 1/2 sága külso I külso Névleges 188
M
I 8,77
28-76. ábra. Vízvezetéki ürító fócsap
I
I
átméCsavarok darabMéretek,mm
Csomenet
Karima
Iyuk-
990
VíZELLÁTÁS
kedo orsóval, tokos vagy karimás kötéssel gyártjáko A nyomásfokozattóI függoen a házat Iapos, ovális vagy hengeres kiképzésseI készítik. Ék alakú zárószerkezete nem ad tökéletes zárást. Az ilyen követelményt a párhuzamos zárófelületu tolózárak elégítik ki (28-77. ábra). Szelepek. A szerel5iparban leggyakrabban eloforduló zárószerkezet a szelep. Egyik legismertebb típusa a 28-78. ábrán látható MSZ 174 szerinti átereszt5szelep. Emelkedo orsóval, réz fels5résszel, öntöttvas házzal, két végén belso menettel gyártják. A szeleptányér és az orsó egymáshoz lazán, forgathatóan illeszkedik, hogy a zárás végso pillanatában a szelepüIésen ne forduljon el, és az orsó nyomása egyenletes legyen. A tömítés anyaga hideg víz esetében gumi vagy b5r, meleg vízhez mindig fiber használatos. A szelep beépítését a házon található nyílnak megfelel5en kell elvégezni, amely az áramlás irányát jelzi. Az áteresztoszelepet a 28-79. ábrán látható ferde szelephez hasonlóan szabadon szerelik. Amennyiben aszelepet falhoronyba kell szerelni, csempeszelepet használnak. A csempeszelep feIs5 részét hosszú menettel látják el, amelyre felcsavarható a rózsa és a kupak is..
28-77. ábra. Tolózár
28-78. ábra. Áteresztoszelep
(MSZ 174)
28-79. ábra.
Ferde
szelep (MSZ 3236)
Biztonsági szerkezetek. Biztosítószelep. A berendezésben bekövetkezo káros nyomásnövekedést akadályozza meg. Lehet súly- vagy rugóterhelésu. A nyomás megnövekedése következtében a szeleptányér emelkedik, és így a folyadék vagy goz a szabad csonkon keresztül eltávozhat (28-80. ábra). Visszacsapó szelep. Feladata a víz visszaáramlásának megakadályozása. Legnagyobb jelentosége a melegvíztermelo berendezésekben van, amelyekben a nyomás - a hálózat egyéb pontjaihoz képest megnohet. Ilyen esetben a meleg víz visszajuthat a hidegvíz-hálózatba, súlyos károkat okozva. A viszszacsapó szelepet többféle kialakításban gyártják. Beépítésekor ügyelni kell arra, hogyaszeleptányér a nyomás megszunésekor önmuködoen záródjék. A visszacsapó szelephez hasonló elven muködik a lábszelep, amelynek feladata, hogy megakadályozza a kútba leengedett sZÍvóvezeték kiürülését (28-81. ábra). Nyomáscsökkento szelep. Ha a hálózat nyomása nagyobb, mint a készülékekben megengedheto nyomás, nyomáscsökkento szelepet kell beépíteni (2882. ábra). A Mamut víznyomáscsökkent5 1/2... 1" méretben, '" 12 bar (kp/cm2) primer nyomáshatárig ké-
28-80. ábra. Súlyterhelésú
biztosítószelep
991
CSOVEZETÉK
28-81. ábra. Visszacsapó szelep
szül. 50 oC homérsékletig rv 1...5 bar (kpJcm2) nyomáscsökkentésre képes. Karimás kivitelben 25 ... 150 NÁ-ig, NNy 16-ig is gyártanak víznyomáscsökkentot. Légbesz(vó szelep. Ivóvízhálózatokban a nyomás megszunésekor meg kell akadályozni, hogy légritkulás, ill. visszaszívás folytán visszaáramlás keletkezzék, mert ez a víz szennyezodését okozhatja. A visszaszivást akadályozza meg a légbeszivó szelep. Ha valamely okból a hálózat leürül, az eltávozó víz helyén légritka tér keletkezik. A külso levego nyomása megemeli aszelepet, és a szelepnyiláson levego áramlik a rendszerbe, amely megszakitja a vízoszlopot, igy szennyezett víz nem kerülhet a hálózatba. Többemelete~ épületekben - ahol felszállóként kettonél több olyan szerelvény van, amelyet légbeszivóval kellene ellátni - központi légbeszivót kell felszerelni (28-83. ábra). Csapolászerkezetek. Az épületgépészeti berendezések fejlodésével egyre több tipusú és szerkezeti kialakitású csapoló kerül forgalomba. Ezért itt csak
28-82. ábra. Nyomáscsökkento
szelep
28-83. ábra. Légbeszívó szelep
a leggyakrabban használatos kifolyószelepeket ismertetjük (28-84. ábra). A kereskedelemben kapható csaptelepeket a vonatkozó katalógusok tartalmazzák. A kifolyószelep sárgarézbol készül. A szeleptányérra felerositett tömités hideg vízhez gumi vagy bor, meleg vízhez fiber. Ha a vizet tömlovel vezetik tovább, tömlovéges kivitelut kell felszerelni. Mosdó-állócsap. A mosdó álló lapjára az e célra áttört nyilásba szeretik. A hálózattal tartalék elzáró (MSZ 5205) közbeiktatásával kötik össze (28-85. ábra). Méroszerkezetek. A vizméroket általában a telekhatáron belül, a telekhatártóllegfeljebb 1 m távolságra kell elhelyezni. Az utcai telekhatárra épitett épületek esetén vízméro a pincében is elhelyezheto. Erre a célra külön zárható, fagymentes helyet kell kiképezni. Az épület vízbekötését és a mérohely kialakitást a 28-86. ábra szerint kell elkésziteni. Az összeköto csövek méretét a vÍzmuvekkel közösen kell megállapitani (28-33. táblázat). A vízméroakna kialakitását, valamint a vízmérok teljesitményadatait a 28-34. és 28-35. táblázat tartalmazza.
28-84. ábra. Kifolyószelep (MSZ 114)
min
992
VíZELLÁTÁS
T
,1
I
I
2
~ ,
~5
~I
I
28-86. ábra. Vízmérohely elvi elrendezése I i
1 vÍzmérohely (iIlesztodarab); 2 házi foelzáró; 3 vízteleníto; 4 akna vagy épületben kiképzett hely; 5 telekhatár ; 6 csocsonk a csatlakozáshoz
28-34. táblázat. Vízméroakna méreteí Akna méretei Összekötocsö
Belméretek
85
Búvónyílás
28-85. ábra. Mosdó-állócsap
NÁ,
db
mm
seg sag SZé!es_! ho,,:,zú-l
mélység mm
200 20 40 25 50 80 150 100
28-33. táblázat. Összekötocsövek átlagos teljesítményeí lakóház jellegu fogyasztás esetén Havi I IS
IS \
100 I 120 43100 210 100 130 150 140 8 0 160 180 16Ox60 160 175 2 ISO 1 21 180 150 80 150 80x60 80X60 6OX60 80X60 80x60 SOX60 , 130 , 80x60 80 1100 I 6OX60
1115
130 , 180 1150
Nyomásfokozó mm cso, Vízméro, ISO 60 40 20 25 20 250 400 SO 50 l NÁ, 6rtartalma, NÁ, légüst ÖSszekötosZivattyÚ,1
6000
100
100
15000
ISO
ISO
600
---
4X1500
28-35. táblázat. Vízmérok szerelési adatai
mérete lyukkör m'lh hossza teljesltmény,
70 M 647 180 572 220 600 170 27 160 422 16 Névleges 382 18 M20 295 667 655 240 635 150 560 600 190 557 50 20 5 412 110 125 30 6400 300 545 370 Csavarok hossz száma, átméroje Csatlakozó Épltési I ICsavarlyukak IIIesztodarab
I
I
I
átméroje
db
mérete
Hágcsók száma
993
CSOVEZETÉK
28.9.4. Segédanyagok A vízhálózatok szereléséhez szükséges fobb segédanyagok: Szálas kender: a menetes acélcsövek tömítésére használatos. A jó tömítés végett kencével víztaszítóvá teszik. A tömítokötelet rövid szálú kenderbol sodorják és tokos tömítéshez használják. Azbeszt: ásványi eredetu rostos anyag. Magas homérsékleten üzemeltetett szerelvények tömítéséhez használják. Kötél vagy lemezzé préselt formában kerül forgalomba. Bortömítéseket csak kis méretu szelep és hollandi tömítésként használnak", 5 bar (kpjcm2) nyomásig hideg vízhez. Gumi: vászonbetét nélkül csak ott használják, ahol nincs nagyerohatásnak kitéve, és jó tömítés szükséges (pl. PVC tartály súlyszelepe alatt). A szövetbetétes gumilemez (MSZ 5533) nagyobb nyomás felvételére alkalmas. Vastagsága 1...20 mm, a vászonbetétek száma 1...8 db. Használható '" 5 bar (kpjcm2) nyomásig és +60 oc homérsékletig. Azbeszt gumi/emez (MSZ 1683) (Kentaur, ITT stb.): Használható ",64 bar (kpjcm2) nyomásig és 200 oC homérsékletig. A kereskedelemben loooX 1000 mm-es táblákban kapható. Fíber: melegvíz-szelepek tömítoanyaga. Kéregpapír: kencébe áztatva melegvíz-vezeték tömítésére használják. Muanyag tömítések: a lágy PVC és PE anyagok rv 5 bar (kpjcm2) nyomásig mindenütt használhatók, ahol a gumi is megfelel. Menetek tömítésére külföldön elterjedten alkalmazzák a különleges lágy fóliákat (pl. teflon szigeteloszalag). Elonye: a töA cso külso átméroje 38 419 219 273 324 108 194 76 89 57 133 154 368 mm mítés nem szárad 44,5 ki, nem zsugorodik, a kötés bár30 mikor megbontható. Hátránya, hogy az élesre vágott menet elvághatja. Itt kell megemlíteni a muanyag ragasztókat, amelyekkel pl. a PVC nyomócsöveket ragasztják.
28.9.5. Csovezeték szerelése A csohálózatok szerelésévei kapcsolatos részletes eloírásokat a vonatkozó kivitelezési utasítások tartalmazzák. Itt csak a csovezeték-szerelés néhány fontos kérdésére térünk ki. Külso nyomóvezeték. Elvi kialakítását már az elobbiekben ismertettük. A vezeték szerelésére vonatkozó eloírások közül egyik legfontosabb, hogya csovezeték a végleges talajszint alatt legalább 1,2 m mélyen legyen a fagyveszély elkerülése végett. Alap65 Az épületgépészet
kézikönyve
vezetéket az épület falától 1 m-nél távolabbra kell elhelyezni. Egyéb vezetékektol való távolsága: szennyvízcsatornától, esovízcsatornától és villamos kábe1tol futési távvezetéktol és gázvezetéktol
l,oom, 1,50 m.
Az árkot úgy kell kiképezni, hogy a csovezeték ne süllyedjen meg. A csövet korrózió elleni védelemmel kell ellátni. Épületen belüli alapvezeték. Lehetóleg a pincében szabadon kell szerelni. Az alapvezetéket egyenes vonalban, a felszállók felé egyenletes emelkedéssel kell szerelni. A vezeték üríthetosége végett a vízteleníto foelzáró felé lejtéssei szerelik. Ha alapfalakon vezetik át, csó'hüvelyt kell beépíteni. Különös gonddal kell elkészíteni a szigetelt alapfalon való átvezetést. A csovezetéket mennyezetre függesztve (28-87. ábra) vagy oldalfalra, bilincsbe szerelve kell vezetni. A csövek megfogásánál és egymástól való távolságánál figyelembe kell venni a hoszigetelés vastagságát (28-36. táblázat). Hidegvíz-vezetéket iz· zadás elleni szigetelésseI, melegvíz-vezetéket pedig hoszigeteléssei kell ellátni. Cirkulációs vezetéket szigeteini nem szabad. Ha több csövet párhuzamosan szerelnek, akkor célszeru soros csotartót kialakítani. Felszállóvezeték. A felszállóvezeték helyének kiválasztásakor az építészeti adottságokon túl figyelembe kell venni, hogy jól hozzáférheto, fagytói 28-36. táblázat. Csomegfogások "
8,0I 1,9 I
---
távolsága, m szigeteléssei A eso normál szigetelés nélkül falvastagsága 2,6 9,1 2,9 3,2 6,3 2,9 3,2 3,4 2,1 2,4 10,0 6,4 4,2 4,0 7,0 9,8 8,3 7,8 5,3 5,9 5,8 3,1 8,0 7,2 5,1 3,6 4,0 4,5 5,6 8,0 7,1 4,5 6,8 8,6 3,5 Vízvezeték
Csofelfüggesztések
994
VíZELLÁTÁS
ítélése szempontjából a következo fobb jellemzok és alkotók vizsgálata szükséges: oldott oxigéntartalom, szabad szén-dioxid mennyisége, vízkeménység, pH -érték, lúgosság, szulfáttartalom, kloridok, szerves szennyezok. A csovezetékek jelentos részét földbe fektetik, tehát a környezet hatása a talaj fizikai, kémiai és biológiai jellemzoinek összességeként jelentkezik. A talaj agresszivitását elsosorban akloridok, szulfátok, szerves anyagok okozzák. Dönto fontosságú a talajvíz hatása is. A talajvíz hatásának megítélésében a vízzel kapcsolatban mondottak itt is mértékadók. Erosen agresszív a víz, ha pH-értéke 5,5-nél kisebb, vagy pl. a szulfáttartalom 600 28-87. ábra. Csofelfüggesztés PATENTHUR szalaggal mgfl-nél nagyobb. A talajban levo szerves anyagok bomlásakor vevédett, a berendezési tárgyhoz könnyen csatlako~- szélyes agresszív vegyületek keletkeznek, tehát a humuszos talajok nagymértékben hozzájárulnak a tatható legyen. Szerelheto horonyban, szereloakkorrózióhoz. nában, valamint szabadon, elrabicolva. A hidegA talajban eloforduló mikroorganizmusok is vevíz-vezetéket, gáz-, goz, villanyvezetékkel közös szélyeztetik a csovezetékek állagát, elsosorban a horonyba szerelni nem szabad. szulfátredukáló anaerob baktériumok. Ezek foleg Melegvíz-felszállóvezeték esetében gondoskodni olyan talajokban találhatók, ahol a pH-érték 7-nél kell a felszállóvezeték hotágulási lehetoségérol. kisebb. Ezért a felszállóvezetéket a berendezési tárgytól A talajban - mint elektrolitban - végbemehet legalább 1 m-re kell elhelyezni. Az alapvezetékrol a lecsatlakozás megfeleloen az ionok disszociációja is, és ezáltal viIlamostöltéshosszú legyen, és abba ürítos ferde szelepet kell hordozók jelennek meg, ami anyagvándorlás eredménye, és növeli avascsövek korrózióját. A korróbeépíteni. Ágvezeték. Az ágvezetéket a felszállóvezeték csat- ziós hatásra jellemzo a talaj fajlagos ellenállása. lakozástóI a csapoló falikorongjáig emelkedéssel Ebbol a szempontból azok a talajok veszélyesek, amelyeknek a fajlagos ellenállása 30 mV-nál kikell szerelni. Az ágvezetékbe a csaptelep javíthasebb. Szokásos még a redoxipotenciál megadása is, tósága céljából tartalék elzárót kell beépíteni. Mivel a szabadon szerelt ágvezetéken a pára le- amit a talajba helyezett platinaelektródok között csapódik, a vezetéket horonyba szerelik és nemez- lehet mérni. Ennek alapján agresszívnek minosül az a talajféleség, amelynek redoxipotenciálja 100 szalaggal szigetelik. mV-nál kisebb. 28.9.6. Korrózió elleni védekezés
-A korrózió elleni védekezésnek ki kell terjednie a csohálózatok, szerelvények, berendezési tárgyak védelmére. E területen a legnagyobb népgazdasági kárt a csövek korróziója okozza, ezért (és a rendelkezésre álló korlátozott terjedelem miatt) e fejezetben csak a csövekkel kapcsolatos leglényegesebb ismérveket foglaljuk össze. Ezt indokolja az is, hogy a vezetékek korrózió elleni védelmét általában a helyszínen kell megoldani, míg a berendezési tárgyak jelentos részét már úgy gyártják. A felhasznált fémes és nemfémes alapanyagú csövek korrózióját részben a csövekben áramló víz, részben pedig a cso környezetének hatása okozza. A csövekben áramló víz agresszivitásának meg-
A földbe fektetett vascsövek korrózióját eloidézheti valamilyen külso áramforrás is, ami elektrolikus folyamat révén a vas oldódását okozza. Ez elsosorban ipartelepek, városok teTÜletén fordulhat elo, sérült kábelek, felsovezetékes villamosvasutak környezetében, ahol a jó vezetoképességu földbe helyezett acélcsövek visszavezethetik az áramot. Ebbol a szempontból természetesen a 0,075 A/m2-nél nagyobb kilépési áramsuruségu egyenáram a legveszélyesebb. A váltakozóáram korrodáló hatása ehhez képest elenyészo. Az egyenáramú gépek és terhelések földelésekor az áramkör részben a talajon, ill. a talaj ba fektetett csovezetékeken keresztül záródik. Ez az ún. kóboráram, és nagysága az ellenállásviszonyoktól függ. Ahol az áram a csobol a talaj ba kilép, ottintenzív korrózió indul meg: a vasrészecskék a talaj ba vándorolnak át, az acélcsövek szempontjából tehát az anódos részek a veszélyesek.
995
CSOVEZETÉK
A vizvezetékcsövek belso korróziója esetén lényeges, hogy a vízbol kiváló anyagok képesek-e a csofalon védoréteget alkotni. Ha nem, akkor errol külön védoréteg felhordásával (passzív védelem) kell gondoskodni. Ivóvízhálózatok fémcsöveiben ez a védoréteg szinte kizárólag horgany. Ipan vízhálózatokban alkalmazható a csövek bitumenes felületvédelme, kritikus esetekben esetleg muanyag bevonat is. A földbe fektetett acélcsövek külso passziv védelmére elsosorban bitumenes (esetleg kátrány-) bevonatok használatosak. A bevonat akkor hatásos, ha .azt tökéletesen (pl. homokfúvással) megtisztított felületre hordják fel. A védelem elott tehát el kell távolítani a csövekrol az összes korróziós terméket. A védoréteg felhordása meritéssel, porlasztással, esetleg mázolássallehetséges. Varrat nélküli acélcsövek külso védobevonatáról az MSZ 2996 rendelkezik. Hegesztett acélcsövek külso bevonatára az MSZ 4622 az irányadó. A pácolással vagy homokfúvással megtisztított csofelületre alapbitument (kb. 0,5 mm), arra töltoanyaggal (pl. azbeszttel) kevert bitumenréteget (kb. 4 mm) kell felhordani. Erre kerül a telitett juta, azbeszt vagy üvegtextil, esetleg papirboritás, és végül ezt fedi a külso bitumenréteg mésztej mázolással. Erosen agresszív talajokban vastagabb védoboritás szükséges. Hathatós védelmet ad önragasztós muanyag csík feltekercselése is. Öntöttvas csövek védelmére általában megfelel a meritéssel felhordott kátrányréteg. Nagyobb védelem érheto el, ha a kátrányszurkot több rétegben hordják fel a csofelületre. Figyelemmel kell lenni az esetleges eredeti gyári védorétegre is, és ajánlatos a további védelemre vonatkozóan a gyártómu véleményét kikérni. A csövek komplex korrózióvédelmének része az aktiv védelem. Ide sorolható a megfelelo vízkezelés (savtalanítás, inhibitorok alkalmazása stb.) és a katódos védelem. Ez utóbbi lényege a következo. Korrózió tekintetében anódnak azt a pólust tekintjük, ahol a fém oldatba megy. A katódos védelemnél olyan potenciálú fémet (anód) helyeznek a földbe (Mg-AI-Zn ötvözetek), ami a védendo cso felé indít el elektronáramlást, a védendo cso tehát katódként viselkedik. Az elhasználódó anódot idonként pótolni kell. Ez a galvanikus elempár helyettesítheto külséSegyenáramú áramforrással is. Az áramforrás pozitiv sarkát grafit- vagy vasanódhoz kell kötni, mig a negativot a védendo csovezetékre. Katódos védelem alkalmazásakor ez utóbbi megoldást javasoljuk, mert a gyakorlat szerint kisebb beruházási költséggel valósítható meg, és kevésbé zavarja a környezetet. Az azbesztcement és betoncsövek védelmére kü6S·
lönös gonddal kell eljárni a víz kezelése során (savtalanitás). Savas talajokba csak saválló cementb<'51 készített cementtartalmú csövek fektethetéSk (MSZ 4702). Passzív védelemként itt is felhasználható (300 mgll szulfáttartaIomig) a bitumenes felületvédelem. Földbe fektetett ólom nyomócsöveket oldószeres bitumen mázzal kell bevonni (ÉKIN) és üvegtextil csíkokkal burkolni. Az ólomcsövet á beton megtámadja, ezért fektetéséhez csak gipszhabarcs alkalmazható. Rézvezeték szerelésekor is ezt a szerr:.pontot kell szem eléStttartani. Épületen belül acélcsövet egy vagy két rétegben nemez-szalaggal kell burkolni, és azt ónozott acélhuzallal rögzíteni. Szabadon vezetett acélcsöveket alapozó és fedéS mázolással kell ellátni. Felhívjuk a figyelmet, hogy az acélcsövek korrózióját a magnezit burkolat nagymértékben meggyorsítja. Hasonlóan viselkedik az acélcso salakcementbe fektetve, különösen akkor, ha a burkoló cement nedvességet is tartalmaz. Ivóvíz-ellátásra használt csövek be1séSfelületének passzív védelmekor mindig tanácsos a KÖJÁL véleményét kikérni.
28.9.7. Zaj elleni védelem Az alapvetéS kérdéseket a 17. fejezet tárgyalja. A vízellátó rendszerek legfontosabb zajforrásai a gépházak, csó'hálózatok, szerelvények és berendezési tárgyak. A gépházak telepítése során ezt figyelembe kell venni. Ezenkívül gondot kell fordítani a rugalmas gépalapozásokra, és a gépek közti rugalmas kapcsolattal meg kell akadályozni a testhangok tovaterjedését. A csovezetékek tervezésekor alapveto követelmény, hogy a zaj szempontjából megengedheto 1... 2 mis maximális vízsebességet ne lépjük túl. Célszeru a csövek megfogásánál hanglágy anyag közbeiktatásával a zajok tovaterjedését meggátolni. Vonatkozik ez faláttörések, fódémáttörések kialakítására is. Jelentos zajforrások az egyes vizvételi helyek csapolói, különösen ha azok karbantartását elhanyagolják. Sajnos a berendezési tárgyak használatakor keletkezett zajok a vizes helyiségek megfelelo telepítésével csak részben küszöbölhetok ki. A szükségesnél nagyobb víznyomás csökkentésével jelentos javulás érhetéS el a szerelvények zajszintje terén, amely zajok részben léghangok formájában, részben testhangok útján jutnak el a zaj ellen védendo helyiségekbe. A testhangok tovaterjedését csökkenteni lehet, ha a felszállóvezetékeket az állandó tar-
996
VíZELLÁTÁS
tózkodásra szánt helyiségektol a leheto legtávolabb helyezzük el, mert a falszerkezeteken és a nyilászárókon keresztül eljutó léghangok már nem zavarók. A berendezési tárgyak és csapolók által keltett
zaj problémájával már a gyártmánytervezés során kell foglalkozni a tervszeru fejlesztés keretében. Fokozott igények kielégitése esetén - ha a zajforrás nem helyezheto elég messze ~ csak megfelelo hangszigetelés beépitése segithet.
28.10. Épületen belüli vízhálózat méretezése A hidraulikai méretezés célja a csohálózat átméroinek meghatározása oly módon, hogy a fogyasztóhelyek minden idoben a megfelelo vízmennyiséget szolgáltassák a nyomásveszteség legyozésére forditható nyomás lehetoleg gazdaságos felhasználásával. A csovezeték hidraulikai méretezésének alapját a zárt csovezetékbe áramló folyadékra vonatkozó törvényszeruségek képezik. Az épületen belüli csohálózat méretezését a gyakorlatban diagramok, táblázatok, közelito összefüggések felhasználásával végezzük. Ezek a segédletek, a megfelelo pontossággal felvett alapadatokkal (homérséklet, csosúrlódási tényezo, viszkozitás, suríiség) nagymértékben egyszerusítik a méretezést. A méretezéshez a következo alapadatok szükségesek: - a csovezetékben a maximális térfogatáram,
kor a nyomás 0,5 bar ('V5 v.o.m). Az egységcsapoIó alapján minden fogyasztóhelyet más-más terhelési egységgel vagyegyenértékkel jellemezhetünk a vízkibocsátásuknak megfeleloen (28-37. táblázat). LakóéPületben és 300 .. .400 fos lakónegyedi hálózatok csoszakaszaiban a mértékadó vízáramot a következo - a jelenlegi eloirásoknak megfelelo összefüggéssellehet megállapítani: II Ji"
= O,2Y
. J:.N
+KJ:.N
(28-28)
,
ahol Ji" a mértékadó terhelés, Ils; a a fejadagtói függo egyidejuségi tényezo (értékét a 28-38. táblázat tartalmazza); N a csoszakaszt terhelo egységcsapolók száma; K az egységcsapolók számától függo tényezo (28-39. táblázat). Középületek és intézmények esetében a mértékadó terhelés:
m3/s;
- a csovezeték nyomásveszteségének legyozésére forditható nyomás, N 1m2• A csó'hálózatra számos vízvételi hely kapcsolódik. Egy 30 lakásos, komfortos lakóépületben kb. 130 csapoló-fogyasztóhely van. Minden fogyasztóhely egyszerre, egy idoben nincs üzemben. A maximális térfogatáram meghatározásához meg kell tehát állapítani a csohálózat egyes szakaszain azonos idoben üzemben levo legnagyobb fogyasztószámot, hiszen ezek együttes vízfogyasztásának megfelelo vízmennyiséget kell szállítania a szóban forgó csoszakasznak. Méretezés szempontjából csos~~.as~nak a csohálózat :-- általában két l~gazás koz~ttI, - azo~ részét értjuk, amelyen belül egy adott Idoben a vízáram állandó. A fogyasztóhelyek csapolóin - a különbözo mé-
(28-29) ,
000
,
"
00
;,
ahol az epulet rendeltetesétol fuggo (a 28-40. táblázatba~ tal~lható) tényezo., " , , A cso'hálozat nyomásvesztesegének legyozesere f~rdítható nyomást az,épület bekötov~~eté~ének végen re~delk~zés~e állo" nyomásbó! (ko~unyom~s) lehet kIszámItam az elore meghatarozhato nyomasveszteségek figyelembevételével: oc
LJp= LJP- _ (LJp
.
+ LJp + LJp
.)
(28-30)
mer mé kl , ahol LJp nyomás a bekötovezeték elején' LJp é a vizrnéroüellenállása; LJPmé a mértékadó ~polóm~a_ gasságának megfelelo nyomás; LJPki a kifolyási nyomás, valamennyi N/m2. . Mértékadó csapolón!lk.a C8oMlézMDak~ u
reteknek és rendeltetéseknek megfeleloen - különbözo vízrnennyiség folyik ki. A csoszakaszokat egy- _.t~~~lIIttljá1íQI"1e~ked~ezotlen«Q"-_ tekintjük. 4UliJ:>JYL~~as~1óháló~t. csa~ "_ idejuleg terhelo fogyasztók vízigényének meghatá-poJl1jától.a. 1egtbolabb (c;lfvo, -1eg11l~8fl~!>banel-o tozásához a különféle csapolóknak közös vonatkozhelyezkc:
ÉPULETEN
BELULl vfZHÁLÓZAT
997
MÉRETEZÉSE
28-37. táblázat. Csapolók vizklbocsátása
--
Egyenértékek,
bar 00,2 ,2 mm Mínimális A csatlakozás kifolyás! esetén. 0,5 bar névleges kifolyás! nyomás, átméroje, 14 20 25 25 15... ... 32 20 15 15 10... 0,17 0,5 0,12 0,3 0,2 0,5 ... ... 0,3 0,7 0,2 0,4 1,0 0,3 0,2 0,2 ... 0,4 0,7 1,2 0,07 ... 1,4 0,3 0,15 0,1 II nyomás 0,035 0,06
10,35 61...1,5 1... 71,5 0,67 2,5 0,6 0,5 0,33 0,17 0,7 0,3 1,5
VizklbocsátAs
0,2
Elore meg kell becsülni a rendelkezésre álló Llp nyomás súrlódási nyomásveszteségek legyozésére felhasználható részarányát. Ez a csohálózat kialakításátói függoen 40 ... 70% között változhat. A csoszakaszok átméroinek elozetes felvételéhez feltételezzük, hogy a súrlódási nyomásveszteség legyozésére felhasználható nyomást a mértékadó vezetékhossz mentén egyenletesen használjuk el. Ennek alapján számítható fajlagos súrlódási nyomásveszteség: Llp'.sur- LlP,úr ---1
ahol LlP.úr=0,4Llp ... 0,7Llp és 1 a mértékadó vezetékhossz. A szabványos csoátmérok fajlagos súrlódási nyomásveszteségeit táblázat vagy nomogram tartalmazza aszállitott vizmennyiség függvényében. 28-39. táblázat. A K tényezo értékei
K
(28-31)
'
--
12:2
0,002
[301...500
\ 501 ••.800 1801 •••1200
I
I
I
I
0,003
28-40. táblázat. Az
28-38. táblázat. Az a egyidejliségi tényezo értékei 125 100 300 350 Az egy400 fore 250 150 I 200 1":911,85 vlzfoI2,1412,05I irányértékei (hideg fo2,16\2,15 vízlfd együtgyasztás
1201-lol
300-ig
2,0
Az épületek
ct
0,004
I
0,005
0,006
tényezo értékei
megnevezése
I Fürdok és óvodák, bö1csodék Orvosi rendelointézetek Irodaépületek és üzletek Tanintézetek és általános iskolák Kórházak, szanatóriumok, üdülok, úttöro .tábo-
rok Szál1odák, inernátusok, kásszállók
1,2 1,4 1,5 1,8
2 penziók,
diák- és mun2,5
998
VíZELLÁTÁS 28-41. táblázat. Súrlódási ellenállás
tömelláraJn, t6rfogatiram, dinamikus nyomás, sebesség,
kgls limin N/m' mis
I
50 1112 0,0150 111/4 0,0205 0,0406 1/2 0,0347 0,0497 0,0260I 314 I I II I
0,0114
101 129 169 133 104 12,92 28,08 29,1 0,1641 35,10 1,76 0,3182 13,5 19,09 60,02 0,111 6,17 2,047 2,588 23,87 25,5 3,30 4,898 18,6 4,7SO 18,3 0,07916 0,366 73,8 9,006 0,4972 97,3 41,11 0,6851 0,4412 62,4 0,8555 51,33 0,0290 0,0594 12,0 2,573 6,130 0,419 0,132 0,08164 16,29 8,44 5,85 18,5 0,785 0,2714 34,4 0,3395 45,5 0,2154 0,4681 0,5849 10,1 7,236 0,200 8,14 5,41 3,313 1,642 1,46 6,911 10,55 22,91 SO,6 25,7 0,1988 6,198 81,5 0,4312 39,41 0,02163 67,73 0,5158 1,129 1,000 0,00333 0,05130 0,1152 15,65 11,9 19,57 0,01913 29,83 28,8 7,193 3,791 0,2828 0,3842 40,0 47,2 0,3261 0,1925 O,3~7 7,483 0,2399 59,5 0,191 0,2259 0,3074 38,0 0,1631 0,1501 1,000 1,28 1,634 0,3016 0,3533 0,00159 13,35 11,8 13,2 27,7 20,37 3,129 0,051 0,01667 0,222 4,895 0,1276 0,130 0,0163 13,3 0,1022 0,04314 0,1247 0,1424 0,1537 0,209 0,0101 0,0054 0,0396 0,2414 4698531 11,06 3,078 5,10 0,05735 0,517 2,001 11,93 2,718 25,87 0,1813 0,4039 0,09281 0,3818 54,9 0,318 0,105 0,04530 70,1 0,3314 0,4496 0,04003 0,1759 0,581 39,6 0,6568 5,569 32,9 34,91 O,S076 0,000 4,64 0,00863 0,0505 0,000% 0,02737 0,081 0,0964 0,0271 3257 0,01275 0,2353 0,06318 0,1931 0,2759 0,1199 0,1542 0,03411 0,2867 0,3450 10,66 17,7 0,188 0,1777 0,015 0,101 0,1040 0,08158 0,01867 0,00478 0,0541 0,1082 0,01912 1,720 1,147 O 0,00319 0,03334 0,5735 0,00596 0,05521 2,402 0,2564 0,4562 0,2166 0,3745 0,1623 0,2608 0,02724 0,009 0,006 0,05381 0,04288 38 0,02551 3,73 I 0,0864 I
0,1843
A cso turt,legkisebb MSZ
120/2
acélcso, NÁ, coli
ÉPÜLETEN
BELÜLI vfZHÁLÓZAT
MÉRETEZÉSE
1 m hosszú, kör keresztmetszetu csoben, 10 oC homérsékletu víz áramlásakor
belso átméroje,
m
I
100 125 150 80 250 300 200 0,0807 0,0986 0,2532 0,1470 0,1224 0,2023 II I IIII 0,3015 0,0685 0,4400
417 1760 306 641 1216 868 1510 2183 199 1097 2856 2541 707 121 335 414 2747 25,16 101 127 1682,5 61 561 1848 213 159 3200 5093 425 325 566 5182 8233 1464 29,33 0,7831 256 522 116 156 4374 862 1084 7291 246 188 329 3966 6306 1042 0,6307 2215 1665 1523 2431 340 1472 1166 4612 7329 1,132 36,38 0,9130 269 1,318 47,61 42,34 35,30 103,5 20,26 93,7 4,123 721 0,7155 86,37 150,9 53,34 84,89 1,022 247,4 :146 1,473 0,4207 88,4 129,0 220,8 420 321,2 188,0 66,09 105,1 232,3 98,31 2,00 2,455 3,58 47,89 82,23 0,0633 426,5 12,7 27,75 0,1594 0,8244 5,354 3,134 1,060 1,189 2,954 1,724 56,9 0,4329 0,5678 12,2 21,8 28,1 0,1561 3,872 43,7 11,38 0,4920 316,6 216,5 2,017 47,0 0,3373 26,4 60,5 70,55 1,176 834,6 0,3889 58,83 40,52 .7,670 0,8064 1,064 1,482 1,716 272 12,51 7,035 1,712 0,8183 137,2 258,1 2,515 460,2 4,301 0,9097 1222 219,5 422,1 374,7 76,86 122,2 11,12 6,245 3,658 1,313 200 0,5584 0,4822 0,8108 0,7015 0,6129 45,78 394,0 572,2 2,151 6,567 0,7334 147,3 241,3 4,66 59,71 0,7982 4,022 33,26 2,64 19,41 0,0726 1,371 7,26 17,37 0,1205 9,499 569,9 0,1412 9,97 9,537 74,8 0,2300 0,3067 0,2642 5,276 0,5044 0,9952 0,5544 0,3235 0,1796 1,638 16,1 7,108 59,5 75,6 0,6521 121,0 0,4486 5,902 354,1 177,2 3,608 0,3870 34,9 0,3450 36,91 0,9217 1,527 0,9452 1086 '750,9 667,0 569 3,680 0,0966 0,0846 0,2371 0,2087 0,5636 129 1,923 0,3479 20,37 517,2 1,201 1,067 12,51 750,7 18,11 932,6 8,620 0,9162 643,2 10,72 15,54 0,7375 0,5081 0,6319 0,2956
I
25,39
999
1000
VíZELLÁTÁS 28-41. táblázat A csó turt, legkisebb 0,0114
0,0150
0,0205
0,0260
I
0,0347
0,0406
0,0497
11/2
50
MSZ 120/2 acélcso, NÁ, coli
1/2
3/8
150
1I8
I
I
108 280 230 464 403 423 199 497 343 572 .O 138 220 272 453 200 162 262 260 291 443 799 712 111 274 316 169 747 553 346 357 171 647 526 358 845 588 400 723 944 212 1043 650 323 1142 876 130 151 650 149 190 191 486 354 109 12,49 0,2082 50,94 0,631 13,42 54,66 46,98 51,4 14,29 0,8034 0,8981 0,849 0,997 77,41 0,04324 25,31 O,911 83,05 1,384 11,51 0,9638 0,4492 0,677 0,9695 0,9198 0,8283 0,5815 0,2382 1,473 122,4 37,66 0,955 70,5 0,6277 0,031 98,31 0,525 0,7486 10,39 42,46 0,7077 0,465 64,57 0,1732 0,664 110,7 0,03589 0,8449 0,3975 0,5687 0,6323 3,400 32,25 0,131 7,869 0,05667 0,02709 84,29 1,405 0,721 15,12 28,50 6,560 0,2519 93,39 61,49 1,557 0,05245 2,665 26,95 58,17 88,36 15,90 29,98 64,66 0,499 0,2651 98,19 1,636 1,203 0,115 1,078 1,084 6285793175 16,66 102,8 31,39 67,70 1,265 0,5232 1,713 0,1206 1,140 1,128 1,444 175,9 23,58 0,740 0,393 5,415 1,290 132,6 2,211 0,2236 5,818 142,3 0,04648 21,73 0,783 0,795 0,6825 4,985 0,191 0,549 71,31 1,070 1,190 0,03979 0,4954 2,040 1,223 9,206 3,982 57,30 0,06636 90,0 0,1534 1,638 0,8316 4,499 0,738 1,076 1,845 79,0 0,3208 0,4675 0,7244 14,89 49,09 0,5376 0,8182 1,138 0,5849 0,109 159,9 6,199 6,904 0,895 0,6189 0,7636 168,1 0,5522 1,374 7,235 0,277 0,651 0,9415 0,5787 2,931 0,510 0,09024 1,140 0,4219 0,09697 2,371 0,4704 0,08309 0,1033 2,522 1,052 0,07498 0,4245 19,63 0,3272 0,3757 0,6166 0,9516 0,2481 1,300 151,3 2,801 0,3622 17,40 0,2900 0,5465 233 1,026 0,8463
3/4
1,025 ,
I 1/4
ÉPÜLETEN 1. folytatása belso átméroje,
4,336
9365
m
2,636 1,166 150 125 300 5877 6241 6402 10160 1484 4604 2850 1082 4101 7429 7777 5834 9190 3466 5077 1493 2262 3025 2116 4053 5489 5409 12510 1412 6196 6986 5239 1514 1216 1118 1884 1976 3808 8336 •3054 1105 1759 653 3055 11910 2246 6586 1678 869 1342 1049 1807 4629 14580 1175 679 885 3790 1452 1229 1597 9934 1832 6431 6915 13 7028 7229 070 1555 10 630 4645 2741 2071 1595 11290 3532 859 13230 11700 4748 1745 2309 1779 501 11 9722 2816 790 2180 1363 5793 6767 1034 2548 2974 1964 3369 8570 19820 1081 2150 3110 1916 2787 3685 20720 2428 1833 7749 1653 17 8734 900 200 2832 3869 18880 2293 2,634 2358 15750 4267 10710 4665 16860 3077 250 3,238 22,37 84,61 2,760 91,49 217,9 4,141 97,95 2,848 2526 2683 3473 1,728 2,460 100 I 15,51 25,23 930,5 8,726 5,119 106,7 29,32 10,15 1,487 1,318 18,03 1,001 123,8 2,120 3,739 68,35 29,08 9,647 109,8 198,5 1,941 1,723 1,496 756,3 153,2 3,089 2,472 3,417 13,64 24,20 1,902 1,651 8,018 165,6 3,043 10,14 115,2 208,4 481,1 818,6 2,596 120,5 3,587 14,62 1,787 1,568 8,593 177,2 3,290 515,6 1,681 3,049 3,521 104,0 27,54 188,2 1,533 1,330 2,127 2,754 80 20,26 11,42 307,1 523,6 138,9 76,73 58,86 32,93 169,4 685,0 1,143 5,960 1,832 2,374 196,5 609,2 16,40 984,2 578,8 12,60 1,311 444,3 7,405 2,388 243,0 2,149 1,887 3,945 1,448 10,60 2,258 31,94 2,922 18,02 1,982 4,629 345,3 2,058 25,92 877,1 2,204 1,915 15,53 932,1 9,134 548,1 2,035 2,342 220,4 0,1224 357,6 47,20 314,7 36,34 2,142 262,6 3,404 608,1 17,23 49,57 330,4 51,83 636,2 2,317 42,09 3,679 2,481 0,0807 4,180 2,782 4,410 39,31 3,938 44,72 298,3 0,0986 281,0 O,068~402,3 0,1470 0,2023 0,2532 0,3015 6,705 I,I1 IIII I
I
BELÜLI VíZHÁLÓZAT
MÉRETEZÉSE
1001
1002
VíZELLÁTÁS
1I I I I 1/2 0,0406 50 0,0347 0,0205 3/4 0,0260 II/2 II/4 0,0497 0,0150I
28-41. táblázat
~-0,0114
746 1029 790 702 1417 1261 1184 1107 900 615 1653 254 952 775 529 1242 1339 1743 417 572 1342 1154 1217 1027 577 833 609 381 1495 1945 1643 1844 659 %3 317 449 296 1442 922 674 2151 385 1090 545 359 275 837 513 402 338 481 1542 1347 446 34,06 1,029 0,6290 17,38 107,2 32,75 70,61 0,9859 1,786 7,552 1,324 0,6826 1,177 127,1 2,118 41,12 1,257 0,6483 9,506 1,684 0,6853 1,185 38,90 111,4 73,42 1,380 1,245 190,6 1,857 0,7125 1,224 20,05 123,3 130,7 2,056 36,55 40,02 0,6670 1,222 78,75 1,388 1,477 1,539 1,148 1,436 1,044 1,355 18,76 115,5 35,33 1,435 0,5888 1,342 76,13 1,294 1,926 1,488 1,992 1,109 2,354 43,26 1,729 0,7546 1,359 0,5459 0,2897 0,8416 1,194 0,604 3,057 1,512 20,66 21,85 134,3 2,238 0,364 1,433.___ 0,3444 0,8728 88,52 1,519 1,589 0,1584 1,013 1,074 1,396 0,07199 217,3 1,921 0,07618 287I33II 18,08 7,858 0,5677 0,3014 0,8782 0,1310 3,177 19,41 21,26 119,5 2,179 1,637 0,3341 0,9807 37,74 0,3544 0,1453 86,17 9,250 8,717 223,5 210,9 3,516 0,3126 0,9476 0,6092 0,3235 8,153 0,9135 8,439 1,070 1,312 1,269 3,294 1O,ot 22,99 0,3832 0,8970 1,561 1,291 93,10 0,7210 1,104 1,552 4,023 1,973 0,08022 2,462 0,4012 1,642 0,944 1,819 1,162 1,624 4,208 0,08403 0,1259 183,4 83,77 0,8225 0,1498 8,987 1,475 229,5 1,813 3,826 3,622 0,06289 1,576 81,29 0,1542 0,7963 0,06982 0,074 204,4 1,757 1,868 3,725 0,7414 0,1359 0,7693 0,140 0,06758 0,06527 3,406 197,6 1,638 1,698 141,2 0,166 241,4 0,1747 2,074 0,8480
MSZ 120/2 acéIcsö, NÁ, coli
A cso ttírt, legkisebb
ÉPÜLETEN 2. folytatása belso átméroje,
m
11750
.
0,0685 0,1470 0,1224 0,0807 0,0986 0,1532 0,2023 80 0,3015 150 125 300 100 250 200 III III
1333 4474 1407 1370 4232 1478 4717 5209 2074 7469 4244 7068 3991 1294 3717 3749 15670 23980 2335 4001 5464 5064 22410 3240 2708 3487 1997 13620 23210 11230 14950 18660 2617 2426 2491 4039 7872 6226 3935 9380 16510 28200 26160 26850 19660 13 6874 8689 060 21690 10 14150 630 17670 6666 2292 24730 6265 4952 1254 2221 3604 4318 2521 7627 8226 7821 3365 14140 10160 12690 13690 14680 1213 2149 4635 5864 3508 8101 14640 21580 5907 11830 9138 9854 16950 17800 15750 5589 17 370 2,910 2360 3828 8890 25460 10030 5270 2,826 13 16670 350 22,21 8635 2895 9427 12550 1171 3267 3027 8372 10960 1127 7530 8826 22,84 16070 15610 15 130 2,992 25,76 24,64 4026 23,45 3,072 38,19 412,1 5,600 260,1 58,11 235,6 399,6 373,4 5,419 3,866 3644 67,32 171,6 73,94 164,2 156,3 310,1 4,170 3,760 3,228 5,112 275,2 5,945 436,1 3,247 63,79 39,33 267,8 424,3 21,57 61,96 3,540 2,739 5,011 37,02 11,90 11,48 135,0 34,57 20,90 56,09 2,939 3,183 2,829 35,82 3,306 60,06 252,3 5,233 2.328 4,849 11,05 3,055 18,78 3,750 226,9 4,329 4,839 359,6 3,438 5,469 43,62 3456 269,7 282,5 70,74 491,2 447,6 3,969 40,44 3,529 152,3 65,58 3,344 2,838 4,866 4,612 5,896 5,613 5,320 3269 3,652 5,168 5,775 148,2 3,148 4,343 689,0 139,5 2,162 130,3 714;0 2,246 4,057 3,906 386,8 4,682 4,509 244,1 5,039 3,425 3,045 2,074 33,28 125,5 54,00 2,715 663,1 4,740 6,111 41,51 45,60 470,1 3,709 6,587 6,272 4,479 3082 143,9 20,22 2,461 2,557 19,51 2,649 4,202 2,361 15,17 14,51 870,6 2,700 13,81 806,7 13,45 2,630 828,3 784,5 13,OS 761,7 738,2 2,483 12,70 2,407 12,30
BELÜLI VÍZHÁLÓZAT
MÉRETEZÉSE
1003
1004
VíZELLÁTÁS 28-41. táblázat
I
50 0,0205 II/4 1/2 0,0260 0,0150 0,0347 2,606 0,0406 0,0497 13/4 1/2 I II I I 252,5
0,0114 1131 1065 2247 1000 2123 2754 750 3577 1099 1263 2770 804 532 1966 3071 2556 4404 2760 1197 2377 794 2913 934 619 2964 1809 1474 2353 2118 1544 1454 2596 706 3372 2.262 3168 663 1989 1397 2506 869 1731 838 1723 928 1905 3393 575 3987 163:' 3782 1010 489 739 1365 1187 1063 1276 1,983 1,414 12,98 29,78 2,279 3,038 2,667 0,1895 0,1966 2,209 28,90 0,4817 33,10 1,856 1,590 26,10 2,567 2,061 1,319 0,1822 160,0 12,20 28,00 2,858 171,5 0,4666 10,93 25,11 47,21 31,47 154,0 328.6 10,48 147,7 24,07 2,136 1,367 1,504 0,9888 1,216 27,07 120,3 2,058 0,4963 1,460 182,3 0,2164 2,004 0,9326 1,225 1,189 2,597 1,268 1,791 1,483 0,435 0,818 0,451 1,032 0,09122 O 17 21O 116,7 12,60 2,949 0,9052 0,2100 1,995 1,653 177,0 1,946 1,151 302,2 2,518 0,2438 133,5 2,354 2,239 62,16 1,672 0,5516 1,036 2,824 11,37 0,7869 0,4184 1,861 49,08 1,073 1,693 2,350 0,08769 113,1 0,8771 0,2034 292,2 127,0 101,6 2,181 59,11 0,9852 1,808 1,548 0,5245 2,414 192,5 2,117 3,208 263,1 2,751 O,H02 45,28 1,929 1,113 123,7 2,120 30,64 1,757 2,348 1,422 1,903 57,56 0•. 187,4 3,124 50,116 106 11,79 50,88 283,3 4,722 1,706 55,96 311,3 5,188 1,759 4,557 0,09463 54,31 5,037 0,101 105,6 14,44 202,3 2,225 1,952 1,541 1,363 0,240 1,295 2,479 3,372 273,4 4,386 5,756 52,62 1,886 4,882 1,261 5,477 97,42 1,598 2,435 2,968 13,36 1,718 0,9593 2,061 0,2227 2,170 320,1 5,334 2,675 0,1073 0,104 345,4 0,09793 13,73 0,2288
2281 1860 165,9 2,764 109,4
0,848 O I
1,823
MSZ 120/2 acélcso, NÁ, coli
, A cso túrt, leskisebb
ÉPÜLETEN BELÜLI VÍZHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE rIII II 0,0807 0,1224 0,1470 0,0986 0,2023 0.2S32 0,3015 ISO 300 250 3. folytatása 100 125 200 80 II O,068S belso átméroje,
m
34090 5,284 7,269 lO590 590,2 30690 1546 3066 18610 29470 29670 14340 18970 15960 2960 8792 20120 20580 22180 25680 1610 2850 4621 19380 2736 4436 3168 10300 9433 17890 21520 23780 20830 32990 1902 5453 22850 36180 10070 1088 12290 5297 12720 13530 25390 22190 27000 35 33670 31670 5694 9494 7512 23680 5753 5605 15 30210 39690 37680 150150 10300 11 6667 6180 4798 8152 11 15470 110 140 27670 31860 6042 17610 3.375 1055 1021 7154 1791 1733 4970 5136 11920 5534 920 1121 6670 12650 21520 28600 35680 10 7642 1847 3268 6291 19100 720 4402 1183 1152 2007 9598 13 7050 13340 7429 22730 23950 24100 31820 000 37 180 1673 4778 16680 1243 14010 8201 26410 25300 43760 40070 10 730 530 11360 8619 8130 5912 20310 12650 12000 9108 1955 23480 38150 5156 2108 13950 3729 25090 7,705 3364 549,9 3458 3550 7,167 322,9 511,5 6,883 52,80 568,1 5,936 90,88 4,490 54,46 5,357 380,8 7,349 585,8 347,2 100,7 95,88 93,41 5,652 5,506 8,683 4,194 43,33 79,97 3,516 4,714 5,564 335,3 6,416 7,441 531,0 4,358 26,84 3,877 6,161 85,60 198,6 17,58 358,7 4,344 4,883 3,327 5,982 6,898 30,78 88,28 4,630 18,68 3,548 5,204 3,910 5,046 6,374 8,379 7,565 369,9 7,127 8,449 602,9 7,961 8,208 28,88 82,83 192,2 51,10 216,7 19,71 233,6 6,744 401,6 7,979 7,775 391,3 635,9 27,88 4,039 4,540 185,6 948,5 3,092 3,652 16,42 3,212 5,777 5,342 47,50 15,81 77,01 178,8 29,84 3,783 210,8 204,8 4,153 31,70 4,033 56,07 3,439 3,653 18,14 6,181 6,562 9,357 910,4 4,604 4,051 17,01 985,3 20,71 222,4 4,382 32,58 19,20 4,269 3,756 3,855 35,14 6,922 421,7 619,6 667,8 8,911 2,968 4,900 33,45 62,15 5,030 14260 4,767 57,64 59,16 II 6,661 3,647 I
1005
1006
VíZELLÁTÁS
28-41. táblázat 2,212 0,0114 1,546 2333 2132 1929 2604 2943 1796 3280 2,065 40,88 0,6814 1,965 38,89 0,6482 1,895 2,160 45,18 42,77 0,7531 0,7128 0,8006 0,6254 2,283 48,04 1663 37,52 5633 7299 4668. 5153 10220 4456 7893 2,427 7090 9183 1530 5227 8698 3618 4348 6280 8137 3173 4210 2901 6679 2,562 4000 0,8452 50,71 5798 4029 3711 3291 4815 11260 4913 2445 5639 5134 4603 2626 6052 0,8876 6455 2084 3030 2265 3552 3541 3813 1016 1,824 7115 53,26 2,986 36,10 95,08 361,1 50 1I II II I 203,8 0,6017 1,749 84,75 469,5 3,822 260,7 3,545 1,412 4,035 4,344 3,211 1,337 3,220 4,155 1,501 7,089 8,312 3,056 0,1436 237,3 99,83 1,664 9,204 552,3 3,974 4,522 498,7 1105 2,829 376,3 1,585 526,1 2,666 2,950 2,327 2415 6,271 3,104 0,126 229,0 390,8 275,2 3,357 3,035 172,1 3,030 2,662 4,587 80,23 3,205 444,6 7,824 0,1589 2,869 2,409 2,902 3,656 7,411 0,1303 0,1691 164,6 249,3 76,72 425,3 2,744 4,874 1,279 2,292 3,480 156,7 3,567 72,99 5,398 323,9 404,9 292,4 90,08 3,594 3,766 3,406 145,5 220,5 67,78 3,397 3,955 5,143 308,6 1,216 6,748 8,769 139,6 34,.63 211,6 2,566 2,839 3,234 3,359 0,136 0,0497 0,0406 2,042 2,425 2,462 0,5772 3,674 2,725 3,526 1,130 1,084 6,019 2,520 3,817 1,174 6,514 151,2 70,43 181,8 2,762 214,0. 193,2 0,1877 4,286 0,0205 2,611 15,11 2,129 65,03 0,0260 II/4 1/2 0,2519 0,131 0,1786 0,1214 0,0347 II/2 3/4 0,0150 2189 1,426 0,2627 1419 2,093 1963 15,76 1194 1735 1554 1284 0,3883 23,30 22,18 0,3697 1,982 1,863 0,3501 21,00 1,487 0,273 O 16,38 19,75 1,763 18,69 0,3292 0,311 4 67 1,685 17,86 0,2977 16,98 0,2831 1,603 I1 I
A cso turt, legkisebb MSZ 120/2 acé1cso, NÁ, coli
ÉPÜLETEN 4. folytatása belso átmér6ie,
m
12,66 16390 17210 43470 18970 36130 39820 17 980 48390 20140 54530 1011 21230 60610 15240 273,2 15830 33690 286,8 8,502 299,6 51370 71920 54190 90190 57520 60640 66 710 22270 1060 1299 19230 6314 3897 28840 47760 1353 15250 2383 4214 17820 16530 4364 19110 1528 2592 4582 21070 12410 49170 65900 4788 23010 9,326 316,1 9,839 21960 3201 1889 5658 36340 3036 18940 1791 5365 80440 1982 40190 63610 2204 14640 8961 26440 41860 2295 9723 6575 1405 10480 13530 31260 28570 44750 1455 2468 8,211 14520 47970 46840 59800 16010 8,9~6 2709 1597 13550 1686 15100 80050 72380 17030 28890 24430 32120 35360 26890 5936 4058 27530 43580 22480 6827 41530 45240 55790 11250 29590 174902859 25620 19480 5053 10,45 335,6 20860 3359 11 38310 570 52870 32450 64230 353,8 44580 371,2 11,01 9613 72,73 38,25 7/XI) 23,42 5,751 263,8 697,5 5,971 5,204 76,37 819,5 31060 11,48 856,1 57710 12,00 34230 903,2 13,43 151780 2,03 9162 40500 605,7 958,7 669,8 12,69 14,16 24,25 41,13 109,6 67,64 254,1 105,2 12.550 6,203 64,95 5,522 70,23 39,72 4,812 5,012 244,0 7,596 440,6 9,776 754,0 4,580 780,6 25,47 6,183 43,20 4,744 5,390 9,797 .6,493 6,785 5,915 47,65 83,22 "6,242 7,603 6,629 94,29 8690 36430 31,48 638,5 6,156 6,991 29,84 50,60 22,55 9,115 458,8 10,18 726,3 6,460 4,234 21,65 4,411 36,73 476,2 8,755 9,462 493,1 10,57 10,94 4,982 5,660 26,62 45,14 79,80 5,207 28,10 32310 5,496 7,160 5,837 53,36 98,93 55,99 8,017 33,03 89,42 113,8 7069 7756 29020 8184 570,6 517,7 24110 7423 26580 10,29 540,8 10,75 11,34 9,001 160,2 8,537 152,7 117,8 6,707 129,3 136,4 8,041 123,7 7,293 7,620 6,945 I144,8 88520
150 200 300 100 125 80I1I III 1I 0,0807 0,3015 0,1224 0,0986 250 0,0685 0,1470 0,2023 0,1532
BELÜLI VíZHÁLÓZAT
MÉRETEZÉSE
1007
1008
VíZELLÁTÁS
28··n. táblázat A csó tört, legkisebb
S'
0,0114
0,0150
0,0205
3/8
1/2
3/4
N/m"m
I
0,0406
0,0497
II/4
1 1/2
50
3,135
3,773
4,172
4,746
0.0260
I
0,0347
I
MSZ 120/2 acélcsó, NÁ, coll
1,839
2,198
2,690
6000
0,1963 11,78 1851 1,924
0,4062 24,37 2643 2,299
0,9282 55,69 3956 2,813
1,740 104,4 5371 3,278
3,728 223,7 7776 3,944
5,643 338,6 9504 4.361
9,620 577,2 12300
6500
0,2046 12,28 2011 2,006
0,4233 25,40 2870 2,396
0,9672 58,03 4295 2,932
1,813 108,8 5830 3,415
3,884 233,0 8437 4,109
5,878 352,7 10310 4,542
10,02 601,2 13340 5,167
7000
0,2127 12,76 2171 2,084
0,4398 26,39 3098 2,490
1,005 60,28 4635 3,045
1,883 113,0 6289 3,547
4,033 242,0 9100 4,267
.
6,104
1,
II 366,2 120 4,717
10,40 624,2 14390 5,365
7500
0,2204 13,22 2332 2,160
0,4557 27,34 3327 2,580
1,041 62,46 4975 3,155
1,950 117,0 6749 3,675
4,178 250,7 9763 4,420
6,322 379,3 II 930 4,885
10,77 646,5 15430 5,556
8000
0,2279 13,67 2494 2,234
0,4712 28,27 3556 2,667
1,076 64,56 5316 3,261
2,016 120,9 7210 3,798
4,318 259,1 10 430 4,567
6,533 392,0 12740 5,048
11,13 668,0 16480 5,741
8500
0,2352 14,11 2655 2,305
0,4861 29,17 3785 2,752
1,110 66,60 5657 3,364
2,079 124,7 7671 3,918
4,453 267,2 11090 4,711
6,737 404,2 lJ 550 5,206
11,48 688,9 17520 5,921
9000
0,2422 14,53 2817 2,374
0,5006 30,04 4015 2,834
1,143 68,58 5998 3,464
2,141 128,4 8132 4,034
4,585 275,1 11760 4,850
6,936 416,2 14360 5,360
11,82 709,2 18570 6,095
9500
0,2491 14,94 2979 2,441
0,5147 30,88 4244 2,914
1,175 70,50 6340 3,562
2,201 132,0 8594 4,147
4,712 282,7 12420 4,985
7,129 427,8 15170 5,509
12,15 728,9 19620 6,265
10000
0,2558 15,35 3141 2,507
0,5185 31,71 4474 2,992
1,206 72,38 6682 3,656
2,259 135,5 9056 4,257
4,837 290,2 13 090 5,117
7,318 439,1 15980 5,655
12,47 748,1 20660 6,430
12500
0,2870
0,5927
1,352
2,531
5,418
8,196
4,961
I
13,96
I I
ÉPÜLETEN
5. folytatása belso átmér6ie, m
11395 153 II 2318 45100 26620 6941 3929 34310 1279 610 71790 74320 2470 24700 41850 6458 4185 31840 27720 24220 11% 69170 79140 48660 72-800 4427 81440 85870 2071 1107 66440 4308 1012 48350 36790 91120 1239 28550 10 2239 2395 6703 30470 51600 56830 7170 3794 39260 26890 26030 85010 46960 850 76770 11970 10460 2157 7393 52740 32400 41740 3655 78900 1319 73700 55010 38600 29360 1375 8024 7819 4543 29310 1431 51470 52890 83680 10040 6202 23270 12320 7609 38180 81400 49180 1601 60920 11240 65010 4059 25140 97230 45360 48510 69110 54850 73200 34330 58110 44220 %600 12990 12660 2681 2613 77300 61360 46700 36250 30080 54270 3510 41980 2542 64620 111,7 300 7,558 63,24 37,31 107,6 199,5 174,3 16,06 833,5 15,52 100 19,02 119,5 115,7 9,499 67,65 193,5 9,835 8,579 39,92 448,1 13,50 15,55 782,7 808,5 16,77 17,36 10,27 9,151 7,981 12,56 756,0 419,0 16,15 10,16 123,2 9,867 11,41 60,91 7,665 69,75 41,16 35,94 6,751 403,7 462,0 13,95 728,4 13,90 17,93 126,8 10,48 11,76 8,051 857,8 18,48 103,4 9,444 6,460 8,411 7,335 34.52 699,7 13,31 14,85 133,7 11,08 130,3 44,09 8,287 488,6 14,80 904,4 17,04 881,4 19,54 125 80. 200 9,920 17,97 20,05 10,66 11,04 187,3 65,48 7,298 38,64 8,285 433,8 13,04 15,02 180,9 7,030 14,47 7,808 8,789 12,07 8,863 205,3 9,139 71,79 42,37 475,5 14,38 16,56 167,4 11,55 58,50 10,78 216,5 211,0 12,10 43,54 75,71 9,667 9,406 73,78 17,51 501,3 149,6 11,37 242.2 8,741 560,8 15,60 387,8 0.,1470. 0.,30.15 12,44 8,517 15,21 50,02 0.,0.807 0.,0986 0.,2023 0..2532 84,73 150. II'1II1 I 12,76 250. 22780 28530 0..1224 0.,0685 1
66 Az épületgépészet kézikönyve
BELÜLI VÍZHÁLÖZAT
MÉRETEZÉSE
1009
1010
VíZELLÁTÁS 28-41. táblázat ,
0,0114
14,68 20490 28320 18410 2Floo 48680 9134 32390 41830 16090 27430 18460 80880 34380 81470 11090 48520 177 10 13790 31 180 380 16420 13 13780 1064 23210 26550 7977 39920 62830 36580 600 1508 65060 53370 37060 83950 23 1687 46430 28030 41630 98580 56200 1856 150 24290 94230 6830 65490 32690 2003 1258 74850 37380 2141 20050 25910 66840 19900 55460 11 8396 5627 370 13,05 0.7551 11,21 21,74 8,556 17,74 9,148 16,59 12,96 195,0 30,93 15,37 837,7 1II II ·11890 12,77 10,42 103,3 14,76 2,444 3,221 8,050 625,0 4,570 5,251 25,13 306,9 337,7 72,12 6,077 11,41 5,115 1,202 28,12 3,011 6,442 9,741 995,5 10,60 12,03 6,075 3,251 6,805 778,8 8,294 9,126 7,489 19,62 85,71 14,04 1,428 1,323 33,38 15,95 14,50 10,53 3,475 20,97 12,24 9,853 91,65 389,7 13,73 15,16 8,087 1,528 17,11 35,68 0,7416 921,9 9,021 7,200 16,20 18,40 126,8 237,1 766,3 506,9 55,65 146,6 274,2 413,4 6,815 4,275 6,069 6,404 6,889 45,31 193,2 0,9275 64,40 9,768 7,445 9,869 3,995 5,673 5,217 885,9 3,951 2,113 8,937 7,528 7,288 586,1 1,721 1,073 0,3659 0,5207 164,2 10,93 2,736 386,5 42,34 584,5 8,611 721,5 991,3 16,52 7,408 0,5833 0,7057 1,609 12,98 364,5 6,310 5,252 4,514 3,697 5,628 6,971 9,638 12,77 12,72 18,17 7,924 0,6934 0,6421 208,5 11.45 13,88 6,495 832,5 8,648 167,2 357,9 89,36 541,3 2,787·· 5,965 0,653 1,489 O 4,099 6,333 4,770 5,732 3,355 151,9 325,1 35,56 öl,13 491,7 4,877 8,448 0,4497 10,33 655,9 96,54 72.37 0,3419 39,18 0,3163 0,0260 180,7 11,56 0,0205 ll/4 314 0,0150 1/2 SO 0,0497 0,0406 11/2 0,0347 17,22
A c:sö tllrt, leakiscbb MSZ 120/2 acélcs6, NÁ, coJl
~PULETEN BELÜLI VíZHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE 6. folytatása belso átméroje,
m
8,821 26090 1201 94240 121700 2407 18440 1283 76990 67480 72040 4668 1571 7904 2485 15990 9878 61600 5593 5084 66760 60700 105600 96040 11240 9133 74230 2231 1814 124,95 113 157,00 761 10 6034 2029 220 3209 144400 154300 6454 3811 121800 2030 10660 6037 17250 !l6870 3565 114000 1900 22580 149100 14530 47840 8979 97920 74560 80910 57910 3302 37010 33650 1237 1006 6636 5394 16120 133900 60360 211700 2870 172200 3529 122,18 29180 67510 125 12120 12960 1335 1426 36990 7161 80090 2572 244100 228400 4068 3807 11400 13 52260 950 32080 19830 18030 192500 21400 22870 34620 7654 85590 42690 39940 31,21 23,86 287,6 15,71 24,67 187,3 19,67 15,22 25,50 266,5 14,28 108,880 38,51 107,6 307,4 16,95 11,62 63,51 100,6 59,41 10,76 22,11 152,2 110,6 22,31 14,09 17,26 89,90 18,12 35,02 40,31 34,82 164,6 11,10 9,783 55,03 17,46 616,9 20,10 22,43 99270 131,7 376,3 77,80 119,4 202,1 486,3 17,58 25,63 170,3 26,47 19,94 47,82 31,31 44,32 36,04 51,10 41,55 189,9 13,18 26,62 177,7 14,00 12,21 19,20 434,8 330,5 534,7 28,66 25,55 268,7 27,11 44,97 28,45 93,22 12,12 36,35 127,6 215,9 21,63 577,0 34,01 31,52 24,53 28,29 23,34 44,40 40,21 49,45 53,35 15,11 20,72 665,7 16,15 19,17 22,15 323,6 870,9 22,84 616,6 300,5 28,10 30,32 32,40 356,6 381,1 711,5 I I 17 120 21,06 22,51 19,52 15,86 17,7513,72 50,56 3001 100 125 300 150 80 250 200 0,0986 0,0685 0,1470 0,0807 0,1224 0,2023 0,2532 0,3015 II II I 12,42 1
66*
1011
1012
VíZELLÁTÁS 28-41. táblázat
II
1I1II I 50 3/4 ll/2 1/2 0,0150 0,0406 0,0497 0,0347 ll/4 ,0,0260 0,0205I
0,0114
1334 42070 62420 1407 93610 69380 84230 2271 46770 2393 9,674 102,5 221,2 11,18 9,175 12,98 97,24 413,4 7,263 3,887 1,709 0,8298 6,889 3,687 1,621 0,7869 11,78 16,41 18,12 20,57 233,2 15,57 883.<' 17,19 19,52 15,51 23,44 39,89 14,72 22,24 37,84 435,8 930,9 13,69
MSZ 120/2 acélcso, NA. coli
A CSotllrt. legkisebb
I
Ezekb5l a segédletekbol, a csoszakaszok által szállított vízmennyiség és a fajlagos nyomásveszteség ismeretében, az egyes szakaszok csoátméroi meghatározhatók. A 28-41. méretezési táblázat adatai alapján készítheto nomogram a méretezést könnyíti meg (28-88. ábra). Nyilvánvaló, hogy a segédletek összetartozó értékpárjai között nem mindig találunk számunkra megfelelot, és az egyes szakaszok fajlagos súrlódási nyomásvesztesége eltér az elore számítotTolózár T 900-os átmenet iv szelep T elágazás Megnevezés negatív érEgyenes áteresztóI. Az Ferde eltérés egyszer pozitív, máskor Könyökteljes hosszára vonatkozó téku lesz, de a szakaszok átlagérték közel azonos lehet az elore becsült fajlagos nyomásveszteséggel. A segédletekbol megállapítható az elozetes csoméretekhez tartozó vízsebesség is. Ennek ismerete a csövekben megengedheto maximális vízsebességek ellenorzése miatt szükséges. A sebességek ismeretében számíthatók az egyes csoszakaszok alaki (ütközési) ellenállásai is:
ahol
a víz surusége, kg/m3; w a víz sebessége, mIs; alaki (ütközési) ellenállás-tényezoinek összege (értékét a 28-42. táblázat tartalmazza). A méretezési táblázat adatai között a dinamik'us fl
Le a csoszakasz
28-42. táblázat. Idomok és szerelvények ellenállás-tényezoi
-
-
C
2,3 2,5 átméro, coli 1/2 I 3/4 Névleges I 1 I2,5 0,5 0,5 0,8 1,5 1,7 12,0 14,0 2,3 1,4 2,0 2,1 1,2 1,3 1,3 15,0 0,3 10,3 1,8 13,0 0,9 3/8 0,9 1,5 1,1I11.0 111/4111/21 216,0 1,1 11,2 töszelep 0,8
(28-32) Szukítö méretei, NA,coll
Szúkiw méretei, NA,colI
V,Ils 1 V, v2
~
2... 0,80 10,30 1/2 3/4 0,15 0,70 0,30 O,SO I1...1/2 3/8 1/2 0,90 1,000,12 0,44 11...3/4 1/4 0,10 1...3/8 1/23/4 0,50 ... ... 3/8 0,28 I0,40 11 ...1/4314 22... 3/4 11...1/2 1/2 1/2... 1 I 1/2... 1 1/4
28-88. ábra. Súrlódási ellenállás és vízsebesség elvi nomogramja
I
1013 7. folytatása belso átméroje. m --
0,0685
'-O,0807--T
0,0986-
I
0,1224
I
0,1470
I
0,2023
I
O,2m
I
0,3015
I
200
I
250
I
300
MSZ 99 acélcso, NÁ, mm 65
I
87,94 5276
I
80
135,3 8117
23,87
26,46
92,69 5562
142,6 8555
iS:16
I
27,89
100
13 229,0 740
I
125
404,1 24250
30,00 I 14480 241,4
I
1
150
653,8 39230
34,36 426,0 25560
31,62
38,54 689,1 41350
36,22
nyomás (~W2) is szerepel. Ez nagymértékben megkönnyíti az ütközési ellenállások számítását. A számított vezetékben a súrlódási és ütközési nyomásveszteség : (28-33) Ha L1p< (L1Psúr+ L1pJ, akkor csoátméro-módosítással kell a megfelelo korrekciót elvégezni.
40,62
901 513 760
2727 163600
47,08 1 594 95650
54,18 I 172 2874 500
49,62
I
57,11
4314 258800 60,45 4546 272 800 63,70
A mértékadó vezeték méretezéséhez hasonlóan kell a fogyasztóhálózat többi vezetékeinek méretezését is elvégezni. Zajjelenségek elkerülése végett nem c:élszeru épületen belüli vezetékekben az 1,0... 1.5 mis vízsebességet túllépni. Ez néha meghatározó lehet a méretezés szempontjából is, ilyenkor a rendelkezésre álló nyomást általában nem lehet maradéktalanul elhasználni, nem is kell erre minden esetben törekedni.
28.11. Tuzoltó berendezések 28.11.1. Általános eloírások A létesítmény ben, valamint a lakótelepülésen kell lennie oly vízforrásnak és tartalék vízkészletnek, amely legalább három órán keresztül el tudja látni tuzoltáshoz szükséges vízzel. A létesítmény oltóvíz-szükséglete fedezheto vízvezetéki hálózatból, víztárolóból, felszíni és felszín alatti kutakból. Külön tuzoltó vízhálózatot abban az esetben kell létesíteni, ha azt gazdasági vagy muszaki okból nem lehet összevonni az ivó- vagy iparivíz-hálózattal. A településen, ill. létesítményben az oltóvíz-térfogatot a· következok szerint kell megállapítani. A vállalat oltÓvíz-szükséglete. A vízvezetéki Mlózatot az egy telephelyen levo, legtöbb oltóvizet igénylo létesítményre számított víztérfogat alapján kell méretezni. A létesítményenkénti oltóvízmennyiséget a következo képlettel számítjuk:
v=Vmékznln2' ahol V az oltóvíz mennyisége, limin; Vmé a mértékadó vízmennyiség, limin; k tuzveszélyességi tényezo; z épületszerkezeti tényezo; nl szinttényezo ; n2 tüzgátlási tényezo. A V mé értékeit a 28-43. táblázat, k, 2, nl és n2 értékeit a 28-44. táblázat, a tuzállósági fokozatok és tuzveszélyességi osztályok értelmezését pedig a 28-45. táblázat tartalmazza. Amennyiben a vállalat beépített földszinti alapterülete az 1,2 km2-t meghaladja, akkor az elozok szerint számított oltóvÍZmennyiség kétszeresét kell biztosítani. A lakótelepülés oltÓvíz-szükséglete. A lakótelepülést oltóvÍZzel területegységenként kell ellátni. A tetiiletegység lakótelepi beépítés esetén a lakótelep, zárt soru és nem zárt sorú beépítés esetén 50 lakó-, ill. középület. A vÍZvezetéki hálóza.tot a legtöbb oltóvizet igény-
1014
VíZELLÁTÁS 28-45. táblázat. Épületszerkezetek tuzáUósági fokozatai
28-43. táblázat. Mértékadó vízmennyiség A létesítmény alapten1lete.
Mértékadó
m"
vlztérfogat.
Vmé,l/min
0 ... 50 51...150 151...300 301...500 501...800 801...1200 1201...1600 1601 2000 2001 :2500 2501...3200 3201...3900 3901.. .4600 4601...5400 5401...6200 6201...7200 7201...8200 8201.. .9200 9201...10 400 10 401.. .12000 12000 felett
1. 11. Ill. IV. V.
300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500 4800 5100 5400 5700 6000
Tuzveszélyességi osztályok a helyiségek, lll. munkafolyamatok alapján
A B
28.11.2. Külso hálózatok A létesítmény és a lakótelepülés vízvezeték-hálózata lehetoleg közvezeték legyen. A csovezeték bel· sö átmérojét a vízszükséglet alapján kell méretezni, azonban ha arra külso tuzcsapot szerelnek, 100 mm-nél kisebb nem lehet.
--
Azépiilet-
2.8-44. táblázat. A
II
I
Fokozottan tuz- és robbanásveszélyes Túz- és robbanásveszélyes Tuzveszélyes Mérsékelten tuzveszélyes Nem tuzveszélyes
C D E
lo lakó-, ill. középületre számított víztérfogat alapján kell méretezni. A számítást a vállalatokra megadott elóbbi összefüggés alapján kell elvégezni.
tlizgátló elválasztásfokozata Szintek T6zveszélyességi sal kialakitott részek tényezo zkezeti épiiletszertiizállósági tényezo n. tényezo tlizgátlási Tlizgátlási Épületszerkezeti tényezo 13száma ségi tényezo 0,75 26II. IV. >10 Ill. ... 10 471...3 V. T. és 0,6 1,0 1,4 0,8 1,2 0,7 2,0 1,4 1,0 1,0 1,2 0,50 0,8 1,5 3,0 0,5 Szinttényezo I4 nl szinttényezo szerkezet k tiizveszélyesvagyI ~él több I
Fokozottan tuzálló Közepesen tuzálló Mérsékelten tuzálló Lángálló Nem lángálIó
k. z.
A vízvezetéki hálózathoz szabványos föld alatti (28-89. ábra) vagy föld feletti (28-90. ábra) tuzcsapot kell kapcsoIni. Lakótelepüléseken a tuzcsapokat zárt sorú beéPltés esetében egymástól legfeljebb 100 ni-re, szabadon álló beépítés esetében legfeljebb 300 more kell elhelyezni. A tuzcsap az utcát határoló faItói legalább 5 m-re, lehetoleg az utcák keresztezodésében legyen. Ipari, mezogazdasági, kommunális létesítményen belül a közlekedési utak mentén a külso tuzcsapokat lehetoleg úgy kell elhelyezni, hogy a védendo épülethez tartozó tuzcsap 50 m-nél nagyobb távolságra ne legyen. A külso tuzcsapok egymás közötti legnagyobb távolságát a 28-46. táblázat tartalmazza. A hálózatban az A és B tuzveszélyességi osztályba tartozó létesítményekben legalább rv 2,0 bar (20 v.o.m), a C és E osztályba tartozókban pedig legnl és
n2
tényezo értékei
száma Tuzszakaszon
belüli.
1015
TUZOLTÓ BERENDEZÉSEK 28-46. táblázat. Ki1s6 tizcsapok egymástól való legnagyobb távolsága A létesít120 IV. 111. 11.III V. ményt6zosztálya ségí
VllS7.élyes-
D B C E
---
A létesltmény Uízá1l6sági 140 csapok egymástól való fokozata távolsá&a. m 100 120 70 80 90 90 140 70 90 80 100 120 160 100 80 1. Kil1s6
A
alább rv 1,5 bar (15 v.o.m) nyomásnak kell lenni. Mezogazdasági létesítményben rv 1,0 bar (10 v.o.m) elegendo.
28.11.3. Belso hálózatok
28-89. ábra. Föld alatti tuzcsap 1 '~"'-; 6 ttlzcsapbAz:
2 ZÚ'Óllapka; 3 feclé1: " szeI~rsó: 5 a megjelölés helye: 7 vizteloDit6fUrat; 8 szelepbáz; 9 karima. NÁ 80 (MSZ 2892)
5
"
•
"6
8
21-90. ábra. Föld feletti tuzcsap 2 t6zcsapbAz; 3 vlztolonlt6furat; " a megjelölés
1 nyitófej; szint: 6 UIIIePbAZ; 1 karima
helye; 5 talajNÁ 80 vl1lY NÁ 100 (MSZ 2892); 8 nyitófej kulClCllltlakoz6ja
Az épületen belüli oltóviz-hálózatok a fali tuzcsapokat látják el vízzel. Fali tuzcsapot kell létesíteni: - ipari létesítményekben, kivéve, ahol a viz használata életveszélyt, tüzet robbanást vagy jelentos anyagi kárt okozhat; - több szintes szállodában, szálloda jelleg{i épületben és egészségügyi intézményben; - négyszintes vagy ennél magasabb köz- és irodaépületben; - pályaudvaron, vasútállomáson, az A ... C tuzveszélyességi osztályba tartozó raktárépületben, áruházban, ha az épület 5000 m3 vagy ennél nagyobb térfogatú; - 16 tanteremnél nagyobb tanintézetben; - középmagas és magas épületekben a 28-47. táblázat szerint. Az oltóviz-hálózatot úgy kell méretezni, hogy az A és B tuzveszélyességi osztályba tartozó épületekben legalább rv 2,0 bar (20 v.o.m), egyéb épületekben pedig rv 1,5 bar (15 v.o.m) kifolyási nyomás legyen. A fali tuzcsap vizszállitása legalább 2,5 Ils (150 limin). A fali tuzcsapot általában a védeni kivánt helyiségen kivül, a bejárati ajtó közelében - a padló szintjétol számított 1,5 m magasságban - kell elhelyezni úgy, hogy a belso terület minden pontja legfeljebb két, egyenként 20 m hosszú tuzoltó nyomótömllSvel elérheto legyen. A fali tuzcsapot (28-91. ábra) fali tuzcsapszekrényben (28-92. ábra) kell elhelyezni. A tuzcsapszekrény ajtajára 80 mm magas, nyomtatott be-
1016
VíZELLÁTÁS 2847. táblámt. Az egy tfiZ!'7JlIcIl"Wan szlikséges szinteokénti fali tlizesapok
----
I 2123 -oda, --szálloda jellegu 2
sége· száma
TfizcsapokKözépmagas sége· Tfizcsapok száma . ideju21** 1**1 Magasépület
idoj6-
I
I
3 muvelodési és egyéb épület orvosi rendelointézet, kÖZ-,
egy-
2
4
28-92. ábra. Fali tuzcsapszekrény
(MSZ 13127)
2
•A létesített t6zcsap-hálózatról egyidej61eg muködtethetc5 t6zcsapok száma. • ·Száraz felszállóvezetéken. A kÖzépmagas lak6épületekre vonatkozóan a száraz felszállóvezeték létesitési kötelezettsége alól Budapesten és a megyeszékhelyeken az illetékes 1. fokú t6zvédelmi hatóság esetenkénti felmentést adhat.
tukkel TUZCSAP feliratot kell vörös festékkel festeni. A tuzcsaphoz 52-es nyomócsonkkapoccsal (28-93. ábra) csatlakozik a tömlo, ill. a tömlohöz a sugárcso (28-94. ábra). A fali tuzcsapokat ellátó hálózat önálló vagy a használati vízvezeték hálózattal közös rendszeru lehet. Amennyiben a használati vizigény egyenlo vagy nagyobb, mint az eloírt tuzoltási vizigény, akkor az oltóVÍz-hálózat a használati vízhálózattai közös lehet. Ebben az esetben ügyelni kell arra, hogy oly vezetékszakaszokra, amelyekre tuzcsapok vannak kötve, egy-egy állandóan használt berendezési tárgyat kössünk, hogya vezetékben a VÍZcserélodjék . (28-95. ábra). Az ábrán bemutatott megoldásban közös nyomásfokozó berendezés van a használati 1"0
és az oltóviz-ellátás céljára. Ebben az esetben az oltóviz is a vízméron át jut a rendszerbe, mert a méro a nagyobb használati vizmennyiségre méretezett. Megfelelo hál6zati nyomás, ill. kevesebb szintu épület esetén az ábra szerinti kapcsolás természetesen nyomásfokozó berendezés nélkül megvalósitható. Önálló oltóVÍz-hálózatot akkor kelllétesfteni, ha a használati vizigény lényegesen kisebb a tuzellátásra eloírt vizmennyiségnél. Ebben az esetben az 01tÓVÍz-hálózatot a vízméro megkerülésével kell a külso' hálózatra kötni. A 28-96. ábra magasépület
...
..~
~If'H~ <»
t"-
J8 ~--,
28-93. ábra. Nyom6csonkkapocs
iPd SZ-esesóhoz' 7,JO,JJ,J6mm ?d 75-os esóhöz, 2.mm
28-91. ábra. Fali tuzcsap (MSZ 13127)
28-94. ábra. Sugárcso (MSZ 1059)
1017
TuZOLTÓBEREND~EK
IX
em
V//lem
V/lem V/em
V.
~/só' sz/i7teFltasznó/afi
em
v/ze//dtasa !Vem ///.em
A/so
s::mlek használati víze/ldtása
/1
em
I em. Fo/dSltnt 28-95. ábra. Használati vízelIátással közös rendszen1 olt6vízhálózat kapcsolási vázlata
Felso" sImtek
haszna/atl vize//dtasa
28-96. ábra. Olt6viz-hál6zat kapcsolási vázlata kWön ~ 1 kötéssel vagy vizmér6 e16tti k481'''' •••••
28-97. ábra. Száraz olt6viz-hál6zat
vázlata
oltóviz~hálózatának kapcsolási vázlatát szemlélteti. A használati és oltóviz megkivánt nyomását külön-külön nyomásfokozó berendezéssel hozzák létre az osztott rendszernek megfeleloen. A száraz oltóvíz-hálózat olyan üres csovezeték, amelyet túz esetén a tuzoltóság helyez víznyomás alá. Száraz oltóvíz-hálózatot kelllétesiteni az A és B tuzveszélyességi osztályba tartozó, hat szintnél magasabb ipari létesitményben, továbbá középmagas és magas lakó- és középületekben a 28-47. táblázat szerint. A száraz oltóviz-hálózat (28-97. ábra) elemei: külso csatlakozás, vezetékhálózat és elvéteti csatlakozóhely . Külso csatlakozásra az MSZ 9775 szerinti gydjtot (28-98. ábra) kell szerelni. A gydjtot általában S változatú (1. a 28-92. ábrán) fali tUZC8apszekrényben kell elhelyezni. Az épités módjától és az adott helyi viszonyoktói függoen a csatlakozószckrény elhelyezése, ill. beépitése változhat. A szekrény szabadon (28-99. ábra) és falba süllyesztve is elhelyezheto. A gyiijtot a tUZC8apszekrényhátsó sikjához képest 600-os szögben kell szerelni. A vezetékvégzodés a járdaszint fölött max. 800 mm-re lehet. A gyiijto szabad végzodéseit kupakkapoccsal (28-100. ábra) kell lezárni. A száraz oltóvíz-vezeték felszállóira az egyes szinteken négyágú osztót (28-101. ábra) kell sze-
1018
VíZELLÁTÁS
fiS! 1075 liSZ 70Sg
/(t/pokfopocs, 125 52-es, 42
c)
181
47 D
I
L
li1.,pakkopocS)75 7fO-e~ /(upokkopocs, -os, Megnevezés I Héreleímm HSll0S4 97 I
42
u-1 28-100. ábra. Kupakkapocs
(MSZ 1069)
28-98. ábra. Gyíijto tuzoltó tömlohöz (MSZ 9775)
relni, ugyancsak S változat ú fali tGzcsapszekrényben. A gyujto és o8Ztó feIszerelésétol egyes esetekben a tuzrendészeti hatóság eltekint. Ekkor a felszállóvezeték alsó végz5désénél két db 75 mm-es nyomócsonkkapcsot, szintenként pedig egy-egy 75 mm-es nyomócsonkkapcsot és elzárószelepet kell beépiteni. A száraz felszállóvezeték fali tUZC8apszekrényének ajtajára 80 mm széles vörös jelz&sikot kell festeni ajtó teljes szélességében. AzFELSZÁLLOalsó - gyujt5vel az felszerelt - t6zcsapszekrényre VEZET.-eK feliratot kell festeni .. A száraz felszállót úgy kell elhelyezni, ill. annyi felszállót kell tervezni, hogy a vezeték és a legtá28-101. ábra. Négyágú osztó tuzoltó tömlóhöz (MSZ 9774)
~'~
volabbi helyiség közötti távolság ne legyen nagyobb 60 m-nél. A száraz felszáIIóvezeték legalább 100 mm belso átmér5jfi. A száraz oltóviz-vezetéket horganyzott acélcslSbol, idomokkal vagy fekete acélcsob51, hegesztve lehet szerelni. Ez utóbbi esetben azonban a vezetéket külso-bels5 korrózióálló bevonattal kell ellátni.
28.11.4. Önmuködo zuhanyberendezés (Sprinkler)
I'/S19778-5!
fo/dfe/tI14
tt/Ícsopkt/lccsa/
28-99.
ábra.
nytffJotú
Száraz oltóvíz-vezeték csatlakoz6szekrénye gyújtóvel. falon kívül szerelve
Különösen tuzveszélyes helyiségekbe önmuködo zuhanyberendezést kell szerelni. A berendezés hó'hatásra muködik, a kiáramló viz emberi beavatkozás nélkül olt. A védett terület feletti cs5vezeték-hálózatra szerelik az oltórózsákat, amelyek elzárószerkezete önmuköd5en nyilik, ha a környezet homérséklete a meghatározott határérték f"öléemelkedik.
1019
TUZOLTÓ BERENDEZÉSEK
Nedves és száraz rendszert különböztetünk meg. Nedves a rendszer, ha a csovezeték állandóan nyomás alatti vízzel töltött. Száraz rendszerben az eloszt6vezetéket surített levegovel töltik, és a viz csak akkor áramlik a vezetékbe, ha valamelyik rózsa hohatásra nyílik, és az azon kiáramló levego helyére vízjut. A nedves rendszer biztosabb és gyorsabb, mert a nyitásakor az oltóviz azonnal kiáramlik. Fagyveszélyes helyen viszont csak száraz rendszert lehet alkalmazni. Vízforrások. A berendezés vízellátására megfelelo - a tUZfendészeti hatóság által jóváhagyott - vízforrásról kell gondoskodni. A következo vízforrásokat lehet számításba venni: - magastartály ; - légnyomásos tartály; - kell{Steljesítményu és nyomású közüzemi vagy ipari vizvezeték; - szivattyú, összekötve tóval, kúttal, szabad vÍZfelszinfi, föld feletti vagy föld alatti medencéveI; - szivattyú, összekötve nem kello nyomású vÍZvezetékkel. A berendezéseket két egymástól független és mindenkor használható vízforrásból kell táplálni. Az egyik vízforrásnak gyakorlatilag kimerithetetlennek kell lenni•. A rózsák szerkezeti kialakítása és elhelyezése. A rózsák üveggolyós szelepét olvadófém vagy vegyi anyaggal töltött üveghordó zárja el. A rózsákat a nyitási h6mérsékletnek megfelelo színr. kell festeni (28-48. táblázat). A rózsák nyitási homérséklete legfeljebb 40 OC-kalhaladhat ja túl a védendo helyiség legmagasabb h6mérsékletét. A rózsák egymástól yaló távolsága 3,5 m-nél, a faltóI való távolsága pedig 1,75 m-nél nagyobb nem lehet. Az egy rózsa által védett alapterület 9 m2-nél, kü1önösen tuzveszélyes helyeken (malmokban, olajüt6kben, színpadon stb.) 6,5 m2-nél nagyobb nem lehet. Olyan helyiségben, amelyben a látható födémgerendázat zárt mez6ket alkot és a gerendák lelógása égheto anyagból készült gerendák esetén a 0,16 m-t, tuzálló anyagból készült gerendák esetén 284. tiblázat. Sprinkler-rózsák Nyitási
h6m6n6Jdet.
·C
82 96 103 125 137 150 155 181 185 200
I
a 0,30 m-t meghaladja, a hossz- és keresztirányú gerendák által alkotott mezokbe külön-kölön rózsákat kell felszerelni. Ezekben a födémmezokben a rózsák a gerendák középvonalától 1,75 m-nél, ill. különösen tuzveszélyes helyiségekben 1,35 mnél távolabb nem helyezhet6k ol. Tetok alatt, amelyeknek hajlásszöge mindkét oldalon több, mint 35°, a gerincvonalban vagy legfeljebb 1 m-nyire agerincvonaltól rózsasort kell elhelyezni. Ha a Shed-teto ablakai 600-nál meredekebbek, az ablakfelület nem számít tetáfelöletnek. Ilyen tetok gerincyonala alatt a rózsasor elmaradhat, ha a gerincvonalhoz legközelebb eso, vele párhuzamos rózsasor nem fekszik az oromtóll m-nél nagyobb távolságban. Upcsok és lépcsoházak védelmére a rózsákat egymástól - a lépcsovel párhuzamosan mérve legfeljebb 3 m távolságra kell szerelni. A lépcsok elotereiben minden 9 m2 padlófelületre legalább egy rózsát kell elhelyezni. A rózsák vizelosztó tányérjának a födémtol mért függ6leges távolsága ne legyen kevesebb, mint 70 mm, és ne legyen több, mint 270 mm. Legelonyösebb a 120... 150 mm távolság. Minden berendezéshez megfelelo mennyiségu tartalék rózsát - a kölönbözo homérsékleteken nyíló rózsák számának kb. lo-lO%-át - mindenkor készenlétben kell tartani. A rózsákat általában álló és nem függo helyzetben kell szerelni. Hálózat, szerelvények. A 28-102. ábra nedves, a 28-103. ábra pedig száraz Sprinkler-berendezés vázlatát tünteti fel. Az állomás-foszelep biztosítja a vízvezetéki hálózat és az elosztó-csovezeték közötti önmtiködo kapcsolatot és egyúttal riasztó harangot muködtet. A nedves rendszerben egy-egy állomás-foszelepre legfeljebb 1500, száraz rendszerben legfeljebb 500 rózsát szabad kapcsolni.
színei
El6irt szúunázola\s
Fehér Zöld Sötétkék Vörös Fekete
Feszmérok
"'';SOt1/k v/zforrás
28-102. ábra. Nedves Sprinlder-berendezés
vázlata
1020
VíZELLÁTÁS 28-49. táblázat. Sprinkler-báIózat cs&ítméroi A tápcsövek A rózsák 100 száma coli I
belso átméroje
28-51. táblázat. Sprinkler-báIózat vízteIeDitése A csovezeték
mm
mm 76 90150 221/2 43/4 65 20 125 40 63 3225 SO 1/2 13 1/4
I
átméroje,
I
A vfzte1oní::S
<63
20
63 ... 75 >75
25 32
átméroje,
Az elosztóhálózat átméroje a rózsák számától függ. A hálózatot általában a 28-49. táblázat szerint méretezzük. Különösen tuzveszélyes helyiségekben a 8 m-nél magasabban fekvo rózsák tápcsó'hálózatát a 28-50. táblázat adatai szerint kell méretezni. Az elosztóhálózatot úgy kell kialakitani, hogy egy-egy szárnyvezetéken legfeljebb 6 rózsa legyen. Víztelenités céljából a csöveket az állomás-foszelep felé legalább 2% esésseI kell szerelni. Ha ez nem oldható meg, 'akkor a 28-51. táblázat szerinti, a csovezeték végpontjain elhelyezett víztelenitoket kell alkalmazni. Az 50 m-nél hosszabb vezetékek végére minden esetbén legalább 20 mm átméroju, dugós lezárású viztelenitoszelepet kell beépiteni. Sprinkler-berendezés csovezetékét falba beépiteni tilos.
, F/ I I AI/omó8- Ofi!lomocso
\
f"osze/ep
Elso· v/zforrds
~
F
28.11.5. Zuhanyberendezés szomszédos tíiz elleni védelemre (Drensher)
l1osodlk vIzforras 28-103. ábra. Száraz Sprinkler-berendezés
vázlata
28-50. táblázat. Sprinkler-báI6zat cs&ítméroi küliinösen t6zveszélyes helyiségekben A tápcsövek
E zuhanyberendezés célja szomszédos tuz esetén tuzveszélynek kitett tetok, határfalak és csatlakozó helyiségek nyilászáró szerkezeteinek és egyéb égheto részeinek megvédése. A berendezés a megvédeni kivánt szerkezet elott vizfüggönyt létesit, vagy az égheto épületeket, ill. épületrészeket vizzel árasztja el.
belso átméroje
A rózsák uáma
mm
coli
28-52. táblázat. ZuhaJ1ybereaclezés csohá1ózata Csovezeték
1...2
100 331/2 76 221/2 11465 1/2 125 63 SO 40 32 90 ISO 1/425
A rózsák száma
1 2 4 5 6 7 10 11...20 21...36
37...72
!
beISC5átméroje
mm
25 32 40 SO
65 80 100
coli
1 1 1/4 1 1/2 2 21/2
3 4
1021
TUZOLTÓ BBRENDEú.SEK
. A berendezés nem önmiiköd6, a viz éramlását beépitett zárószerkezet kézi nyitásával kell meginditani. üzemen kivüli állapotban a cs6vezeték-bá1ózatban nincs sem viz, sem légnyomás. A berendezéshez oly teljesit6képesség6, kiapad-
hatatlan vizforrás ~ges, amely mindegyik ró~ból legalább 25 lImin viz éramlását teszi lehetlSvé. A berendezés felszálló- és elosztó-csovezetékét a 28-52. táblázat szerint kell méretezni.
28.12. Melegvíz-ellátás 28.12.1. A melegvíz-igények meghatározása Használati meleg vizet csak ivóviz minoségben szabad szolgá1tatni.. A vizk61erakódás a melegviztermel6 berendezésekben és csovezetékekben relldkívül káros, ezért 15 nko-nál keményebb viz használatát kerülni kell. Melegviz-termelo berendezésekben a megengedhet6 maximális h6mérsékletet a gazdaságosság és a berendezés élettartama szabja meg. Magasabb h6mérséklet csetén a berendezés létesitési költsége kisebb, a nagyobb mérvu vizkövesedés miatt viszont a karbantartási költségek növekszenek, és a berendezés élettartama csökken. Általában 60 ... 65 oC Mmérsékletu viz eloállitása a legkedvez6bb. A meleg víz keverése. A melegviz-termelo berendezésben el6állitott vizet kell a kevero-csaptelepben vagy a keveroberendezésekben oly arányban hideg vizzel keverni, hogy a fogyasztó a csapolón közvetlen használatra alkalmas homérsékletu vizet nyerjen. A kevert viz térfogata és a hideg, ill. meleg viz h6mérséklete ismeretében a keveréshez szükséges hideg viz térfogata (a fajh6 és a siiriiség állandóságának feltételezéséveI) a V, = V h
tm-t tm-th'
(28-34)
a meleg viz térfogata pedig a V m= V
28-53. táblázat. Melegvíz-fouasztás 1 FajJap f6re
1
H6m6rsék-
A helyi melegviz-eUátás csoportjába azok a berendezések tartoznak, amelyek egy-két berendezési tárgyat vagy egy fürdoszobát, ill. lakást látnak el meleg vizzel.
(28-35)
mesnevezéao A foll)'UZtÓ
1116,
min I Foqasztáai I I
I5internátusokban, 25 I310I I 30... 35 30...40 ... 35...40 I 5 ... 60 10 Egy25... kádfürd6 mosd6nk:ént és 30•.•45 I 200fürd6kben .•.300 I I Sorosmosd6 gyárakban és nyilvános ban és kaszárnyában
25 ...I40 930... 8150 ••. 10 iM, oC let, 35... 40 30 ... 4S 55... 60 3540 FOI)'UZtúi AfOl)'UZW, foll)'UZtÓ zuhanyfürd6 iskolá. Egy Egyzuhanyfürd6 zuhany 6ránként munkás-
naponta
28.12.2. Helyi melegvíz-eUátás
28-54. táblázat. Melegvíz-fogyasztás
t- th tm-th
--
összefüggésb61 számitható, ahol Va kevert viz térfogata; Vh a hideg viz térfogata; Vm a meleg viz térfogata; t a kevert viz Mmérséklete; tha hideg viz Mmérséklete; tm a meleg viz homérséklete, A melegvíz-szükséglet. Lakóépületek fajlagos vizfogyasztási adatait és a fogyasztóhelyeken megkivánt homérsékleteket idoszakos melegviz-ellátás esetén a 28-53. táblázat tartalmazza. A hétvégi fo fürdési id6ben a legnagyobb a melegviz-igény. A fürdés idotartamát 2 ... 3 órában, vizszükségletét 1,5 óránként két fürdoben kell felvenni. A melegviz-termelést csak a fo fürdési idoszakra kell méretezni és a fürdon kivül más fogyasztást nem kell figyelembe venni. Közös fürdok fajlagos vizfogyasztási és homérsékletadatait idoszakos melegviz-eUátás esetén a 28-54. táblázat tartalmazza .. Állandó, folyamatos melegviz-ellátás csetén a fogyasztási adatokat a 28-55. táblázat szerint kell számitásba venni.
I
I
fOl)'UZtú, Fajlagos
s6klet, oC H6mér-
•.•6OO 40SOO ... 70 I 30... 40
1022
VfZELLÁTÁS 28-55. táblázat. Melegvíz-fejadagok A fogyasztó megnevezése
I
(60
Fogyasztási egység
I
oc) Fejadag, 1
1
Lak6épületek állandó központi melegviz-ellátással l fo/d Szállodák és penziók l ágy/d Közös szállások 1 ágy/d Kórházak, általános jellegu I szanatóriumok, üdülok (közös fürdoszobákkal és 150... 15... 20 180 I I 200 180... ... 250 200 zuhanyoz6kkal) 1 ágy/d ruha Szanatóriumok 1 és kgüdülok száraz szoI adag/d bánkéntifürdoszobával 1 ágy/d 1 ágy/d, egyIszap- és gyógykezeléssei bekötött kórházak és szanatóriumok Vendéglok Mosodák
75 l00 40
100 I~O 60
2 ... 5
Tuzhelypatkó. A tuzhelypatkó takaréktuzhelybe építheto melegvíztermelo készülék. A tuztérbe, ill. a füstjáratba épített hocserélot öntöttvasból, acéllemezb51 vagy acélcsövekbol készítik. Tuztérbe épített tuzhelypatkó esetén a hoátadás 14,0... 17,5 kW 1m2 (12000 ... 15 000 kcalihm2), a füstjáratba építettnél pedig 2,5 ... 6,0 kW 1m2 (2000... 5000 kcaI/hm2), az eIhelyezéstol függoen. A legegyszerubb megoldás a nyitott tárolótartályos, közvetlen fütésu rendszer, amelynél a patkóban közvetlenül a használati vizet melegítik fel. Fokozott vízkoképzodés miatt ezt a rendszert csak ideiglenes létesítményben célszeru alkalmazni. Fürdokályha. A fürdokályha öntöttvas alsórészbol és vörösréz vagy horganyzott acéllemez felsorészbol készített fürdoszobai melegvíz-termelo berendezés (28-104. ábra). A kályha a melegvíz-termelésen kívül a fürdoszobát is futi. Szilárd (szén-, fa-) és olajtüzelésu változatokban gyártják.
A fürdokályha nyomás alá nem helyezheto, csaptelepének kiképzése lehetové teszi, hogy a kád hideg-meleg vízzel töltheto, vagy a víz a zuhanyon át vezetheto. A kádon kívül a mosdót vagy esetleg más fogyasztót is el lehet látni meleg vízzel a 28-105. ábra szerinti táptartályos megoldással. A hideg vizet is a tartályon át kell vezetni, hogy a keverotelepekben a hideg és meleg víz nyomása közel azonos legyen. Fürdokályha kisebb üzemu fürdok, ill. zuhanyozók melegvíz-ellátására is felhasználható. Megfeleloen méretezett tárolóból (28-106. ábra) elégítik ki ez esetben az egyidejuleg fellépo melegvízigényt. Ez a rendszer legfeljebb 3 .. .4 fo egy muszakban való zuhanyozására alkalmas. Goz-VÍZ biztonsági keverötelep. Egyes fogyasztók közvetlen gozfutéssel is elláthatók meleg vízzel biztonsági keverotelep (28-107. ábra) közbeiktatásával. Olyan helyen alkalmazható, ahol", 1,0... 3,0 bar (1...3 kp/cm2) túlnyomású goz áll rendelkezésre.
28-105. ábra. Táptartályos fürdokályha tárgy ellátására
több berendezési
-.., I
I ,
I
J
I I I ",
L]i L
.•__ ~
28-104. ábra. Fürdokályha Mmelegviz;
Hhideg viz; Z zuhany
28-106. ábra. Tárolótartállyal
ellátott fürdokályha
1023
MELEGvfZ-ELLÁTÁS
28-107. ábra. Goz-víz
bíztonsági kevero telep
Csak olyan keverotelepet szabad alkalmazni, amelynek glSzszelepét csak a vizszelep nyitása után lehet megnyitni. Mind a goz-, mind a vízvezetékbe visszacsapó szelepeket kell beépiteni. A biztonságos üzem érdekében a víz és a goz nyomásának közel azonosnak és állandónak kell lennie. Gáz-vízmelegíto. A gáz-vízmelegito átfolyó rendszeru melegvíz-termelo berendezés, amely égheto gáz elégetéséveI egy vagy több csapolón azonnali, folytatólagos, a készülék tipusától függo mennyiségu meleg vizet szolgáltat. Ez a rendszer igen gazdaságos, mivel a. készülék csak annyi vizet melegit fel, amennyit a fogyasztó elhasznál, és lehulési veszteség gyakorlatilag nincs. A készülékek a névleges teljesitményen a 10 oC homérsékletu hideg vizet 35 OC-ramelegitik. 5 és 10... 12 limin névleges teljesitményu vízmelegitok a leggyakoribbak. Az 5 limin névleges teljesitményu gáz-vízmelegitó'ket általában mosogatók, a 10... 12 limin névleges teljesitményueket pedig fürdoszobák, ill. fürdlSszobák és konyhai mosogatók együttes kiszolgálására szerelik. Nyitott és zárt rendszerli gáz-vízmelegitoket gyártanak. A nyitott rendszerliek közvetlen kifolyásúak, a kifolyószelep a készülék tartozéka, igy ezeket a berendezési tárgy (mosogató, kád) fölé kell szerelni. Elonyük, hogy a szerelés egyszerli, hátrányuk, hogy helyük kötött, és csak egy berendezési tárgyat tudnak meleg vízzel ellátni.
A zárt rendszeru készülékeket automata vízmelegitoknek is nevezik, ezekbol a meleg vizet vezetéken vezetik a kevero-csaptelepekhez . .A készüléket igy nem kell a berendezési tárgy közvetlen közelében elhelyezni, és egy gáz-vízmelegitovel több helyet (pl. kádat, mosdót, mosogatót) lehet meleg vízzel ellátni. A KV6 tipusú vízmelegito (28-108. ábra) 12 limin teljesitményu. A készüléket lengos kifolyószeleppel vagy melegvíz-elvezeto csotoldattal szállitják, igy azt közvetlen kifolyású vagy automata rendszerben is lehet szerelni. Villamos fonóvíz-tároló. A villamos forróvíz·tárolókat szabad kifolyású és nagynyomású változatokban gyártják. A hoszigetelt tartályban levo vizet villamos futopatron melegiti fel. A maximális vizhomérséklet 85 oC, amelynek túllépését homérsé!det-szabályozó akadályozza meg. A felfutési ido kb. 76ra. A tárolókat olyan szigeteléssei kell ellátni, amely biztositja, .hogy a 85 OC-ra melegitett víz 20 oC-os környezetben 12 óra alatt legfeljebb a 28-56. táblázat szerinti értékkel húl le akkor, ha vízelvétel nincs. 10,50, 80, 100, 120 és 200 1 urtartalmú tárolók a leggyakoribbak. Az 501-nél nagyobb urtartalmú készülékeket gazdaságossági okokból célszeru éjszakai áramra kapcsolni, ez esetben kapcsolóórát és külön villamos f9gyasztásmérot kell felszerelni. A készülék egyszeri felfutéséhez szükséges villamosenergia-fogyasztást a 28-57. táblázat szemlélteti 20 oC környezet-homérséklet esetén.
r I
-~::m-
I I
1
,
:~I! I, Ii-'"
I
j
!~ 28-108. ábra.
KV6 tfpusú gáz-vízmelegito
1024
VíZELLÁTÁS
Szabad kifo/yósv rendszer
'Vagljnljamású rendszer 5 .. 105" Pa (Skpjcm2)
v/znl/omásig
fllfmérsék/ef-,
I
.szabá/!JozoI
VIsszacsapósze/ep t(im/oj csopte/ep
L __ ..,I
ese/eben
28-109. ábra. Szabad kifolyású villamos melegvfz-tároló kapcsolása
28-56. táblázat. A víz megeugedett lehulése villamos forróvíz-tárolókban A tároló hasznos térfogata, I
10 50 75 ... 80 100 120 150 200
Lehlílés, O·C
tS
28-111. ábra. Nagynyomású villamos melegvíz-tároló csolása
kap-
Szabad kifolyású késziiléket (28-109. ábra) nem szabad nyomás alá helyezni. Az ilyen típusú készülék csak egy fogyasztóhelyet tud ellátni. Táptartályos megoldással azonban (28-110. ábra) szabad kifolyású készülékkel is több fogyasztóhelyet lehet ellátni. A nagynyomású melegvíz-tárolókat (28-111. ábra) ",5,0 bar (5 kpfcm2) víznyomásra szabad igény-
9
510
8,5
8 7,5
6 5
-:-~------~-485
Kisnyomású (táptartd /!Jos)rendszer
Wfamos , CSaf/flkozos 28-110. ábra. Szabad kifolyású villamos melegvfz-tároló kapcsolása táptartállyal
28-112. ábra. 80 és 120 l-es villamos melegvtt-tároló rajza és szerelési méretei
körvonal-
MELEGvíZ-ELLÁT 28-57. táblázat. Villamos forróVÍZ-tárolók villamosenergia-fogyasztása Úrtartalom,
I
Fogyasztás, kWh
50 80 100 120 200
5,5 8,0 11,2 14,0 22,4
be venni. Nagyobb hálózati viznyomás esetén a készülék elé nyomáscsökkento szelepet kell beépiteni. A kereskedelemben kapható készülékek tartozéka a kombinált szelep, amely a légbeszivó, viszszacsapó és biztonsági szelepet foglalja magában. A 80 és 120 l-es villamos melegviz-tároló körvonalrajzát és szerelési tervét a 28-112. ábra tartalmazza.
1025
ÁS
Zárt rendszerekben a vizet hálózati nyomás alatti készülékekben melegitik fel. Átfolyós rendszerekben a csúcsfogyasztásban átfolyó térfogatáramot melegitik fel, mig tárolós rendszerekben a tároló megfeleloen választott urtartalma teszi lehetové, hogy a csúcsban jelentkezo fogyasztás a hoenergia egyenletes termelése ellenére kiegyenlitheto legyen. Bojlerkazán. A bojlerkazán olyan tüzeloberendezés, amelyben a felmelegitendo használati viz a lánggal hevitett futofelülettel közvetlenül érintkezik. Bojlerkazánt két viztérrel is gyártanak, a második viztér - korlátozott teljesitményhatárok között - futésre ad meleg vizet. A bojlerkazánok a közvetlen, nagy méretu hoátadó felületek és a viszonylag kis viztér miatt gyors felfutésu készülékek. Szilárd tüzelésre szerkesztett bojlerkazán körvonalrajzát a 28-113. ábra, muszaki adatait a 28-58. táblázat tartalmazza. Bojlerkazánt gyártanak gáz- és olajtüzelésre (28-114. ábra és 28-59. táblázat). Tekintettel arra, hogy mind a gáz-, mind az olajégok teljesen automa-
28.12.3. Központi melegvíz-ellátás Központi melegviz-ellátás esetén az egy vagy több épületben levo fogyasztókat közös berendezés látja el meleg vizzel. A központi melegviz-termelés módja a fogyasztás jellegétol és a rendelkezésre álló energiától függ. A központi melegviz-termelés lehet nyitott és zárt, ill. tároló és átfolyó rendszeru. Nyitott rendszerekben a melegviz-tároló tartályban levo viz a külso légkör nyomása alatt áll. Ebben az esetben a melegviz-hálózatban létrejövo nyomás a tartály magassági elhelyezésétol függ, s mivel ennek a gyakorlatban korlátai vannak, ez a rendszer csak kisebb berendezésekben alkalmazható.
1
(L. a 28-113. ábrát)
1
mm 0011
(1.
a 28-58. táblázatot)
1 hideg víz; 2 meleg víz; 3 üríto; 4 homéro; 5 olvadótárcsa, P. v. padlóvonal
28-58. táblázat. Széntüzelésli bojlerkazánok adatai mm m m mm Füstcsatorna H, D, átméroje, 700 11 14 d, 200 22 2200 1700 M20 12150 25 900 00 1400 300 M20 1 20 2600 1100 1250 250 630 2400 3300 Magasság, 1homéro 20 ll/4 ll/4 33/4 /4 21/2 11/2 21/2 (3) üríto 11/2 (2) meleg I2500 IÁtméro, {l)hídeg (4) '1(S)olvadó
J
28-113. ábra. Bojlerkazán
Csatlakozások
1026
VíZELLÁTÁS 28-59. táblázat. Olajtüzelésfi bojlerkazán (L. a 28-114. ábrá~)
DIHILIAIM
tartlIf°m. 'Or_] 800
M6retek. mm
rt t+ I
Tömeg, kg
900 2326 1975 800 670 2210 1385 1275 1991 1410 1510 760
r t'+
L__ -L_--~·l
r-l'
!
"
O/vadolarcsa
,
:; tizáltak, a termelt víz homérsékletét pontos értéken lehet tartani. Beépített homérséklet-határoló 65 oC elérésekor az égot leállítja. A homérséklet csökkenésekor az égo begyújt, s így a gáz- és olajtüzelésu bojlerek a· fogyasztáshoz legjobban alkalmazkodó készülékek. Egyidejii nagyobb melegvízigény kielégítésére a bojlerkazán víztere kiegészíto tárolóval növelheto (28-IlS. ábra). A felfiitési ido ez esétben a tároló iirtartalmának megfeleloen no. Vízmelegítés közvetlen gözbefúvással. Meleg vizet közvetlen gozbefúvással is elo lehet állítani. A goz a vízben kondenzálódik, és így hotartalmát átadja a víznek. Olajtartalmú gozt felhasználni nem szabad, mivel a vizet szennyezi. A gozbevezetés zajjal jár, a kondenzvíz elvesztése a kazán üzeme szempontjából kedvezotlen, ezért ezt a megoldást csak ipari üzemekben szabad alkalmazni. A víz melegítéséhez szükséges goz tömege az m - m~c(tm- tb) g
I-ctm
(28-36)
I I I
I
! I
!
.i
I
~
I
I
28-115. ábra.
Bojlerkazán
kiegészíto
víztárolóval
A keletkezo meleg víz tömege a hideg víz és a goz tömegének összege lesz. Melegriz-tárolók (bojlerek). A legelterjedtebb melegvfz-készítési mód a zárt tárolós rendszer. A használati víz hálózati nyomáson jut a tárolóba, s így az egész melegvfz-szolgáltató rendszerben gyakorlatilag a hálózati víznyomás uralkodik. A tároló ban felmelegített víz csovezetéken jut a fogyasztóhoz. Azokon a helyeken, ahol a fogyasztás szakaszos· (pl. lakóépületben), a csovezetékben a víz lehfílését cirkuIációs vezetékkel kell meggátolni (28-116. ábra). A cirkuIációs vezetéket úgy kell a bojlerhez csatlakoztatni, hogy a hideg víz azon ne áramolhasson a bojler megkerülésével a fogyasztóhoz. Legbiztosabb módja ennek injektoridom alkalmazása (28-117. és 28-118. ábra).
összefüggésbol számítható, ahol mg a goz tömege, kg; mb a hideg víz tömege, kg; tm a keletkezo meleg víz homérséklete, oC; tb a hideg víz homérséklete, oC; c a víz fajhoje, kJ/kgK (kcal/kg°C); i a goz hotartalma, kJ /kg (kcal/kg). I
i/
i
i
i
r- :
iCirk//(ácios v9.zefek I
tUr/ló r=-'-'-"-
28-116. ábra. Melegvfz-ellát6 rendszer cirkuláci6s vezetékkel
I j
~ 28-114. ábra. Olaj- és gáztüzelésu, áll6 kivitelu bojlerkazán (1.a 28-59.táblámtot)
/f!/eklor Idom
28-117. ábra. Cirkuláci6s vezeték bekotése
1027
MELEOVfZ-ELLÁTÁS
.L
ll' If " Szcu.ozqnUí)os \.
{
12$
t
."
6
CirkU/OCloS VIZ
28-118. ábra. Injektor-idom
a cirkulációs vezeték bekötéséhez
A vízzel és gozzel futött tárolókat fekvo és álló kivitelben gyártják (28-119., 28-120. és 28-121. ábra, 28-60., 28-61. és 28-62. táblázat), 3,2; 6,4 és 10,0 bar (",3,2, 6,4 és 10 kpfcm2) üzemu nyomásra az MSZ 14177 és 14178 szerint. A futoközeg a használati vizbe merülo futocsonyalábban áramlik. Melegviz-futés esetén köpenyes melegviz-tárolókat (28-122. ábra) is alkalmaznak. A futovizet a tároló palást és köpeny közötti terébe vezetik. Melegviz-tároló csonyalábbal és köpennyel is ellátható. Ezt a változatot akkor alkalmazzák, ha goz és viz futoközeg felváltva áll rendelkezésre. A melegviz-tárolók futofelületein, különösen magasabb homérsékletek esetén, nagymérvu a vizkolerakódás és a korrózió, amely egyrészt a berendezés hatásfokát rontja, másrészt az élettartamát csökkenti. E hátrány csökkentésére a futofelületet a tárolóból gyakran kiveszik, és ellenáramú készülék formájában külön egységként helyezik el (28-123. ábra). A vizkövesedés az ellenáramú készülékben is jelentkezik, annak tisztítása azonban egyszerubb. A nagyobb vizsebességek miatt ezen megoldásban a korrózió jelentosen csökken. A korrózióveszély csökkentheto az ún. svéd bojler alkalmazásával (28-124. ábra). Ebben a hasz-
28-110. ábra. Fekvohengeres melegviz-tároló elofejjel (1. a 28-61. tábláZatot) 1,2 me1egvíz-elvezetés: 3, "hidegvíz..csatlakozáa: 5 h6hordoz6-bevezetés; 6 h6hordozó-elvezctés; 7 homér6toldat
nálati viz tárolása helyett futovizet, azaz hot tárolnak. A futofelületet vörösrézbol készítik, s a használati viz közvetlenül csak ezzel érintkezik. Távfutésre kapcsolt melegvíz-eUátás. Távfiitéssel ellátott épületekben a használati meleg vizet is általában a távvezetéken érkezo energiával termelik. A távfutés lehet goz vagy forróviz-üzemii. Goztávvezeték esetén a futés és a melegviz-termelés párhuzamosan kötött, s igy a távvezetéket a futés és a melegviz-termelés együttes hoigényére kell méretezni. Sz e//ózo'n,yllós
(~125)
\
L
J 3
7
28-121. ábra. Áll6hengeres melegviz-tároló (1. a 28-62. táblázatot) 1 me1egviz-elvezetés;2 hidegvíz..csatlakozáa: 3 ürit6; " kerinstet&lIatiakozás; 5, 6 hóhordozó..csatlakozás: 7 hómérótoldat
~l 5 5
H
..-'---~~ ~~~-= ~2
28-119. ábra. Fekvohengeres melegvíz-tároló. fedéllel (1. a 28-60. táblázatot) 1,2 meleIvíz.cl_tés: 3, "hidegvfz-csatlakozáa: 5 h6hordozó-bevezctés: 6 h6hordoz6..elvezetés: 7 h6m6r6toldat; 8 olvadótárcsa
28-122. ábra. Fútóköpenyes
melegviz-tároló
1 me1egv1z..csatlakozáa;2 biztosltószelep: 3 ürft6; " hidegvfz.csatlakozáa: 5~ h6hordozó..csatiakozás; 7 hóméró; 8 oh'lldó szerelvén,.
1028
VlzELLÁTÁS 2UO. táblúat.
F'ekv6 bojler fedéllel
(L. a 28-119. 'brit) Viazaúr6 SZereIe16remen6 vadó mm vfz (S) mm Uritó (att) L, D, (4) Dh MeJea (3) 2000 560 675 2 1840 1600 1915 515 2320 2420 400 H6méró 11/2 3/4 11/2 11/2 (att) (1) 10 bar BiztoDJiai
1/2
I
vfz(8) (6) Klolvény F6tá
(l) Catlakozúok,
M20Xl,5
6coli bar
-H,
Hiclea
r-~
r ____ .
I .
I
--
r---.J
FJtókOze~
-----I!
JI
I I I I:
' I i
b'j
PI-Jj:O; 1;
fl
I ---:
ep
__
28-123. ábra. Melegvíz-termelés ellenáramú és táro16val
készülékkel
7O/fés-ürítes
28-124. ábra. Svéd bojler
28-61. tábIÚat, Feln'6 bojler e16feJjeI (L. a 28-120. 'brit) TK L D. 615 560 500 320 280 300 2000 4000 2500 5000 1600 1400 1100 1000 20 28 6,0 szúna 570 270 1000 800 800 6rtartalom, 630 675 3150 8000 1600 1800 1250 224 900 403232 2500 1250 700 2500 3150 10 2000 D Csavarok (M2O)
l.o8naaYobb üzeJnnyomás, Méretek,mm
I
I1
A &6roltviz h6m6n6ldete mu. 80 oc.
I
bar (tp/cml)
1029
MELEGvtZ-ELLÁTÁS 28-61. táblázat. Álló bojler (L. a 28-121. ábrát)
10 I 320 (M20)
K Á T L D. lirtartalom, 375 24 260 1600 160 450 1400 2500 4000 2000 200 630 250 570 525 1600 320 8000 3150 700 590 320 40 32 745 1800 28 360 1000 1250 1600 335 300 28 1100 1000 300 20 300 900 6,0 száma 2500 3150 675 5000 615 1250 6300 Caavarok min
I Ij
A tárolt
bar (kp/cm")
LegnagyobbMéretek,mm 11zemnyomás, Dl
I
viz homérséklete
max. 80 ·C.
A forr6víz-távvezeték 2, 3, ill. 4 vezetékes lehet. Kétvezetékes rendszerekben a futés és a melegvíztermelés lak6épületekben sorba köthet5, s így a forr6vízmennyiséget csak a futési szükséglet határozza meg. A használati melegvíz-termelés h5szükségletét a forr6 víz h5foklépcs5jének növelésével kell biztosítani. A futés és melegvíz-termelés sorba kötésekor gondoskodni kell arr61, hogy a használati víz h5mérséklete a forr6 víz h5mérsékletét51 és a melegvízfogyasztás mértékét51 független legyen. A 28-125. ábra szerinti elrendezésben a küls5 Mmérséklet, ill. a forr6 víz h5mérsékletének függvényében kézi
átkapcsolással háromféle állás biztosítja a használati meleg víz álland6 h5mérsékletét. Egyszeriibb h5központi elrendezést tesz lehet5vé a 28-126. ábra szerinti kapcsolás. Ez a változat csak automatikus szabályoz6val elégíti ki az el5bb leirt követelményeket. A futés álland6 el5rekapcsolása miatt a forr6víz-h5mérséklet als6 határát nagyobb értéken kell tartani, mint a 28-125. ábra szerinti átkapcsolásos változatban .. Három- és négyvezetékes távh5ellátási rendszerekben a forr6 víz térfogatáramát a futési és a használati melegvíz-termelés Migénye alapján különkülön kell meghatározni.
""-'-'-'J. A) Automatikus
I
NViIYo'
lj fiJrróYlz 130...95·C ldfYo,2,1,,6,7,8 NVilYtJ,1,3,5,9
nO.80·C Zoryq, f,~,6.7,8 NVifYg, 2,3,5,9
2) FO(TÓYiz
95..65·C
ldryg, 1,~,6,7.8,9 N!/lfYo'
! :
il'
ii
2,45
..J: I
I
1 1
I i9 L_!"~!o'.r~!Lj ,
H6,7,8
KOPCSO/ósso/.-
3)filrrÓYÍI'
.-,
mvködés#/,
ZdmJ'2,3,5,9
8)Kili
"
~-------I-T-• I
1
7Y8
~ !-- __ : :
I
I
1
I-l .'
,
I
~~~:;d-',D1 I
L_,,
~------
, , I
a
~
zs.125. áIJra. Távffitésre kapcsolt melegvlz-tenne16 berendezés k6zi és automatikus
Ü7.eIme
víZELLÁTÁS
1030
:1 .,
Haszfld/ali
me/eu viz
,...__
I
Mm érzékelo
rI
l:
I
0=]1': . !
i I . : I
1
i'
1
i:
~
I
.J
28-126. ábra. Távfútésre kapcsolt melegvíz-termelo berendezés automatikus üzemre
A melegvíz-tárolók szerelvényei. A zárt, a vizhá· lózatra közvetlenül rákapcsolt, s annak nyomása alatt álló melegvíz-tárolókat a kezelhetoség, az üzembiztonság végett, továbbá az ivóvizhálózat védelmére szerelvényekkel kell ellátni. Ezek: a hurok, a légbeszivó szelep, a visszacsapó szelep, a biztosítószelep, az olvadótárcsa, az üritoszelep és a homéro. A hurok megakadályozza, hogy a tároló vize a hidegvíz-hálózat leüritése esetén abba visszafolyjék, a légbeszivó szelep pedig visszaszivás esetén levegot enged a csóbálózatba. A levego a vizoszlopot megszakitja. Mindezeket a feladatokat a visszacsapó szelep egyedül is ellátja, a hurok és a légbeszivó szelep muködése csak a visszacsapó szelep fennakadása esetén fontos. A hidegviz-vezetékbe épített visszacsapó szelep ellenorzése és javítása végett célszeru annak mindkét oldalára e1zárószelepet szerelni, mert így ajavitást vagy cserét a tároló leüritése nélkül el lehet végezni. A biztosítószelepen folyik ki a felfutés közben táguló viz, továbbá megakadályozza, hogy a tároló károsan nagy nyomás alá kerüljön. Az olvadótárcsa bizonyos vizhomérsékleten (90... 95 oc) kiolvad, a viz a szabaddá tett nyíláson át kifolyik. Ez részben figyelmezteti a kezelot, részben az elfolyt meleg viz helyett beáramló hideg viz a tároló vizének homérsékletét csökkenti. A biztositószelep és az olvadótárcsa elhelyezését és szerelését eloírások rögzitik. Az MSZ 14 122-69 "Biztonságtechnikai felszerelés használati melegviztermelo berendezésekhez" szerint, ha a futoközeg homérséklete 110 °C-nál magasabb, akkor a biztosítószelepet a tartály legmagasabb pontján kell elhelyezni [28-127. aj ábra]. 110 oC homérsékletu futoközeg esetén pedig alul [28-127. bJ ábra]. Az alulról bekötött biztosítószelepre ugyanis kevésbé rakódik le a vízko. A felülrol bekötött biztosítóJ
szelepnek még az a feladata is lenne, hogy a tartályban gozképzodés esetén a gozt lefújja, megakadályozva annak a melegvíz-hálózatba való jutását, ill. a leforrázás veszélyét. E feladatot azonban a szelep maradék nélkül nem tudja teljesíteni, mert a tartályban a szokásos túlnyomás miatt 120... 130 oC homérsékletu forró víz is képzodhet, s ez a csapolón kifolyva rögtön elgozölög. Tú1homérséklet ellen az olvadótárcsa nyújtja a nagyobb biztonságot. Az alulra bekötött biztosítószelepet is célszeru a tartály fölé szerelni [28-127. bJ ábra] azért, hogy javitás esetén a tárolót ne kelljen leüriteni. A zárt rendszeru melegviz-tárolókra minden esetben súlyterhelésu - legalább 20 mm középátméroju - biztosítószelepet kell tenni. Az olvadótárcsa használatát a "Nyomástartó edények biztonsági szabályzatá"-nak .38.1. pontja írja elo. Eszerint olvadótárcsát akkor kell a nyomástartó edényen alkalmazni, ha a nyomás alatt álló töltetnek elore meghatározott homérsékleten túl való hevitését kell megakadályozni. Az olvadótárcsa által fedett nyílás és az elvezetocso átmérojét a 28-63. táblázat tartalmazza. Az elvezetocso 10 menél hosszabb nem lehet, és legfeljebb 6 könyök vagy hajtás lehet rajta.
r---I
J
r---I
.2 4
1 3
a)
2
5
~5
---
b) a) fútoközeg
28-127. ábra. Bojler szerelvényei 1l0°Cfclell;b) f6lOközeg 110 oc aIall; 1 elzáró; 3 vissucsapó;
" OrflO; 5 biztonsági;
6 olvadótárcsa
21égbeszlv6;
1031
MELEGvfZ-ELLÁTÁS
/
B
A
28-128. ábra. Melegviz-tároló alátámasztása (1. a 28-64. táblázatot)
C (konzolos)
/-/ metszet
L 28-129. ábra. Melegvíz-tároló aláfalazás a 28-65. táblázatot)
(l
A melegvíz-tárolókat úgy. kell elhelyezni, hogy összes szerelvényeikhez jól hozzá lehessen férni, továbbá az alátámasztás a szilárd rögzitésen kivül a köpenyfelület ellenorzését és kezelését is lehetövé tegye. A konzolos kialakitású (28-128. ábra, 28-64. táblázat) és aláfalazott megoldások (28-129. ábra, 28-65. táblázat) a legelonyösebbek. 28-63. táblázat. Olvadótárcsák F6töteljesitm6ny • kW
4O-ig
41...80-ig 81...200-ig
által fedett .nyllás átm6röle. Az. olvadÓtárcsa mm ---- ._
-14 20 30
adatai
I
leskisebb átm6r6je. mm Az. elvezet6cs6
25 32 . 50
28.12.4. Melegvíz-termelok és -tárolók (bojlerek) méretezése A melegvíz-termelo berendezést úgy kell méretezni, hogy a fogyasztás és a rendelkezésre álló hoenergia aránya biztosított legyen. A méretezés ~~aah~~~m~W~~ttvízfogyasztásésa fogyasztási ido. A vízfogyasztást a 28.12.1. pont szerint kell meghatározni. A méretezés célja a fütoteljesítmény, a fütofelület és a tároló térfogatának meghatározása. A hoigény számítása. Meghatározott üzemido ~tti, ill. a napi meleg víz készítéséhez szükséges összes ho a következo összefüggésbol szánútható:
VÍZELLÁTÁS
1032
(28-37) ahol n a fogyasztók száma; Fm a melegvíz-fejadag, ill. a fajlagos fogyasztás a 28-53... 28-55. táblázat szerint; e a víz surusége, kgfdm3; c a víz fajhoje, kJfkgK (kcaIfkg°C); th a hideg és tm a meleg víz homérséklete, oC a 28-53. és 28-54. táblázat szerint. Amennyiben a berendezési tárgyak idobeli vízhasználatát vesszük kiindulási alapul, akkor az összes hot a Q = nF mec(tm - th}r:,
(28-38)
összefüggés adja, ahol 1: az üzemeltetési ido. Állandó fogyasztás esetén a maximális óránkénti hoigény megállapításához a napi víz-, ill. hofogyasztáson felül meg kell határozni a melegvíz-fogyasztás Z egyenetlenségi együtthatóját. E Z egyenetlenségi együttható az órai csúcsfogyasztás és az átlagos órai fogyasztás aránya. Amennyiben a melegvíz-fogyasztás idobeli lefolyása pontosan nem ismert, akkor az egyenetlenségi együttható értékét a 28-66. táblázat szerint kell kiválasztani. A fogyasztási ido szempontjából két alapveto rendszert különböztetünk meg: rövid és tartós üzemidore méretezett berendezést. Rövid üzemidore méretezett melegvíz-tároló (bojler). A rövid üzemidore méretezett melegvíz-tároló
berendezésekben az üzemido kezdetére a teljes melegvíz-szükségletnek rendelkezésre kell állnia. A tároló üzemido alatti utánfutésévei általában nem célszeru számolni, mivel ebben az esetben az üzemido végén meleg viz felhasználatlanul marad. (28-39)
Az óránkénti hoszükséglet: Qh=.@.' e Qh
A tároló térfogata: Vtár=e
eC(tm-th'
A futoelem felülete: A= 1,2 k LJtköz ~h
.
•
(28-40) (28-41)
Az összefüggésekben Q az összes hoszükséglet, kJ, Ws, kWh (kcal); Qh az óránkénti hoteljesítmény, kW (kcalfh); e az elofutési ido, h; Vtár a tároló térfogata, 1; e a víz surusége, kgfdm3; c a víz fajhoje, kJ fkg K; tm a termett meleg víz homérséklete, oC; th a hideg viz homérséklete, évi átlagban 10 oC; A a futo csokígyó futofelülete, m2; 1,2 a vízkövesedés miatti szorzótényezo; k a futofelület hoátbocsátási tényezoje, kW fm2K (kcalf m2h oc) a 28-67. táblázat szerint; Lftköz a futo- és a melegítendo közeg közötti közepes homérsékletkülönbség, jelen esetben az ún. szabad áramú készülékekre vonatkozóan, oC.
28-64. táblázat. A B és C szerinti alátámasztások (L. a 28-128. ábrát)
-400 -SS259718750 8 80 15 I1650 50 60 40 SO 150 SO 75 600 550 500 90 10 450 980 200 160 250 220 620 680 870 800 730 130 200 10 900 0 20 35 350 300 130 560 I
acél
Bojler térfogata, 1 1·
130 90
... 125 50 75-1100 ... 400 300 50 8
-
175 1150 ...
225 \200,,,
275
350
450
1250 ...
1300 ...
1400 ...
550 -,50~16oo
700 ...
850 1000 175~~"-1900· ..
BojlerII átméroje, D, mm 700 800 a,
Az A szerinti alátámasztások Bojler térfogata,l 1400 .. :0 10 100 900 100 250 800 140 300 1100 H)()() 40 20 60 11 14 SO 45 18 15 70 30 200 150 200 650 750 1200 80 700 Bojler átméroje, mm 120 12 26
600 ISO 80 25 10
I
500... 550 1600 ... 700 1750 ..•850
I
1000 900... j
1200••. 1300
1500... 1750
2500... 4000
MELEGvíZ-ELLÁT
~--- 0,59I 2db s
1160 3500 1060 800 térfogata ca290 m' I tömege L 1740 250 270 900 550 2500 230 225 100 1030 220 700 400 210 950 860 1600 1250 1400 3400 700 625 235 3100 700 1100 1000 5E900 3200 450 500 800mm 2000 350 2390 3150 1290 1800 900 3300 2500 650 760 640 600 0,45 30,0 37,0 0,52 0,39 27,0 26,4 0,32 46,0 0,65 33,4 24,0 21,6 40,4 4300 11200 310 b R I H G I 700II I 550
I
1033
ÁS
28-65. táblázat. Melegvíz-tároló aláfalazása (L. a 28-129. ábrát) kg TéglapílIér Acél tartószerkezet 1240 I mm
II
A közepes homérséklet-különbség számértékeit a szabad áramú hocsere különbözo eseteire a 28-67. táblázat tartalmazza. Tartós üzemre méretezett melegvíz-tároló (bojler). Tartós üzemben a melegvíz-szolgáltatás folyamatos, a fogyasztó tetszés szerinti idoben használhat meleg vizet. A fogyasztási csúcsok ez esetben általában csökkennek, a fogyasztás egyenletesebb. Az oran " k'en t'1h"oszuUk'seg1et:
A tároló térfogata: Vtár=
n Ze •-;Q • ~h=1
e2b ee (Qh tm-th ~.
qh. A futoelem felülete: A= 1,2 k LJtköz
(28-42)
heto faktor. Kisebbre választott értéknél a tároló térfogata kisebb, a futofelület és a maximális órai hoszükséglet nagyobb lesz és viszont; i üzemido az egy napra vonatkoztatott fejadag (fajlagos fogyasztás) figyelembevételével 24 óra; b a fogyasztás egyenetlenségétol függo faktor. Az üzemeltetés pontos ismeretének hiányában b= 2, egyenletesebb fogyasztás esetén 1,5... 1,0 értékkel lehet számolni. Ha a tároló urtartalmának és futofelületének aránya adott (pl. gázbojler), vagy ahol üzemi okokból az elofutési idot kívánjuk meghatározott értéken tartani, ott az
(28-43) e=~ (28-44)
Az összefüggésekben a Z egyenetlenségi együttható értékei a 28-65. táblázatban találhatók; e az üzemviszonyoktóI függoen 0,5 ... 1,0 között felve-
összefüggésbol kell e érté két megállapítani. A számolt vagy felvett e elofutési idohöz b értéke azonban csak úgy választható meg, hogy az e= b, ill. e;§; 1 feltétel fennálljon.
28-66. táblázat. EgyenetleDSégi együttható értékei 900 22,6 75 100 6000 3000 250 150 600 1000 32300 200 150 450 50 500 1,7 2,1 2,5 3,3 2,9 2,4 13,8 1,6 2,8 3,1 3,5 2,3 ,9 /) Lakóépületek Lakások Kórházi ágyak Szállodaiszáma ágyak száma száma melegviz-ellátással)
50 60 35 3,2 4,5 4,6
I
(28-45)
VíZELLÁTÁS
1034 28-67. táblázat. Közepes homérséklet-különbségek és hoátbocsátási tényezok szabad áramú hocserélokben 210 különbség, Hoátbocsátási tényezo, kKözepes 420 MM450 525 ... 585 500190... 100 110 440 .500 8031,4 84 385 .430 42 ......48 korlátlan 245 210 360.. .....280 .420 240 korlátlan 380 ...490 .430 330 370 63 68 18,2 IW/m'K kcal/hm'·C homérséklettköz lan Márammal ·CMárammal mal lettel,
-
I 1222 ... 245
- szivattyús keringtetovezeték esetén a szivatytyú teljesítménye biztosítsa a cso hoveszteségének pótlására szükséges melegvíz-mennyiséget. A keringteto fe1szállóvezetékek eloméreti átméroinek megállapítását segíti elo a 28-130., 28-131. és 28-132. ábrán látható diagram. Az alapvezeték 50 -+
50
±LttT -t-j-i-i -D
n+l"",
.J
1::40
+
~'
-~
:S30
f"-
~
+- 1'\ I
~~2D
+-- --+
J::j
I/~
~~'0 "",'
L~
o
70
20
.1.1 30
40
!
~
_~
!
Tr
'.1'.1 60 70
50
L., %pvezetek
_
l' -;~7
y --.brr::-j - -)
4rq:... --'l
L ~:
I
-
,+ .k"+fJjsz/Vott!/JIs
I
J
+ j:
I
_"
I
~ -+_
J...11) 80 90 IDO
hossza, m
28-130. ábra. Diagram a kerÍngteto felszállóvezeték eloméreti átméro-Ítnek megállapítására, 3O%-os melegvíz-felszállóvezeték szigetelési hatásfok esetén h,m 60 50 '23) 40 20 30
O 7/2
70
10'
/4
I
I
I 7G 90 i-40 80 I30 ".vi 60 70 Szivaft. 1/ vs ". Ili 1'1 20 ~50 -f"'" ID I
I
...••...••
J..-'
,
V
I
I
Y
L ii í
i
\ I I
I
i
Átfolyó rendszeru melegvíz-termelo méretezése. Átfolyó rendszeru vfzmelegítés (ellenáramú készülék, svéd bojler) esetén az óránkénti futoteljesítményt a legnagyobb másodpercenkénti vízfogyasz. tás alapján kell megállapítani. A készülék futofelületét az
A=1,2 k9h LItköz képlettel kell számolni. Ebben az esetben Lltköz-ta kényszeráramú hocserélokre (ellenáramú készü1ékekre) vonatkozó összefüggés szerint kell számítani.
28-131. ábra. Diagram a kerÍngteto felszállóvezeték eloméreti átméro jének megállapítására. 45%-os melegvíz-felszáll6vezeték szigetelési hatásfok esetén
"28.12.5. Keringtetóvezeték A keringtetovezetéket gravitációs vagy szivatytyús üzemre kell méretezni úgy, hogy - a melegvíz-vezetékben a homérsékletesés gravitációs keringtetéskor 10, szivattyús keringtetéskor pedig 5 oC alatt maradjon; - gravitációs keringtetovezeték esetében a felszállóvezeték megengedett lehulésébol származó hatásos nyomómagasság a cso hoveszteségének pótlására szükséges melegvíz-mennyiséget szállítsa;
1'\.
/
::;o \
"...
O
ID
I I
1/2'
m ~
w
,--l' ./
".. ...•• 3/4 • Szivatt/JVs
~
1
.•••• ...•••...
".
/
1
w m-w
w
w
La,m,
28-132. ábra. Diagram a keringteto felszállóvezeték eloméreti átméro jének megallapítására, 6O%-os melegvíz-felszá1l6vezeték szigeteIési hatásfok esetén
MELEGvfZ-ELLÁTÁS
hosszának és a felszálló magasságának függvényében választható ki a keringtetovezeték átméroje. A diagramok szerint a melegvíz-tároló közelében levo keringteto felszállóvezeték átmérojét kisebbre, a távolabbi felszállókat nagyobbra kell felvenni. Az ábrák arról is tájékoztatnak, hogy milyen épületarányok esetén nem valósítható meg gravitációs keringtetés. Az eloméreti csoátmérok ismeretében a pontos méretezést a melegvíz-futésekével azonosan - gravitációs vagy szivattyús üzemre - kell elvégezni.
28.12.6. Hévíz- (termálvíz-) muvek és részei Héviznek általában a mélyen fekvo viztartó rétegekbol a felszinre jutó olyan vizet tekintjük, amelynek homérséklete legalább 26 oC. Egyes esetekben az alsó határt 35 °C-nál szabják meg. A hévízhasznosítás jellegét (ásványviz, gyógyviz, használati meleg víz, hoenergia), a hévizmu nagyságát és kialakitását, építési módját általában a felszinre hozható héviz fizikai és kémiai jellemzoi, továbbá a hasznosítás helyi lehetoségei és gazdaságossága határozzák meg. Az utóbbi lényeges mértékben függhet attól is, hogy a csurgalékvíz - mennyiségét, homérsékletét, kémiai összetételGt tekintve - közvetlenül bevezetheto-e abefogadóba vagy pedig elozetes kezelése, esetleg idoszakos tárolása szükséges. Csurgalékviznek az elfolyó, már nem hasznosított hévizet nevezzük. Hévizmuvet hoenergia hasznosítására csak akkor szabad létesíteni, ha a hoellátás hévízzei minden szempontból gazdaságosabb, mint más hotermelo berendezéssel. A fizikai jellemzok közül legfontosabb a vizhozam, a homérséklet és a térszinre vonatkoztatott nyomás (pozitiv vagy negativ kút!). Az egyéb fizikai tulajdonságokat (iz, szag, suruség stb.) esetenként külön-külön kell megvizsgálni. A hasznosítható vizhozam az a térfogatáram, amelyet a kút állandósult üzemben biztonságosan és károsodás nélkül szolgáltat, figyelembe véve a veszteségeket, valamint a vízhozam ingadozását is. Kémiai szempontból legfontosabb az összes oldott alkotórész (szilárd és gáz) tömege (mg/l), amely nemcsak a hasznosítás, hanem a csurgalékviz elhelyezésének szempontjából is lényeges. A kémiai összetétel alapján - elsosorban gyógyászati szempontok figyelembevételével - a következlS héviz-csoportokat különböztetjük meg: egyszerfi hévizek, szénsavas vizek, alkáli-hidrogén-karbonátos, kalcium vagy magnézium-hidrogén-
1035
-karbonátos, szulfátos, keserusós, vasas, kénes, jódos és radioaktív hévizek. A termelo és hasznosító berendezések kivitelét, a vízzel való manipulációt a hévíz agresszív vagy semleges jellege, továbbá vizkokiválási hajlama határozza meg. 35 °C-nál magasabb homérsékletu hévizeinknek mintegy 30%-a agressziv jellegu, és 35%-a hajlamos vízkolerakódásra. A héviz agresszivitása és vízkokiválási hajlama a nyomás, a gáztartalom és a homérséklet változásával módosul, ezért ezeket minden egyes beavatkozás után újból meg kell vizsgálni. A hévizmu nagyságát, az alkalmazott berendezések méreteit a hévízkút vizhozama, a hévíz homérséklete, és egyéb - fizikai és kémiai - tulajdonságai határozzák meg. A hévizmu alap-mutárgyainak méretezéséhez ismemikell: - a kút vizhozamát a leszivott vízszint (termelési nyomás) függvényében (vizhozamgörbe); - a viz homérsékletét; - a viz nyomását; - a vizbol való lerakódás (vízkokiválás) sebességét (mm/d) a termelési nyomás, ill. a vizhozam függvényében; - gázos hévizben a gáz-viz arányt és a gáz összetételét; - a viz korróziót okozó hatását. Gázleválasztó. Gázleválasztót kell létesíteni, ill. a gáz kiválási lehetoségérol kell gondoskodni abban az esetben, ha a hévíz gáztartalma a felhasználást akadályozza, vagy ha az élet- és vagyonbiztonságot veszélyezteti. Gázleválasztó berendezést célszeru létesíteni akkor is, ha a hévízzei feltöro égheto gáz gazdaságosan felhasználható. A gázleválasztó lehet különálló vagy más mutárggyal, pl. tárolóval egybeépített berendezés, ill. készülék is. Alapveto szempont, hogy a szükséges mértéku gázleválasztás a kivánt ido alatt, 2%-nál nem nagyobb ho- vagy vizveszteséggel menjen végbe. A vízben oldott földgáz ugyanis fontos a víz felszinre hozatalában. Magyarország melegebb vizu kútjainak 50%-a többé-kevésbé gázos vizet tartalmaz. A gáz foleg szénhidrogén és szén-dioxid, de helyenként nitrogén is lehet. A hévízkutak kitermelése közben - adott kritikus mélységben (buborékpont) - a nyomás csökkenésekor a vizben oldott gáz kiválik. Az 1 m3 vfzre jutó m' gáz az ÚD. gáz-víz viszony (GVV). A gáz-víz viszony ismeretében a gázos hévizet gáztalanitókészülékeken vezetik át (28-133. ábra). A gázkiválasztást gyakran tárolóval (28-134.
1036
VíZELLÁTÁS
ábra) vagy a hévizek hideg vízzel való keverésére létesített tartállyal kombinálják (28-135. ábra). A 28-133. ábra szerinti berendezés hordozható, magasságát úgy választjuk meg, hogy a hévíz elvétel nélkül se ömöljék ki.
Vízkokiválás megakadályozása. Vízkokiválást akadályozó vagy a vízkövet kicsapató berendezésre akkor van szükség, ha a lerakódás a hoátadás vagy a vízszál1ítás szempontjából káros mértéku, ill. ha a hévízmuvet vagy a kutat rongálja. A berendezésre azért is szükség lehet, hogy a hévíz - a jobb hatásfokú hó'hasznosÍtás végett a hasznosító berendezéseken közvetlenül folyhasson áto A kút béléscsövében lerakódott vízkövet le kell oldani. Savas kezelésseI, a reakciót késlelteto inhibitor egyideju alkalmazásával a vízko eltávolítható. A berendezéseket általában a hévíz kritikus nyoGóz
odzos hev/z
Nyitott akna 28-134. ábra. Gáztalanító
28-133. ábra. SzálIitható ideiglenes gáztalanító
tárolóhoz
l'
Davy-ha/o
odu/vezetds
Elo/nézt:!
~219xó,3
c)
~ '"
i273 ><7, 1
Keverrftartd;y 12J5m3
Fe/v/nézet
____1
Héviz-bevezetds
-
rf-'---T---r-I +_===_ _ 1---__-1
'
1
__
--==;=1=,---,-
Ti
<. ;.oV __
"ir-
/1
I
I
+I~
:.
I
~321,.x8
--7-
l'
\_~ .•.•. _
j
__
--:===f~:~r:.~~~-
<;273')( 7, f
osztá
,
, If .. _j' SztYfJ-gllujfo I , NYfJmo-fJszto
2500
28-135. ábra. talanftással
Vfzkevero
berendezés gáz-
MELEGVÍZ-ELLÁT ÁS -----------------------------------------------------------------
mása szerint kell kialakítani. A kritilrus nyomást a hévízkút jellemzo paraméterei alapján kell megállapítani .. Kritilrus nyomásnak azt a nyomást nevezzük, amelyen az intenzív vízkokiválás megkezdodik. A vízkokiválást tudatosan és tökéletesen megakadályozó berendezések és készülékek még nincsenek. Jelenleg az egyes hévizek kritikus nyomásának gyakorlati megállapításán fáradoznak. A vízkokiválást megakadályozó berendezést ugyanis úgy kell készíteni, hogy a nagymérvu kiválás ott menjen végbe, ahol az a hévízmu más részeit nem károsítja, az áramlási keresztmetszeteket nem szukíti. Hévíztároló. Hévíztároló létesítését a hévíz termelése és fogyasztása közötti idobeni eltérés indokolja. A tároló térfogatát olyan idoszak alapulvételéveI kell megállapítani, amelyen belül a termelés és a fogyasztás összhangban van. Egyideju ho- és vízhasznosítás esétén a tárolót nagyobb mértéku fogyasztásingadozásra kell méretezni. A tároló elhelyezése, anyaga, hoszigetelése az
1037
egyenletes nyomástól, az automatikus üzem lehetoségétol, valamint a gazdaságosságtóI függ. Ezeknek megfeleloen a táro lót magasan vagy alacsonyan lehet elhelyezni. A tároló készülhet fémbol, betonból, muanyagból stb., hoszigetelésseI vagy anélkül. A tárolók térfogatának megállapításához a vízfogyasztás legkedvezot1enebb idobeli eloszlását kell alapul venni. A napi fogyasztás és szállitás integrál- (összegezo-) görbéibol a tároló térfogata az ismert módszerek szerint meghatározható. Az összegezogörbe arra is alkalmas, hogy gazdaságosság alapján lehessen eldönteni a kút szakaszos vagy folyamatos üzemét. A kehely alakú tároló (28-136. ábra) elonyös tulajdonsága, hogy viszonylag nagy mennyiségu víz (kb. 1000 m3) tárolására alkalmas, és nagy fogyasztású idoszakban is alig változik a hálózati nyomás. Ötletes megoldás a kehely alatt elhelyezett gépház. A vasbetonból készített hengeres vagy oszlopos tároló egyben gázkiválasztó is (28-137. ábra).
'-20m3
sege'dfórolo
I (csak gdzos tortdl!Jnól)
450
A/oprojz
28-136. ábra. Kehely alakú héviztároló
1038
VíZELLÁTÁS
oáze/véfe!
~jfés2%
Lej/és 2%
,MI
l' '
,II l' , l' {ODO J,lj 7
SzivaflylÍMz
felé
-
-l /
o,
J
Bekdlés CIcSlJrga/ikv/z-vezetekbe
,
•
,
"vrtlo-yezefek ~2m'fl,3 ~- ----------,
7410
28-137. ábra. Vasbeton héviztáro16
A 28-138 ... 28-140. ábrák a hévízmu kút körül elhelyezett ún. alapközmuvét mutatják a szabadban elhelyezett hengeres, szigetelt tárolókkal. A tárolókra épített deflektorok segítségével a gáz is leválasztható. A két tároló egyben egymás tartaléka is. A merüloszondás érzékelok a vízszint változásának függvényében automatikusan indítják vagy leállítják a kutak búvárszivattyúit. A 28-138., 28-139. és 28-140. ábra ezenkívül szemlélteti a hévízkút környékének beépítési lehetoségét, a kezelés és megközelités módozatait. A hévízkút környezetét úgy kell kiképezni, hogy a kút szükség szerinti utánfúrására lehetoség legyen. A szabadban elhelyezett tárolókat hoszigetelni kell. A szigetelésnek meg kell akadályoznia, hogy a legalacsonyabb külso homérséklet esetén, tartós üzemszünet (6 ... 7 óra) alatt a víz lehulése 5... 6 °C_ nál nagyobb legyen. HévízbÚtés. Hévízhuto berendezést akkor létesí• tenek, ha a fogyasztók a meglevonél alacsonyabb homérsékletu vizet igényelnek, vagy ha a hutés a csurgalékvíz elhelyezése szempontjából szükséges. A berendezés lehet zárt felületi hocserélo vagy nyílt rendszeru, nedves hocserés hutotorony. A hutési rendszer a hévíz hasznosításának jellegétol (ásványvíz, gyógyvíz, használati meleg víz, hoenergia-hasznosítás) függ. Komplex hasznosítás esetén elsosorban az ásványvíz, ill. gyógyvíz stabilitását kell a hutés során biztosítani. A felületi és nedves hocserés huto ket a kfima- és hutotechnikából ismert módszerek szerint kell mé-
retezni. A hutoberendezés anyaga a homérsékletingadozásoknak (50 ... 95 oc) tartósan ellenálljon. Zárt hutorendszerre ott van szükség, ahol a víz változatlan összetétele pl. gyógyászati szempontból lényeges. A gázkiválás megakadályozásával az oldott sók koncentrációja lényegesen vagy egyáltalán nem változik. Az alacsony homérsékletu hévizek hutésére alkalmas az ún. törpe hiitotorony. A 28-141. ábra gravitációs hévízhiitést ábrázol. Elosztóközpont. Elosztó-, szállitóközpont létesí· tése abban az esetben szükséges, ha a hévíz statikus nyomása kisebb, mint a fogyasztás helyén szükséges nyomás. Ezt a létesítményt a hideg vizet továbbító szivattyútelephez hasonlóan kell kialakítani. A szükséges nyomás:létrehozására:általánosítható megoldás nincs. A vizet lehetoleg szivattyúzás nélkül, a hévíz rendelkezésre álló nyomásának felhasználásával kell számítani. Általában magasan elhelyezett tárolót célszeru létesíteni. A víznyomás fokozására nyomólégüsttel kapcsolt szivattyút lehetoleg ne alkalmazzunk. Gépek, berendezések. Gépeket, készülékeket, csovezetékeket, szerelvényeket, muszereket a hévízmu terjedelme, üzemeltetési módja, a vízgazdálkodási szempontok, a vízellátás biztonsága stb. által megkívánt mértékben és minoségben kell beépíteni. A tervezett szivattyúnak az adott homérsékletu hévíz szállitására alkalmasnak kell lennie. A szerelvények mérete és minosége üzembiztos kezelést tegyen lehetové, és élettartama megfelelo legyen.
1039
MELEGvfZELLÁTÁS
r- -------------
__
-J u
U~
__
2600
fle'v/z-e/os,zfó(ej
'kikepzes
8 ~tOí)SZf}rri , NA 750
Kb.100mm-es :Szigete/e's
A csovezeték méretének és anyagának megválasztásában irányadó szempont a gazdaságos vízszállítás. Muszereket olyan számban és méretben kell beépíteni, hogy a hévízmu jellemzoit mindenkor és folyamatosan ellenorizni és a szükséghez képest regisztrálni is lehessen. A szerelvények legjellegzetesebb együttese a kút befejezo része, a legfelso rakatra csatlakozó felso rész (fej) (28-142. ábra), amelynek feladata a hévíz elosztása és egyúttal a kút lezárása is. Hévízre olyan különleges tolózárat, ún. nyelves zárat készítettek, ill. szabadalmaztattak, amely a vízko lerak6dása esetén is biztosan zár.
A kútfej lehet a föld felett a szabadban vagy aknába építve (28-143. ábra), de elhelyezheto fedetlen aknában is. A 28-144. ábra szerinti elrendezésen a manométer, a homéro és ürítocsap is látható. Hátránya, hogy az aknában összegyult víz eltávolítása szinte lehetetlen. Amint az elozokbol is látható, a víz a felszínre pozitiv kutakból szivattyúzás nélkül jut. Negatív kutakat azonban szivattyúzni szükséges. A víz nyugalmi szintje néha 20 m is lehet a felszín alatt. Hazánkban jelenleg a negatív kutakból a hévizet mammutszivattyúval emelik ki, amelynek hatásfoka mindössze 10... 14%. Újabban meleg
1040
VíZELLÁTÁS
Fúvóka Au/omotlkus v!zfl/vóef-zdkeló SZDnda
Be/7egesztétt lereldlemez
2500
2500
28-139. ábra. Hévizmú elrendezése
28-140. ábra. Hévízmú elrendezése
vízbe merítheto külföldi búvárszivattyúkkal kísérleteznek, amelyeket a gyártó cégek 60 OC-iggarantálnak. Távvezeték. A távvezeték hosszát a helyi adottságok és a gazdaságosság határozzák meg. Méret és anyag tekintetében acsovezetékre vonatkozóan közölt irányelvek a mérvadók. A távvezeték készülhet hoszigetelésseI vagy anélkül, védoburkolattal vagy anélkül, lóldbe fektetve vagy szabadon vezetve. Kiviteli módját gazdaságossági szempontok és a helyi körülmények mér-
"
IM/ol
,~t/
!ft:/eg !7eY~\ __
lJ'
1
Elere alliroll
leuk
/
Levego
SziVt1ff(jÚ
,
I
Tavozo he'víz " 1... " lIev/zgqujlo
medence
28-141. ábra. Hévízhútó torony
legeléséveI kell eldönteni, de külso korrózió elleni védelemrol minden esetben gondoskodni kell. A hévíz-távvezeték fektetési módja azonos a többi futési célra használt vezetékéveI, de a fo cél a beruházási költségek csökkentése, mert az esetleges korrózió, ill. lerakódási veszély miatt élettartamuk csekély. Elonyös a szigetelésseI ellátott és védocsatorna nélkül, közvetlenül földbe helyezett távvezeték. A hotágulás felvételérol gondoskodni kell. Fogadóállomás. A hévizmu a fogadóállomással befejezodik. Ennek kialakítása azonos a futéstechnikában alkalmazott hoközpontokéval. Eltérés csak akkor van, ha a házi futorendszerben édesvíz kering. A hocserélo, amint az a 28-145. ábrán látható, gyakran aknán átfolyó vízben elhelyezett csokígyó, hogy az esetleges lerakódás könynyen eltávoIítható legyen. Hasznosító létesítmények. A hévizet hasznosító létesítmények és berendezések nem tartozékai a hévízmunek. A hévizet a helyi lehetoségek figyelembevételével, a leggazdaságosabban - lehetoleg komplex módon - kell hasznosítani. Arra kell tehát törekedni, hogy egyideju és minél hosszabb idotartamú, lehetoleg egész éven át tartó ho- és vízhasznosítás valósuljon meg.
1041
MELEGvfZELLÁTÁS
Je/us -
I
9·/,,"-0:; .hé/escso
Aknaszint
MSZ5123
28-142. ábra. Hévíz-kútfo
Hohasznosításkor a hévÍznek elsosorban futés és hutés céljára való felhasználását kell elotérbe helyezni. Ásvány- és gyógyvizeket elsosorban gyógy-, ill. üdülofürdok ellátására kell igénybe venni. Ebben az esetben is törekedni kell a hoenergia hasznosítására. A legnagyobb és széles köru lehetoségeket a mezogazdaság kínálja: foleg az üvegházak futésére célszeru hévizet használni. Gyakori igény hévÍzpalackozók létesítése is. A szénsavval való telítéshez azonban a vizet 6 ... 10 oC-ra kell lehuteni. CsurgalékvÍz elhelyezése. A csurgalékvizek elhelyezése gyakran már akkor is gondot okoz, amikor a fúrás után megnyitják a kutat, de hasznosÍtási lehetoség még nincs. A 28-146. ábra az e célra 68 Az épületg~et
kézikönyve
alkalmas, hordozható, ideiglenes jellegu berendezést mutatja, a csovezeték földben vagy föld felett is összeszerelheto. Csatornázott település beIterületén a csurgalékvíz elhelyezésére egyik lehetoség a közcsatornába való bevezetés. A hévizet a csatornamu szempontjából olyan szennyvíznek kell tekinteni, amely magas homérséklete és különleges kémiai összetétele folytán a csatornák állagában károsodást okozhat, a szennyvíztisztítóban a szennyezodések lebontására kedvezotlenül hat, és a csatorna-karbantartók egészségét veszélyeztetheti. A korrózió sebessége nagyobb, mint hasonló összetételu hideg víz esetében, mert a homérséklet emelkedésévei a kémiai reakciók sebessége is növekszik. Szu1fáttartalmú vizeknek betoncsatornába vezeté-
1042
vtzELLÁTÁS 1340 gerenda I NA 200
I
I
to/azor
t FogYQsz!ók He'v/z- c?"
beY/:zetes
Vtsszote'ro"-vezeték
Tqvozó /lev;'z Ho'csudió tcir%
28-145. ábra. Hévíz-hocserélo
j
28-143. ábra. HévÍZ-kútfo aknában
se 400 mg/l-nél nagyobb szu1fátkoncentráció esetén csak akkor engedheto meg, ha a beton S 54.-es cementtel készült és a szulfáttartalom 1000 mg/l-nél nem nagyobb. Ennél több szulfátot tartalmazó vizet betoncsatornába nem szabad bevezetni. A csatornába folyó közönséges házi szennyvíz homérséklete általában 12... 16 oC, míg a cso külso felülete 10... 12 oC homérsékletu talajjal érintkezik. A 30 °C-nál nagyobb homérséklet-különbség okozta igénybevételt csak 1. osztályú betoncso bírja el. Ilyen homérséklet-különbség 40 °C-nál melegebb hévizek bevezetése esetében fordulhat elo. Egyébként a 40 °C-nál magasabb homérsékletu víz a koagyag csövek szilárdságára, továbbá a bitumenes kötoanyagú csokötések tömítésére is káros hatású.
ffómÚo'
o
2m 28-144. ábra. Hévíz-kútfo nyitott aknában
A hévíz különleges tulajdonságaiból eredo kedvezotlen hatások ellen monolit betoncsatornák esetén könnyebb védekezni, mint eloregyártott csatornaelemeknél. A korróziós hatás ellen pl. plasztifikálóanyagok alkalmazásával, gépi tömöritéssel, a beton felületének kezelésével, vízzáró cementvakolással, fluátozással, okratálással, különféle muanyag bevonatokkal stb. lehet védekezni. A hévíznek tehát meglevo közcsatornába való vezetése csak abban az esetben jöhet számításba, ha ezt a csatorna anyaga, csokötései, a hévíz tulajdonságai - a csatorna állagának károsodása nélkül - lehetové teszik. A bevezetés további alapveto feltétele még az is, hogy a csatornában leülepedo iszap ne induljon anaerob rothadásnak, mert ez - amellett, hogy buzt terjeszt - a szennyvíz tisztíthatóságát is nehezíti. A bevezetheto hévÍZ homérsékletének felso határa ebbol a szempontból is 40 oC. Ipartelepi vagy házi csatornákba az elozokhöz hasonló feltételek mellett lehet a hévizet bevezetni. Élovízbe való közvetlen hévízbevezetés lehetoségét illet5en a vizfolyás vízjárási viszonyainak, a bevezetett és a befogadó víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak, ill. ezek egymásra gyakorolt kölcsönhatásainak vizsgálata alapján kell dönteni. A bevezetett hévíz a befogadó vizének homérsékletét ne emelje tartósan olyan homérsékletre, amely annak élovilágát károsan érintené. Ne keletkezzék a befogadásba a megengedettnél nagyobb nátrium- vagy egyéb sókoncentráció. Az emlitett feltételek teljesítéséhez szükséges hígítás mértékét a hévíz és a befogadó homérsékletének, sókoncentrációjának, valamint a fizikai, kémiai és biológiai sajátosságaik tekintetében várható változások figyelembevételével kell meghatározni, mérlegelve a további vizfelhasználás lehetoségeit is. Hévizet öntözésre csak az öntözésre vonatkozó utasításban foglaltak szerint szabad felhasználni.
1043
MELEOvfZELLÁTÁS
A -A
fT7efszet
Csurga Iékv/z: - vezefék
Fó'JdtOkar~~/(j~
rA
__
Befogadd csatorna
1
I. L-A
KúfgyúrtÍ a beomleshez
28-146. ábra. Csurgalékvíz-elvezetó
Halastóba hévíz akkor vezetheto, ha a tó vizének a homérséklete - tartósan és nagy kiterjedésben nem emelkedik 20... 25 oc fölé. A halastavak vizének sókoncentrációja 2000 mg{l-nél nagyobb nem lehet. A hévíz ideiglenes elhelyezése esetén a feltételek enyhébbek. Amennyiben a fel nem használt hévíz fizikai vagy kémiai tulajdonságai miatt élovízbe folyamatosan nem vezetheto be, olyan befogadóképességu idoszakos tárolót kell létesíteni, amely alkalmas arra, hogy az elfolyó hévizet mindaddig visszatartsa, amíg annak a befogadó vízfolyásba, ill. állóvízbe való bevezetése - kedvezobb vízjárási viszonyok vagy a vízminoségre érzékeny vízfelhasználás idoszakos sZÜDetelésefolytán - lehetové nem válik.
A csurgalék hévizek hutése elhelyezésük szempontjából jelentos. A hutés lehetséges hideg víznek
a hévízhez való hozzákeverésévei abban az esetben, ha a kello mennyiségu hideg víz rendelkezésre áll, és ha a többlet-vízmennyiség elhelyezése nem ütközik nehézségekbe. Felületi hutés alkalmazása általában gazdaságtalan, vasanyag-felhasználást és hajtóenergiát igényel. Ez az eljárás csak akkor lehet gazdaságos, ha a felmelegedett levegot pl. szárításhoz hasznosítják. Hévizek gazdaságos hutésére elsosorban a hutotavak (tárolók) vagy a nedves hocserés hutoberendezések (hutotornyok) alkalmasak. Bizto~gi szempontok. A hévízmuvet a hévíz magas homérséklete és gáztartalma miatt veszélyes üzemnek kell tekinteni, ezért létesítése és üzemeltetése során a vonatkozó balesetelháritó és egészségvédo óvórendszabályok eloírásait szigorúan be kell tartani. Szénhidrogéntartalmú gázok hasznosításához az illetékes hatóság engedélyét kell kérni.
28.13. Magasházak vízellátása 28.13.1. Általános szempontok Magasháznak nevezzük azt az épületet, amelynek legfelso, még rendeltetésszeruen használt szintje a járdavonal felett 30 m-nyire vagy annál magasabban fekszik. A magasház felslSemeletei a közüzemi vízhálózatban levo nyomásnak megfeleilSmagassági szint felett vannak, s így azok a hálózatb61 közvetlenül nem láthatók el vízz~l. Kézenfekvo ez esetben 68'
a közmuhálózat nyomását szivattyúval növelni, és az egész épületet ezzel a fokozott nyomású vízzel ellátni. Ilyenkor azonban az épület alsó szintjein levo szerelvényekre túlságosan nagy víznyomás nehezednék. E két ellentétes követelmény kielégítésére az épület csohálózatát függoleges irányban ún. magassági zónákra osztják, és egy-egy zónát külön vízszállitási rendszerbe kapcsolnak. Minden zónának
1044 külön van szivattyú ja és kiegyenlftc5tartálya. Több zónát is össze lehet kapcsoini úgy, hogy az alacsonyabban fekvo zónát vagy zónákat a felso zóna nyomáscsökkento szelepen keresztül táplálja. A csó'hálózat, a szivattyúk és tárolók elrendezésének számtalan változata lehetséges, amelyek részben az épület adottságai ból adódnak, részben technikai vagy gazdaságossági okokra vezethetok vissza. Amint ismeretes, a vízfogyasztás és foként a melegviz-fogyasztás idobeli ingadozása a fogyasztók létszámának növekedésévei csökken. Ezért nem célszeru több közel fekvo magasháznak különkülön berendezést építeni: a magasház-csoportokat közösen kell ellátni. E helyes törekvés rendszerint azon bukik meg, hogy a központi nyomásfokozó állomások kezelését és karbantartását a vállalatok és intézmények vonakodnak elvállalni, pedig számos szocialista országban már megvalósították a 600 ... 800 lakást ellátó nyomásfokozó, hoelosztó és melegviz-termelc5 központokat, s azok kezelését is sikerrel megoldották.
Az alsó, a közmuvel közvetlenül ellátott zóna magassága a közmuben uralkodó víznyomás ismeretében számítható. A számítás elso felvételben még csak közelíto lehet, mert a méro és a csc5hálózat ellenállása a zónahatártól, ill. a zónában levo kifolyószelepek számától és a legmagasabban levo kifolyóhoz vezeto csoszakasz hosszától függ. A felso zónák magasságát már egyértelmuen meghatározhatjuk, különválasztva a felso tárolós és a hidroforos megoldás eseteit. Felso tárolótartály esetén a tároló legfelso vízszintje és a legalsó csapoló között maximum hgeod=50 m geodetikus magasságkülönbség engedheto meg. Miután e magasság a legfelso csapoló kifolyási nyomását (0,5 bar), valamint a tároló és a legfelso, legkedvezotlenebb fekvésu csapoló közötti csovezeték áramlási ellenállását is fedezi (becsüljük ezt bore méretezett csc5vezeték esetén 0,2 bar-ra), a zóna magassága így a nyomásokat kerekítéssei magasságokra átszárnolva hzóoá=hgeod-(hld+h)=50-(5+2)=43
m
lenne. A tárolónak azonban a legalsó vízálláson is biztosítani kell a legfelso kifolyó zavartalan VÍZellátását, tehát a zóna magasságát még a vízszint28.13.2. Zónabeosztás ingadozással csökkenteni kell, amelyet 2 ... 2,5 mnek véve, a zónamagasság, tehát a legalsó és legA zónahatárokat úgy kell megválasztani, hogy felso csapoló közötti magasságkülönbség felso a zóna legfelso csapolója elc5tt az eloírt kifolyási tárolóval kereken 40 more vehetc5. nyomás meglegyen, ill. a zóna legalsó csapolóját Hidroforos vízellátás esetén a viszonyok ennél ne terhelje a megengedettnél nagyobb nyomás. kedvezotlenebbek. A kifolyási nyomás általában ",0,5 bar (5 v.o.m); A légüstben a legnagyobb nyomás (Pid) a szivatyW.C. nyomóöblítc5kre '" 1,0... 1,5 bar (10... 15 tyú kikapcsolásakor keletkezik, s ez nem haladv.o.m). A megengedettnél nagyobb nyomás tekin- hatja meg az 5,0 bar-t (abszolút nyomásban tetében nem egységesek - külföldön sem - az elc5- 6,0 bar-t): írások. Legtöbbször nem rögzítik, hogy ez a maxiPmax=Pki = 6,0 bar. mum nyugalmi nyomásként (vízelvétel nincs) vagy a hálózat üzeme esetére értendo. Legcélszerubb az A nyomásviszonyt = 0,8-nek véve, a bekapcsoeloírást nyugalmi állapotra értelmezni. Ezek szerint lási (p~ nyomás (abszolút nyomásban!:): a fokozott nyo mású hálózatban megengedhetc5 Pbe=0,8PId=0,8 . 6,0=4,8 bar, maximális nyomás 5,0 bar, egyes szerzok szerint és még megengedhetoen 6,0 bar. A gazdaságos zónabeosztás céljából az alsó szinteket szokványos ma- ill. túlnyomásban 3,8 bar, amely kerekítve 38 v.o.m gasságú épületek ként egy zónában fogják össze, és nyomásnak felel meg. Ebbol kell fedezni a geodeközvetlenül a közmuhálózatról látják el. A felsobb tikus magasságot, a kifolyási nyomást és a csovezeték ellenállását is. Az elobbire 0,5 bar és a szinteket azután az eIc5bbi elvek szerint zónákra csovezetékre 0,8 bar nyomást, ill. veszteséget beosztják. csülve, a zóna magassága, azaz a geodetikus maE zónák szivattyúja a közmuhálózatból szív és felso tartállyal vagy nyomólégüsttel kapcsolva táp- gasság a nyomásokat kerekítve és magasságokra átszámítva lálja saját zónája csohálózatát. A közmuhálózat közvetlen megszívását, különöhzóoa=38-(5+8)=25 m-nek adódik. sen nagy vízszálIítású hidroforszivattyúval az illeAz ME-4-62 elc5irás 7.31. pontja is hasonló tékes vízmu nem engedélyezi. Ilyenkor közbensc5 kiegyenlíto szívómedencét kell a hálózat és a szi- számítás alapján egy zóna magasságát 25 m-ben szabja meg hidroforos vízellátás esetén. vattyú közé kapcsolni. IX
MAGASHÁZAK
VÍZELLÁTÁSA
1045
- a hálózatban a nyomás erosen ingadozik, csúcsidoben olyan csekély, hogy az alsó zóna sem látható el közvetlenül a hálózatból ; - a helyzet nappal ugyanaz, inint az elozo esetben, de éjjel megfelelo a nyomás és elegendo viz is rendelkezésre áll; - az alsó zóna még minden idoben közvetlenül ellátható, de a szivattyúk üzeme a környezo többi házban nyomásingadozást vagy vizhiányt okoz. Mindhárom esetben az épület hálózata és a közmu közé kiegyenIítomedencét kell építeni. A me28.13.3. Gépészeti szintek dence feladata és elhelyezése a három esetben különbözo lehet. Az egyes zónák határain a többi emeletszinttol Az elso eset különösen nyáron fordulhat elo eltéro alaprajzú és rendszerint eltéro belmagasságú fürdohelyeken vagy szélsoséges kIímájú városokún. technikai vagy gépészeti szinteket épitenek. Itt ban, ahol a viznyerés erosen függ az idojárástól. helyezik el a vizellátás berendezésein felül a futés, A medencét ilyen esetben a terepszint közelében szellozés és klimaberendezés szerkezeteit is. kell elhelyezni. A viz a közhálózatból úszógolyós szelepeken folyik a medencébe. A közbenso gépészeti szintek létesítését EurópáEz a látszólag egyszeru és kézenfekvo megoldás ban és így hazánkban is általában nem kedvelik. A többi emelettol eltéro rendeltetésu gépészeti valójában sok problémát rejt magában. Ha a meszint, különösen más belso magasság esetén, zavarja dencét a terepszint alá építjük fagymentes mélységre, nehézkes a medence leürítése tisztítás céljáa homlokzat egységes kiképzését. Két zóna esetén nincs is feltétlenül szükség köz- ból. Az úszógolyós szelepek hibája esetén nagymennyiségu viz folyhat el. Ha a túlfolyót a közbenso gépészeti szintre, mert egy alsó és egy tetocsatornába vezetjük, visszatorlódás esetén a szennyemeleti szint gépészeti célokra felhasználható. Több mint két zóna esetén a közbenso gépészeti viz a tárolóba folyhat. Szivattyús átemelésseI szelepszint elkerülhetetlen. E szintek nemcsak a gépek és hiba esetén reménytelen kísérletezni. készülékek elhelyezése miatt fontosak, hanem elsoHa a medencét a terepszint fölé helyezzük, akkor sorban az egyes zónák vizszintes elosztó csovezeté- az ürítés és a túlfolyás egyszeruen megvalósítható, két foglalják magukba. Különösen elore gyártott de a fagy elleni védelem körülményes. A bunkercsokötegek, fürdoszobacellák stb. alkalmazása ese- szeru fóldhányás nem esztétikus látvány. Legcélszerubb a medencét épületen belül elhelyezni, ami tén lényeges, hogy az alsóbb zónákon ne haladjon keresztül pl. a felso zónák melegviz-cirkuIációs ve- bár költséges megoldás, de számos egyéb szempont zetéke, a felso zónát ellátó nagynyomású hidegviz- miatt is a legkedvezobb. Az ismertetett elso esetben valamennyi zónát, (esetleg melegviz-) felszállócso. Ha a vízszintes elosztás és összegyujtés minden zóna alatt és felett még a legalsót is, szivattyúval tápláljuk. A kilehetséges, akkor semmi akadálya sincsvalamenyegyenlito medence egyben a szivattyúk szívómedennyi zónában egységes elore gyártott csoköteg vagy céje is. szerelopanel alkalmazásának. A második eset szerint az éjjeli órákban megfeA közbenso gépészeti szintek számos kényes és lelo mennyiségu és nyomású viz áll rendelkezésre. Ebben az esetben többféle megoldás kínálkozik. nálunk még nem kelloképpen figyelembe vett probHa közbenso gépészeti szint építése lehetséges, lémát okoznak. Ezek: a gépek rezgésmentes alapozása, a továbbterjedo zaj elleni szigetelés, az esetle- úgy ide helyezzük el az alsó zónát ellátó felso táges kiömlo viz üzembiztos elvezetése, és az átázások rolót, amelyet éjjel a hálózatról töltünk, így az alsó elleni tökéletes szigetelés. zónához nem kell külön szivatt'yú. Ha a tartály elég nagyra építheto, akkor az még a felso zónák szivattyúinak szívómedencéjeként is felhasználható. A szivattyúk elhelyezhetok a f'óld28.13.4. Közmú-kiegyenlitó medence szinten is. Ha a tartály térfogata csekély, akkor a felso zónák ellátására esetleg alul még egy medenElofordul, hogya közmu csohálózatának közvet- cét kell építeni. A kérdést gazdaságossági és építélen megszívását nem engedélyezik, vagy bizonyos szeti szempontok döntik el. Term~tesen az elso idoszakban az épület alsó szintjeit sem tudja a megoldás - csak alsó medence - itt is alkalmazható. közmu ellátni. Az okok a következok lehetnek:
A két módszert összehasonlitva látható, hogy a felso tároló a zónabeosztás szempontjából kedvezobb. A zónabeosztást nem szabad mereven értelmezni. Ha az engedélyezett zónamagasságot 2 ... 3 emeletszinttel túllépjük, azért ne alkalmazzunk egy helyett két zónát, hanem a zóna alsó emeleteit nyomáscsökkento szelepen keresztül táplál juk.
1046
vízELLÁTÁS
A harmadik eset hasonló a másodikhoz, csak itt az alsó zóna közvetlenül elIátható a hálózatról, kiegyenlíto medence csak a felso zónák szivattyúi miatt szükséges. Ha lehet, a medencét helyezzük minél magasabbra, a közmuhálózat nyomásának hasznosítása végett. Ha ez nem lehetséges, akkor alul helyezzük el a medencét. A medence építése mélyépíto mérnöki feladat, részleteivel itt nem foglalkozunk. A kiegyenlítomedence térfogata a vizfogyas'ztás és táplálás ismeretében számítható. Ha a fogyasztás idobeli ingadozásait ismerjük, legcélszerubb grafikus módszert használni.
~
I
I I
I I
1
t ~ It
Ez a leggyakrabban alkalmazott megoldás. Elonyei (csak a legfontosabbakat említve): - a viz áramkimaradás esetén is rendelkezésre áll; - tiizvédelmi tartalékként is felhasználható; - a változó vízállás a hálózatban csekély nyomásingadozást okoz; - a hidroforhoz képest olcsóbb az ÜZeme. A legjelentosebb hátrányai: - a viz az idojárás (napsugárzás és fagy) hatásának ki van téve; - a tartály és annak viztartaIma az épületszerkezetet jelentosen terheli. A továbbiakban ismertetünk néhány elrendezést felso tartály esetére. Az egyes ábrák sematikusak, szelepet és egyéb szerkezeteket csak akkor tüntettünk fel, ha az a muködés megértéséhez feltétlenül szükséges. Az egész házat felso tartályróllátjuk el (egységes fokozott nyomású zóna). Ez kb .. 10 emeletig célszeru akkor, ha a közmuhálózatban a nyomás csekély, és arról legfeljebb az alsó egy-két szintet lehetne ellátni. Ha a földszinten pl. ipari vagy kereskedelmi létesítmények vannak, akkor ezek a közmurol közvetlenül elláthatók. Kétzónás vízellátás, az alsó zóna közvetlenül a közmiire kapcsolódik (28-147. ábra). A tartály tápvezetéke egyben a tuzivezeték felszállója is. Mindkét zóna melegviz-tárolója alul helyezkedik el. Kétzónás vízellátás, a közmu az alsó zónát sem tudja mindig ellátni (28-148. ábra). A közbenso szinten elhelyezett tároló az alsó zóna felso tároló· ja, s egyben a felso zóna szivómedencéje is. A felso zóna szivattyú ja a földszinten van, de lehet a közbenso technikai (gépészeti) szinten is. A melegvizellátás hocserélo+ tároló kombinációja. A felso zó-
1·
I
_.~. 28.13.5. VizeDátás felso tartáDyal
--Y~
I I
r Iff
T
I~ III
",
III .11 1.1
'Ii
'L LL
Túzyéde/mi szivoflytÍ
28-147. ábra. Kétwnás vízellátás felso tartállyal
I I
I ti I
I
L.
:=::t--. -
I~_._t-~· I I I · I
I It I I · I I I
.+-~----'-iI ~T 28-148. ábra. Kétwnás vízellátás felso tartállyal
MAGASHÁZAK
na tárolója a közbenso szinten van, így kisebb nyomás terheli, mint a legalsó szinten. A tuzvédelmi hálózat teljesen különválasztott, a szivattyú a közmubol közvetlenül sziv. HároIDZÓnás vízellátás, közmu-kiegyenlitomedencével, az alsó zóna sem látható el a közmuhálózatról közvetlenül (28-149. ábra). Az egyes zónáknak külön-külön felso tartályuk van, valamennyi szivattyú a földszinten van. A melegvíz-ellátás hocserélo + tároló kombinációja. A tárolók a felso hidegvíz tartállyal egy szinten vannak, minimális túlnyomással, de szabad vízfelszínnel is kialakíthatók. E rendszert leginkább az angolok alkalmazzák. A tuzvédelmi berendezést nem tüntettük fel. A tuzvédelmi szivattyú a közmdb61 vagy a kiegyenUtomedencébol szívhat. A 28-150. ábra a 40 emeletes Hotel Stadt Berlin (NDK) vízellátását mutatja egyszerusített vázlaton. A közös felso tartályból az egyes zónákat nyomáscsökkento szelepeken át látják el. A melegvíztárolók gozfdtésdek. Jól látható a tuzvédelmi hálózat öbUtésére és ellenorzésére kialakított vezeték a falikutak felett. A megoldás energetikai szempontból nem kedvezo, mert valamennyi zóna vizét a felso tartályba kell szállitani, majd a nyomást lefojtani.
VtZELLÁTÁSA
1047
28-150. ábra. A Hotel Stadt Berlin (NDK) háromz6nás ellátása
vlz-
28.13.6. Vizellátás hidroforral
-r.:v~ I I r
I
I I
I I I
I II
I
~(t)
I I I
:
..1-
ct) ct \ Tuzvédelem
28-149. ábra.
Háromz6nás
vfzellátás
rels6 tartáUyal
Egyes tervezok ezt a megoldást szívesen alkatmazzák. További fellendülés várható a hidrofor alkalmazása terén, ha a háromfázisú aszinkron motorok egyszeru és olcsó fordulatszám-változtatásával a szivattyúk vízszállítását szabályozhatjuk, és a hidrofor térfogatát egy ma még hihetetlen minimumra korlátozhatjuk. E téren mái' biztató kisérletek folynak. A hidroforberendezés kétségtelen elonye, hogy fagymentes helyre szerelheto, beruházási költsége kisebb, mint a felso tárolóé, és a berendezés kényelmesebben hozzáférhetéi. Hátránya a kisebb üzembiztonság, áramkimaradás esetén nincs víztarta18k, zajos az üzeme, és a szivattyú vízszállitása többszöröse a felso tartályt tápláló szivattyú vízszállításának. Ez utóbbi a közmu megszívásának szempontjából kellemetlen. A 28-151. ábra kétzónás hálózatot ábrázol, ahol a fofelszálló egyben a t(izivezeték is. A tuzvédelmi hálózatban szükséges 'v 1,5 bar (15 v.o.m) kifolyási nyomás miatt az ivóvíz zónában levo nyomást csökkenteni kell. Az alsó zónát közvetlenül a közmd látja el.
1048
VfZELLÁTÁS
____
megoldást számos kérdés - építészet, költség, elo, regyártás, energia stb. - együttes vizsgálata dönt, heti csak el.
T, TI
I I I
28.13.7. A feJsi tároló, a hidrofortartály térfogata és a szivattyú vízszállitása
~I. I I
28-151. ábra. Kétzónás vízellátás hidroforral
A 28-152. ábra szerint a felso zóna hidrofor tartályát a legfelso szintre helyezték, hogy abban a nyomás minél kisebb legyen. Az eddig közölt megoldásokat mérlegelve látható azok sokszerusége. Az adott esetben alkalmazandó
II I
r
II ,"
II
I III~
,1 ~
'IlI
I
I I
I
,,
I I
I . !I_ I .JI:: , =J='-__ C IólJ!l~qjor_ I 1
~---~~= li -=-.
------~
~
il
It
II '1
'.J
Ir
/'
.
I
1,
il
I
I
! !
I I
~11
i~t JI
--
t
III
i' t ,
_
I
I
-§-
28-152. ábra. K6tz6oá1 vizeUA.tása legfelso szinten elhelyezett hidroforral
Az egyes ronákat ellátó szivattyúk vizszállítása és a rendszerhez kapcsolt tárolók térfogata csa. együttesen méretezheto. A megoldások tág hatá· rok között ingadoznak, mert egy nagy térfogat~ felso tárolóhoz majdnem teljesen kötetlen szivattyú· üzem tartozhat, míg a megengedheto minimumra méretezett térfogatú hidrofortartály a szivatty~ vízszálIítását és üzemidejét is egyérte1muen meg· határozza. Ha a felso tároló legnagyobb térfogata nincs mííszakilag és gazdaságilag korlátozva, akkor azt az egynapi vízfogyasztás befogadására méretezzük. Nagyobb tartály egészségügyi szempontok miatt nem javasolható. Ebben az esetben a szivattyú viz· szállítását és üzemidejét a tároló nem befolyásolja, csak a közmu megszívásának lehetosége szabja meg. Egyik szélso eset az éjjeli szállítás,' amikor 8 óra alatt kell a tárolót megtölteni. A szivattyú vízszálIítása ugyan elég nagy, de az éjszakai órákban a közmuhálózat is jobban terhelheto, mint nappal. A másik, mintegy abszurd szélso eset, hogy a tárolót 1 óra alatt töltjük fel. A napi 8 óránál hosszabb szivattyúüzemhez nem szükséges a tároló térfogatát az egynapi vízfogyasztásnak megfeleloen megválasztani. A legkisebb vízszállítás - a 24 órás egyenletes szállítás esetén a tároló térfogata nem nagyobb, mint a napi vízfogyasztás 20... 40% -a. A tervezonek tág lehetoségei vannak a szivattyú vízszállításának és a felso tároló térfogatának megválasztásában. A tároló nagyságát a közmu megszívásának lehetosége és a tároló maximálisan meg· építheto térfogata határolja. A hidroforberendezés alkalmazása esetén a szivattyú vízszálIítása és a hidrofortartály (nyomólég~ üst) térfogata némileg kötött méretezési egységet alkot. A méretezési eljárás a következo. A nyomólégüst térfogata, ha a légüst térfogatának 25%-a az állandó víztérfogat:
V
V sziv
3i(I-«) ,
ahol V a légüst teljes térfogata; Vsziv a szivattyú vízszá1lítása; i az óránkénti kapcsolások száma; ot a be.•és kikapcsolási nyomások viszonya:
MAGASHÁZAK
IX=Pb<-
,
Pki
Pbe
a bekapcsolási nyomás;
Pki
a kikapcsolási nyo-
más.
A he- és kikapcsolási nyomás mindig abszolút nyomásban helyettesítendo! A légüst térfogatát m3-ben kapjuk meg, ha a szivattyú Vsziv vízszállítását m3/h-ban helyettesítjük be. A Pbe bekapcsolási nyomást úgy kell meghatározni, hogy ez a nyomás a csohál6zatban szükséges minimális nyomásigényt kielégítse. Az IXnyomásviszonyt a Pbe függvényében választjuk meg (abszolút nyomások!): . Pbe<3,0 bar,
1X=0,75;
3,5 6,0 bar,
1X=0,75 0,82; 1X=0,83 0,90.
Az 6ránkénti kapcsolások száma i=6 ... 1O között választhat6. A szivattyú vízszállítása a maximális 6rai fogyasztás kétszerese legyen, de a mértékad6 maximális terhelésnél lényegesen (több mint 10%-kal) ne legyen kisebb. A maximális 6rai fogyasztás és a mértékad6 maximális terhelés a 28.4. és 28.10. pont szerint számíthat6.
28.13.8. Melegvíz-ellátás Magas lak6házakban hazánkban csaknem kizár6lag központi melegvíz-ellátás van. A melegvíz-készítés hoenergiáját távfutés, tömbfutés vagy saját kazánház szolgáltatja. Gázbojlert csak 1000 1 Urtartalomig gyártanak, így ezek csak kis lakásszám (kb. 30 lakás) esetén jöhetnek sz6ba, egyébként gázkazánr61 futött tárol6t alkalmazhatunk. Lakásonkénti egyedi melegvíz-termelés szénnel, olajjal a tüzeloanyag-szállítás, gázzal a kémények hiánya és a robbanásveszély miatt nem lehetséges, egyedül a villamos forr6víz-tárol6 jöhet számításba, ha a villamos hál6zat a terhelést elbírja. Külfóldön ez elterjedt megoldás, a chicag6i henger alakú 60 emeletes lak6ház melegvíz-ellátása is. ilyen. Központi melegvíz-ellátás esetén a melegvíztermelo berendezés és a melegvíz-hál6zat az egyes z6nák hidegvíz-hál6zatához csatlakozik, azzal azonos elrendezésben. A cirkuláci6s vezetékhál6zatot is célszeru minden esetben kiépíteni. Külön vizsgáland6 a melegvíz-termelok feláUítási helye és azok rendszere. Altalában kétféle rendszert használunk: tárol6 (bojler) beépített csokígy6val, valamint átfoly6 hocserélo (elofuto ellenáramú
1049
VíZELLÁTÁSA
készülék) és futés nélküli tárol6, a ketto között szivattyús keringtetéssel. Magasházban mindkét rendszer alkalmazhat6. A melegvíz-termelok magassági elhelyezésének felfelé az szab határt, hogy a forr6víz-hál6zathoz kapcsol6d6 részek általában a forr6víz-hál6zat nyomásviszonyai miatt csak alul helyezhetok el. Lefelé az a korlátozás, hogy tárol6t 10,0 bar-nál nagyobb nyomásra nem készítenek, és ezt a nyomáshatárt még egyedi készítésu tárol6val sem célszeru túllépni. A melegvíz-tároI6k, hocserélok elhelyezésére és a csovezeték elrendezésére a fejezet elozo ábrái néhány megoldást mutatnak.
28.13.9. Tuzvédelem Magasházban nedves tuzivezetéket kell létesíteni. Lak6házakban szintenként egy fali tuzcsapot kell felszerelni, és a méretezéshez három tuzcsap egyideju üzemévei kell számolni. Egy tuzcsap vízkibocsátása 150 lImin. Ezek szerint az egyideju tuzvédelmi vízigény 450 lImin: 27,0 m3/h. A legkedvezot1enebb tuzcsapnál szükséges minimális kifolyási nyomás", 1,5 bar (15 v.o.m). A tuzivezeték felszáll6ját a lépcsoház környékén célszeru elhelyezni. Kb. 50 m épületmagasságig a tuzvédelmi hál6zatot nem szükséges több zónára bontani. Felso tárolós vízellátás esetén lehet a tartály tápvezetéke egyben a tuzvédelmi felszálló is, így annak állandó öblítése is megoldott (1. a 28-147. T T
Fe/so' zdndhol
T T
A/so zondhol
28-153. ábra. Kétzónás vízellátás tuzvédelmi .hálózathoz hidroforral
1050
VíZELLÁTÁS
Also v/zszint
50m3túzvedelm/ tartolek T
felso zónóhoz fe/so' zOflóIJaz
T
T
y--
---------------r-L-----------Alsó zónól7az Also zonóhoz
T
28-154. ábra.
Kétzónás
vízellátás
túzvédelmi
berendezése
ábrát). Ha a tuzvédelmi hálózat a házi vizhálózattóI teljesen független, akkor is célszerli a tuzvédelmi fe1száUóvezeték végét falikúthoz kivezetni a vezeték ellenorzése és idoszakonkénti öblitése céljából (1. a 28-150. ábrát). Az ivóvizhálózatot tápláló szivattyúk vizszállitása rendszerint jóval kisebb, mint a tuzvédelmi vizigény. Ezért a tuzvédelemre külön szivattyút vagy szivattyúkat kell beállitani. A tuzvédelmi szivattyú a tuzcsapok mellett elhelyezett nyomógom-
28-155. ábra. Kétz6nás vízellátás és túzvédelmi berendezés
bokkal vagy automatikusan nyomás kapcsolóval is inditható. A tuzvédelemre részletes eloirásokat ad, valamint számos hálózati megoldás ábráját közli a. "Középmagas és magasépületek tuzrendészeti eloirásairól" szóló tervezési segédlet, amely az ÉVM Tervezési Foosztály kiadásában 1965-ben jelent meg. A 28-153. ábra, 28-154. és 28-155. ábrát ebbol a segédletbol vettük áto
28.14. IRODALOM
[lj Bal/ai-Marton: Épületek vízellátásaI csatornázása, gázellátása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1969. [2J Bieske E.: Fúrt kutak méreteínek meghatározása. Budapht, Magyar Hidrológiai Társaság, 1970. [3J Destek-Kovács-Mesz/éry-Szdntó: Magas lakóházak épületgépészete. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [4J Erdosi 1.: Vízellátás és csatornázás. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [5J Füzy O.: Áramlástechnikai gépek. Budapest, Tankönyvkiadó, 1974. [6J Gruber-B/ahó: Folyadékok mechanikája. Budapest, Tankönyvkiadó, 1971. [7J Kassai F.: Mélyfúrású kutak. Budapest, Tankönyvkiadó, 1972. [8J
Kittner-Starke-Wisse/:
Wasserversorgung. VEB Verlag für Bauwesen, 1964.
Berlin,
[9]Mdtyus S.: Vízellátás. Budapest, Felsooktatási Jegyzetellátó, 1958. [10] Mutschmann--Stimme/mayr: Taschenbuch der Wasserversorgung. Stuttgart, Franckh'sche Verlagshandlung, 1956. Budapest, [11] (J//ós-Borsos: Vízellátás és csatornázás. Tankönyvkiadó, 1969. [12] (J//ós G.: Kúthidraulika. Budapest, Tankönyvkiadó, 1970. [13] Szpisnov. P. A.: Lakó- és középületek vízvezetékberendezései. Budapest, Épftésügyi Kiadó, 1954. [141 Muszaki elofrás (ME 4--68). Épületek vfzvezeték berendezéseinek tervezésére. Budapest, Épftésügyi Tájékoztatási Központ, 1968.
29. Csatornázás Szeoo'K: DR. DESTEK ENDRE, HEGEDOS oSZKÁR, DR. ILLÉS ISTVAN, DR. SIMON FERENC Lektor: József Pál
29.1. A szennyvíz mennyiségi és minoségi jellemzoi Az elfolyó szenny- és csapadékvíz a következoképpen osztályozható: - a házi szennyvíz a háztartások, vendéglátóipari üzemek (szállodák, éttermek, eszpresszók stb.), egészségügyi intézmények (kórházak, szanatóriumok, szülootthonok), ipari üzemek, honvédségi létesítmények stb. konyháiról, W. C.-irol, mosdó-, fürdo- és zuhanyozóhelyiségeibol származik; - az ipari szennyvíz a gyárakban, ipari üzemekben a gyártástechnológiai eljárások során keletkezik, ide szokták sorolni a gyári helyiségek tisztántartásához és a gyártástechnológiai berendezések mosásához felhasznált vizet is; - a locsolóvíz és öntözovíz egy része szintén a csatornába folyik; - a talaj- és forrásvíz is a csatornába folyhat, és annak vízhozamát növeli, különösen régi, rossz állagú vagy rossz minoségu anyagból készített csatornák esetén; - a csapadékvíznek az a része, amely nem szivárgott a talajba vagy nem párolgott el, szintén a csatornába folyik.
29.1.1. A házi szennyvíz mennyisége A házi szennyvíz napi mennyisége sok tényezotol függ. Ilyenek: - a csatornázott terület lakosszáma ; - a csatornázott terület jellege (ipari település, mezogazdasági település, alvóváros); - a beépítés jellege (magas épületek, alacsony épületek, kertes családi házak); - a településen belül a burkolt és zöldterületek aránya (locsolási és öntözési igény); - az épület gépészeti berendezéseinek fejlettségi foka; - a csatornázott területen folytatott ipari tevékenység jellege és korszerusége (automatizált üzemben tisztább a munka és kevesebb a munkaeró'). A csatornázást a jövobeni állapotnak megfeleloen tervezzük, figyelembe véve a városfejlesztési
tervet és a távlatban várható szennyvíz mennyiségét. Településeink várható lakosszáma ma már e1sodlegesen nem a természetes szaporulattól, hanem az urbanizáció hatásától, a tervszeru iparosítástól és az ezzel összefügglS lakásépítési program végrehajtásától függ. A csatornahálózaton egy nap alatt elfolyó házi szennyvíz kevesebb, mint a településen ugyanazon a napon elfogyasztott ivóvíz. Az elfogyasztott víz egy része ugyanis öntözovíz, locsolóvíz stb. menynyisége a településben levlS kertek, belterjes mezlSgazdasági területek, valamint a burkolt felületek nagyságától függ. Nem növeli a házi szennyvíz mennyiséget a vízvezeték cslShálózati vesztesége vagy a tuzoltó víz sem. Aszennyvíz mennyiségét ugyanakkor növelheti a talajvízb61 a csatornába szivárgó ún. infiltrációs víz. Ennek mennyisége a csatorna feletti talajvíz nyomásától, a talaj vízátereszto képességétol, valamint a csatorna állagától függ. A szennyvízelfolyás a nap különbözo óráiban nem egye~letes. Az MSZ 15 300 szerint nagyvárosokbanés általában ott, ahol alakosszám 3000-nél több és a lakások többsége fürdlSszobás, 150 l/dfo szennyvízzel kell számolni. A számításba veendo lefolyási ido 14 óra. Kisebb városokban 100 l/dfo, a lefolyási ido 12 óra, míg községekben és mezogazdasági központokban 80 l/dfo, és a lefolyási ido 10 óra. Tapasztalataink szerint a szabvány értékei kicsik, mert az új, állandó meleg vízzel ellátott lakótelepeken az egy lakosra jutó napi vízfogyasztás a 600... 800 l-t is elérheti. Egyik 100 000 lakosú nagyvárosunkban a mért adatokból visszaszámított fajlagos érték 500 l/dfo volt. Nagyvárosokban és korszeru kialakítású új településeken - mérési adatok hiányában -:- a méretezés alapjául 300... 400 l/dfo fajlagos értéket célszeru választani. A talajvízben fekvo csatornákban a házi szennyvízen felül a beszivárgó talajvíz szállításával is számolni kell. A szabvány szerint számított elfolyó szennyvizet az alkalmazott csatorna anyagától, kiviteli módjától, a talajvíz várható magasságától és
1052
CSATORNÁZÁS
a talaj minoségétol függoen biztonsági okokból 50... I00%-kal növeIni kell, és a hálózatot az így növelt értékkel kell méretezni. Kész csatorna átvétele esetén a csatornába beszivárgott viz térfogatát az ÉKSZ VIlI. köt. eloírásai alapján kell számítani.
ahol lj! lefolyási tényezo, az a százalékos arányszám, amely meghatározza, hogya lehullott csapadékból hány százalék folyik el; i csapadékintenzitás, az 1 salatt 1 ha vízgyujto területre hullott csapadék térfogata, lfsha; A a vizsgált csatornaszakaszhoz tartozó vizgyujto terület, pontosabban annak vizszintes vetülete, ha. A lefolyási tényezo elvben Oés 1 között változhat. A gyakorlatban sohasem nulla, mert a lehullott csapadékból valami mindig elfolyik, és sohasem lehet 1, mert a viz egy része elpárolog, más része a területen visszamarad. A lefolyási tényezo egy adott településen sem állandó, mivel a terep lejtése, a felszín fedettsége és a talaj viznyelo képessége is változik. Különösen ez utóbbit a meteorológiai viszonyok széles határok között módosítják: más, ha a talaj száraz, nedves, fagyott vagy laza. Olyan nagyobb területen, ahol a beépítési mód megváltozása nem várható, a lefolyási tényezo az egyes területrészek lefolyási tényezoinek a területtel súlyozott számtani átlagaként számítható. A teljes területre érvényes lefolyási tényezo: "p
29.1.2. Az ipari szennyvíz mennyisége A településen vagy lakótelepen belül keletkezo ipari szennyviz térfogatának meghatározásához ismerni kell az ott levo ipari üzemeket, azok gyártástechnológiáit és szennyvízlebocsátásuk adatait. Ezeket az üzem technológusaival együttesen kell meghatározni. Az ipartelepi szociális vizhasználatból keletkezo szennyviz térfogatára és a lefolyási idotartamra a 29-1. táblázat nyújt tájékoztatást. 29-1. táblázat. Az ipari munkások személyi szükségletével kapcsolatban keletkezö szennyvíz Az üzem megjelölése
Mosdóból: hideg üzemben meleg üzemben Zuhanyowból: hideg üzemben meleg üzemben
"P1AI+"P2A2+ ···+"P..An
Szennyvízhozam,
I/fo
LA
"P=
'
ahol AI .. .An az egyes részterületek nagysága, ha; ·"Pn az egyes teruletrészekre vonatkozó lefolyási tényezo; A az egész terület nagysága, ha. A lefolyási tényezok adatai a 29-2. és 29-3. táblázatban találhatók. A táblázatokban megadott alsó határok 1%-nál kisebb lejtésu, a felso határok az 5%-nál nagyobb lejtésu, közepesen átereszto talajú területekre vonatkoznak. A közbenso értékeket interpoláIással határozzuk meg úgy, hogy jó vízátereszto (homok) talaj esetében az értékek lO%-kal csökkenthetok, viz át nem ereszto talajoknál lO%-kal növelendok. A lehullott csapadékra vonatkozó adatokat az ország különbözo részein felállított ombrográfok
"PI"
25 35 40 60
29.1.3. A locsoló-, a talaj- és csapadékvíz mennyisége Locsoló- és öntózoviz mennyisége. A településen vagy lakótelepen levo kertek és mezogazdasági területek, valamint a helyi köztisztasági szolgálat által kezelt burkolt út- és járdafelilletek nagyságának függvénye. Amennyiben mérési adataink nincsenek, ez a magánosok, a mezogazdasági üzemek és a köztisztasági szolgálat adatainak összesítésébol állapítható meg. , Talaj- és forrásviz mennyisége. Altalában csak mérésekkel határozható meg, mivel mind a talajvizszint magassága, mind a forrásviz mennyisége a csapadékviszonyoktóI függ. Becslés esetén könynyen lehet durva hibát elkövetni. Csapadékvíz mennyisége. Valamely A felületu csa· tornázott területrol az i intenzitású csapadék vizhozama:
29-2. táblázat. Lefolyási tényezök a burkolat függvényében Fclületfajták
Tetofelületek Hézagmentes burkolat Kockako burkolat Makadám burkolat Beépitetlen, vasúti terület Temeto, kert, szántó, rét Erdo
LeColyási ténYeZO, ••
0,95 0,80 0,50 0,30 0,20 0,10 0,05
0,90 0,90 0,70 0,50 0,30 0,20 0,15
A SZENNYVÍZ
MENNYISÉGI
29-3. táblázat. Lefolyási tényezök a beépítettség függvényében LefolyAsi tényezo,,,
Épitésimód
ÉS MINOSÉGI
I
29-4. táblázat. Az elárasztás megengedhetéi gyakorisága Az elárasztás gyakorisága évenként
I
A bcépitettség foka
egyesitett elválasztó rendszerii csatornahálózat _tén
[ Budapest belterületén és vidéki nagy városaink központjában Budapest peremkerületeiben és vidéki városainkban Mezogazdasági városokban Ipari területeken
2.. .4
1...2
1...2
1...1/2
1/2... 1 1...4
1/2... 2 \.1/3...1/2
1053
szóval annyit jelent, hogy a csatorna 4 évenként, 2 évenként, ill. évenként egyszer visszator1ódhat, túlnyomás alá kerülhet, ill. szélso esetben ki is önthet (29-4. táblázat). A figyelembe veendo csapadék intenzitását a 29-5. táblázat tartalmazza.
0,70 0,90 Surun beépített, régi típusú belváros 0,60 0,80 Zárt sorú beépítés Nyilt háztömbök, új rendszeru zárt sorú be0,50 0,70 építés, tágas, kertes udvarokkal 246 227 219 177 141 186 171 182 121 245 235 173 210 247 162 187 231 238 237 239 214 256 191 264 193 161 192 185 257 260 167 188 268 136 316 340 303 145 134 119 288 147 285 139 274 198 154 129 42III 211 2216 I132 gyakorisággal Város éves 0,40 0,60 SzabadonTúrkeve álló épületek, magas házak Kalocsa Pécs Sopron Keszthely Szeged Gyór Kompolt Nyíregyháza (Eger) Tihany Szombathely 10 perces zápor 0,30 0,50 Szabadon álló épületek, alacsony házak Budapest 0,20 0,40 Városszél, kertes családi házakkal 0,10 0,30 Temeto, park, játszótér 0,05••• 0,15 Földsáv, mezo, rét 0,50 0,60 Régi típuSÚt zárt beépítésií gyár 0,40 0,50 Új tipusú gyár, füves területekkel Erdo 0,05 0,15
(óramuvel és írószerkezettel ellátott csapadékméro muszerek) szolgáltatják. A méromuszerek regisztrálószalagján a lehullott csapadék térfogata és annak idobeni eloszlása leolvasható. Ha ezt a térfogatot az eso idotartamával elosztjuk, az i csapadékintenzitást kapjuk. Több éven át értékelik a 10, 20... 180 perces idotartamok megfelelo esoviz hozamát, s ezekbol meghatározzák a záporok gyakoriságát. Az adatokból hazánk 12 nagyobb városára, ill. annak környezetére megállapították azokat az esovizhozamokat, amelyeknek gyakorisága 1/2, 1,2,4 év. Az MSZ 15300-53 R szerint sík területek csapadékviz-elvezetésére 15 perces zápor intenzitását kell figyelembe venni. Épületek tetoire, beépített udvarokra, tehát a telken belüli csatornahálózat terhelésére 10 perces zápor intenzitása a mértékadó. Hegyes vidéken ugyancsak 10 perces záporra méretezünk. A figyelembe vett gyakoriság Budapesten 4 év, vidéki városok belterületén 2 év, vidéken és Budapest peremkerületeiben 1 év. Ez más
JELLEMZOI
29-5. táblázat. Csapadékíntenzitások perces zápor 194 gyakorisággal 222 193 162 159 176 183 199 174 179 197 Iéves IS
Intenzitás, " Ils ba
29.1.4. A házi szennyvízben levo szennyezodések A különbözo településeken és lakótelepeken keletkezo házi szennyvizekben levo szennyezodések fajtái alapvetoen megegyeznek, összetételük azonban jelentosen változhat. Amennyiben a házi szennyvíz ipari szennyvízzel keveredik, az eltérés még nagyobb lehet. A házi szennyvizben szerves és szervetlen szennyezoanyagok találhatók. Egyrészt megjelenési formájuk, másrészt eltávolításuk szempontjából úszó, lebego és oldott állapotban lehetnek a szennyvizben. Más szemszögbol nézve, a tisztitandó szennyviz emulzió, szuszpenzió, kolloid oldat és valódi oldat lehet. Ha valamilyen folyadékban (jelen esetben a szennyvizben) egy másik folyékony (pl. olaj, benzin), félfolyékony (pl. zsír) vagy amorf anyag (pl. gyanta) olyan diszpergált állapotban van, hogy annak szemcséi szabad szemmel alig vagy egyáltalán nem, mikroszkóppal azonban jól láthatók, emulzióról beszélünk. Ha apró szilárd testek (pl. por) olyan elosztásban vannak jelen, hogy szabad szemmel alig vagy egyáltalán nem, de mikroszkóppal
e
g
1054
CSATORNÁZÁS
jól Iáthatók, szuszpenzióról van szó. Az emulziókat és szuszpenziókat különbözo suruségu anyagok alkothatják, ettol függ&n az anyagszemcsék leülepednek vagy a víz felszinén úsznak. Amikor az emulgeált és szuszpendált részecskék olyan kicsik, hogy mikroszkóppal sem láthatók, a diszpergált anyag kolloid oldat ot képez. A kolloid anyagrészecskét tehát az jellemzi, hogy méretei a molekuláris méreteket meghaladják ugyan, de mikroszkóp alatt sem láthatók. Ha valamilyen folyadékban szilárd anyagot 01dunk fel, az oldódás létrejötte után a szilárd anyag részecskéi elektronmikroszkóp segitségével sem láthatók, mivel az ilyen valódi oldatokban a feloldott anyag molekulákra esik szét. A feloldott anyag molekulái hoenergiájuk miatt ún. Brown-féle mozgást végeznek, mozgás közben az oldott molekulákhoz ütközve, azokat sem engedik leülepedni. A házi szennyvíz átlagos összetételének meghatározására világszerte sok vizsgálatot végeztek. A hazai vizsgálatok alapján a szennyvíz átlagos összetétele a 29-6. táblázatban közölt értékekkel veheto számításba. A táblázat adatai elválasztott rendszer szennyvízcsatomájáball lefolyó szennyvízre vonatkoznak. Egyesített rendszeru csatornázás esetén a BOIs értéket lakosonként és naponként 52 g értékkel kell felvenni. Biokémiai oxigénigény (BOI) az a napi oxigéntömeg, amely a vízben vagy szennyvízben levo szerves anyagok mikrobiológiai lebontásához 20 OC-on szükséges. Általában 5 napos (BOIs) vagy 20 napos (BOI20) biokémiai oxigénigényt szokás meghatározni. Egyes országokban más (pl. Svédországban 7 nap) BOI-értékkel számolnak. Az 1 lakosra jutó napi BOIs oxigén tömege 1 LEÉ-nek, azaz lakosegyenértéknek felel meg. Ha más szennyvíz (csapadék, ipari szennyvíz stb.) szennyezettségét kívánjuk jellemezni, azt lakosegyenértékben adjuk meg. Ez a mutató tehát azt fejezi ki, hogy adott térfogatú és szennyezettségu szennyvíz 5 napos biokémiai oxigénigénye hány lakos házi szennyvizének BOIs-ével egyenértéku. Tisztítási szempontból a házi szennyvízben levo 29-6. táblázat. A házi szennyvÍZ összetétele elválasztott reodszerfi csatornázás esetén 16 35 13 9160I 50 80 38II 25 80. I85 15 Ásványi I 30 Szerves I Együtt
I
lakosonként
I
I BOI,
I
50 10 20
naponta.
II
Szennyezettség
szennyezodéseket a következoképpen csoportosíthatjuk: - az Í1szó szennyezodések halmazállapot szerint folyékonyak, félfolyékonyak vagy szilárdak, közös jellemzojük, hogyaszennyvíz felszinén úsznak; - ülepítheto lebego anyagok a kolloidálisnál nagyobb szilárd szemesék, ezek szervesek és szervetlenek is lehetnek; - a nem ülepítheto lebego anyagok közé azokat a szerves és szervetlen, kolloidális méretu szemcséket soroljuk, amelyek Brown-mozgást végeznek; - a szennyvízben oldott szennyezodések valójában szerves vagy szervetlen vegyületek és elegyek, amelyek mechanikai módszerrel nem változtathatók meg; - külön kategóriába célszeru sorolni a görgetett szennyezodéseket, mivel ezek a csatorna fenekén, a szennyvíz mozgási energiája következtében jutmik tovább a befogadóig, ill. a szennyvíztisztító telepig; általában szervetlen anyagok, amelyekhez szerves pelyhek tapadhatnak.
29.1.5. Ipari szennyvizek minösége Az ipari üzemek ben ·k~tkezo szennyvíz mind a csatorna, mind a szennyvíztisztítás üzeme, mind a befogadó szempontjából káros és veszélyes anyagokat is tartalmazhat. Ezek egy része (pl. a savak vagy lúgok) megtámadja a csatornák anyagát, más részük robbanó elegyet alkot (pl. benzin és benzol), de vannak olyanok is, amelyek az emberre, valamint a makro- és mikroszervezetekre mérgezo hatásúak (pl. a ciánvegyületek, kromátok stb.). A közcsatornába csak olyan szennyvíz vezetheto, amely nem káros a csatornahálózat anyagára és üzemére, és a házi szennyvízzel azonos módon, azzal együtt tisztítható. Az ipari szennyvíz minosége, a benne levo anyagok fajtája és összetétele nemcsak különbözo iparágak összehasonIításában, hanem azonos iparágon belül a különbözo gyártástechnológiák esetében is változatos. Mielott az ipari üzem engedélyt kapna szennyvizének a közcsatornába vezetésére, alaposan fel kell tárni az üzemi technológiát is. Gyakran a technológia kismértéku módosításával nagyobb összeget igénylo csatomázási vagy szennyvíztisztítási beruházásokat lehet megtakarítani. Az ipari szennyvíz egy részében értékesítheto anyag is van, ezt már az üzem területén le kell választani. A mérgezo, tuzveszélyes, nehezen ülepítheto anyagokat, textil és egyéb rostos hulladékot tartalmazó szennyvizet a közcsatomába való bevezetés elott megfeleloen tisztítani kell. Egyrészt a
A SZENNYVfz
MENNYISÉGI
csatornahálózat anyagára és üzemére, másrészt a szennyvíztisztítási technológiára veszélyes minden olyan szennyvíz, amely - káros mennyiségben tartalmaz zsiradékot, olajat vagy kátrányokat; - olyan szilárd és vízben oldhatatlan hordalékot tartalmaz, amely könnyen ülepedik, de a csatornából vagy tisztítótelep miitárgyaiból nehezen távolítható el; - tiizveszélyes anyagokat tartalmaz, amelyek a levegovel robbanóelegyet képeznek; - mérgezo gázokat tartalmaz, vagy a benne levo anyagok kémiai átalakulása hoz létre ilyeneket; - mérgezo anyagokat tartalmaz; - káros mennyiségben tartalmaz patogén (fertozo) baktériumokat; - homérséklete 50 °C-nál magasább; - pH értéke 6,5-nél kisebb vagy 7,5-nél nagyobb; - radioaktív anyaggal a megengedett 10-11 !J.Cifcm3határon felül szennyezett.
29.1.6. A csapadékvíz minÖSége Az elfolyó csapadékvíz szennyezettségének mértéke, a benne levo szennyezoanyagok fajtái és ezek egymáshoz viszonyított tömege a helyi adottságoktói függoen változó. A burkolt útfelületekrol, a tetokrol, valamint a zöld területekrol a csapadékvíz szerves és szervetlen anyagokat visz a csatornába. A szerves anyag tömege elsosorban az idojárási tényezoktol (osszel pl. sok a lehullott falevél), valamint az állati vontatású jármiivek számától függ. Vidéki városokban, ahol a környezo községekbol még sokan járnak be lovaskocsival, lényegesen nagyobb szervesanyag-tartalomra lehet számítani, mint a motorizált településen. Viszont svéd vizsgálatok szerint, az autóforgalom megnövekedése folytán a kipufogó gázokból a levegobe ke-
ÉS MINOSÉGI
JELLEMZOI
1055
rülo, szilárd tárgyakon adszorbeálódó és az eso által a csatornába mosott ólom-tetraetil komoly mértékii mérgezoanyag-felhalmozódáshoz vezethet a csatornahálózat iszapjában, a befogadóban és a szennyvíztisztító telepen. A csapadék által lemosott szervetlen anyagok mennyisége a száraz idoben keletkezo házi szennyvíz szervetlen lebegoanyag-tartalmához viszonyítva 20•.•25-szörös is lehet. Ez a körülmény a csatornahálózat lejtési viszonyainak tervezésekor feltétlenül figyelembe veendo, egyesített rendszerii csatornázás esetén pedig a szennyvíztisztító telep védelmére célszerii a hordalékot elozetesen visszatartani.
29.1.7. A házi, ipari és csapadékvíz keveredésének hatása a szennyvíz minoségére Elválasztó rendszeru csatornázásban a csapadékvíz külön csatornába áramlik, így a szennyvízzel nem keveredik. Amennyiben az ipari üzemek szennyvize az elozokben meghatározott szempontok alapján elokezeive jut a szennyvízcsatorna-hálózatba, a hazi szennyvízzel való keveredése általában nem hátrányos. Egyesített rendszerii csatornahálózatban a házi és az ipari szennyvíz csapadékos idoben a csapadékvízzel keveredik. A csatornahálózat szempontjából a keveredés nem hátrányos, sot a több csapadék nagyobb vízhozama a csatornában nagyobb vízsebességet eredményez. és ennek öblíto hatása a leülepedett iszapot felkavarja és továbbítja. Ez a szennyvíztisztító telep szempontjából viszont kedvezotlen. A csapadékos idoben érkezo szennyvíz ugyanis a szennyvíztisztító telep miitárgyait olyan lökésszerii mennyiségi és minoségi terhelésnek teszi ki, amelyre a telepet nem méretezhették. Egy-egy nagyobb csapadékmennyiség a szennyvíztisztítás jóságát, hatásosságát napokon, sot heteken át is csökkentheti.
29.2. A szennyvízelvezetés módszerei Épületekben, ipartelepeken, településeken különféle szennyvíz keletkezik. Az azonos tulajdonságú vagy azonos kezelést, ill. tisztítást igénylo szennyvizeket közös csatornahálózatban célszerii elvezetni. Amennyiben az összes szennyvíz közös csatornába folyik, a csatornázás rendszere egyesített, ha nem, elválasztó rendszerii.
Egyesített rendszerben aszennyvizet és a csapadékvizet közös csatornába vezetjük. E rendszert ott célszerii alkalmazni, ahol nagyobb esozés sem okoz a csatorna üzemében zavart. Az elválasztó rendszerben a települések szennyvizét és a csapadékvizét külön-külön vezetjük el. A rendszert akkor. alkalmazzuk, ha a csapadékvíz-
1056
CSATORNÁZÁS ..
hozam a szennyvíztisztító telep üzemét zavarná, ha aszennyvíz és a csapadékvíz mennyisége között olyan nagy az eltérés, hogy száraz idoben a csatornában az öntisztítás sebessége nem alakul ki. Épületeken belül a szenny- és csapadékvíz mindig külön hálózatban vezetendo, s azokat - ha a közcsatorna egyesített rendszeru - csak az épületbol való kilépés után szabad egyesíteni. I Ha az épület közvetlenül a telekhatáron fekszik, akkor a csatornákat közvetlenül az épületbol való kilépés elott egyesíthetjük. Ipartelepeken, ill. ipari létesítményekben a különféle minoségu szennyvizek részére elválasztó rendszeru csatornahálózatot kell építeni. Ilyenek pl. az üzemi konyhák zsíros, ill. homokos, földes szennyvizei, garázsok olajos, zsíros, benzines szennyvizei, galvanizálóüzemek savas, lúgos, ciános stb. szennyvizei. Ezeket a szennyvizeket a közcsatornába vezetés elott helyi tisztító-, ill. leválasztóberendezéseken vezetik keresztül. Ilyenek a zsír-, olaj-, benzin-, homokfolyók, savtalanítók, lúgközömbösítok, ciántalanítók. Ezután a különféle szennyvizek egyesíthetok és aszennyvíz közcsatornába vezetheto. Ezek a szennyvizek a csatornahálózat anyagára vagy üzemére veszélyesek, ezért a belso hálózat anyagainak megválasztására különös gondot kell fordítani.
za, ezenkívül még a csatornában keletkezo gázokat is elvezeti. Az ejtovezetékekben, ill. Ióldszintes épületben az ágvezetékekben áramló szennyvizet épületen belül a belso alapcsatorna gyujti össze. Lapos tetokrol az épületen belül összegyujtött csapadékvíz a csapadékvíz-ejtocsövön keresztül a belso csapadékvíz-alapcsatornába folyik. Az épület külso falán levo, horganyzott lemezbol készült esovíz-levezeto csatorna a hozzákapcsolt ereszcsatornával együtt nem tartozik a csatornaszerelés körébe. Az esovíz-levezeto csatorna a föld felszíne felett elhelyezett 2 m magas, ún. csapadékvíz-állványcsohöz csatlakozik. Az állványcsövek az aJa pcsatornához csatlakoznak. Épületen kívül a szenny- és csapadékvizet a külso alapcsatorna gyujti össze. A külso alapcsatorna és az utcai közcsatorna közötti szakasz a házi bekötocsatorna. A házi bekötocsatorna nyomvonala a telekhatárra, ill. a közcsatorna nyomvonalára meroleges. Közterület
Maaánterület
== 'JobbJO'!••
29.2.1. A csatornahálózat részei A szenny- és csapadékvíz elfolyására, ill. a csatornahálózatba való juttatására víznyeloket és berendezési tárgyakat használnak. Ezeket elzárószerelvény közbeiktatása nélkül kötik a csatornahálózathoz. A csatornában a szennyvíz szerves részei részben bomlásnak indulnak, ebbol gáz keletkezik, a gázoknak a helyiségekbe való jutását meg kell akadályozni. E célra a víznyelo és a csatornahálózat közé buzelzárót (vízzárat) építenek. A buzelzáró beépítheto a VÍZnyelóbeis, ill. azzal össze lehet építeni. A szennyvíz a buzelzáró ból , ill. a víznyelobol az ágvezetékbe folyik. Az ágvezeték az ejtovezetékhez csatlakozik. Az ejtovezeték az egymás felett levo víznyelok ágvezetékeit fogja össze és az alapcsatornába torkollik. Az ejtovezetéket - néha az ágvezetéket is - a teto fölé vezetik. E vezetékrészt, amelyben szennyvíz nem folyik, szellozovezetéknek nevezzük. A szellozovezeték feladata, hogya csatornahálózatot a külso légtérrel összekötve, abban közel atmoszferikus nyomást hozzon létre, s ezzel a buzelzárók vízgátjának leszívását megakadályoz-
Lejtés (ega",
fl
Bukómagasság
Házi bekötöcsatornd
Házicsatorna
29-1. ábra. Házi bekötócsatorna
'(t! 3
9
8 70
70W
2
72
70
8
29-2. ábra. A csatornahálózat részeinek elnevezése 1 berendezési tárgy; 2 viznyelo (padlÓÖllSzefolyó); 3 tetoösszefolyó; 4 csapadékviz-ejtovezeték; 5 ágvezeték; 6 szellozovezeték ; 7 ejtövezeték; 8 belso, alapcsatorna ; 9 csapadékvíz-á\1ványcs6; 10 külso a1apcaatorna; JI szellozosisak ; 12 tisztitóidom
A SZENNyvíZELVEZETÉS
A csatlakozás helyét az illetékes közmu jelöli ki a közcsatorna építésekor elhelyezett csatlakozó csoidom helyének figyelembevételével. Ha ilyen elore kihagyott csatlakozás nincs a beton közcsatornában, annak áttörésévei bárhol be lehet kötni (29-1. ábra). A házi bekötocsatorna nyomvonalában a telekhatáron vagy annak közelében tisztítóakna
1057
MÓDSZEREI
vagy tisztítóidom szerelendo. A házi bekötocsatorna lejtése legalább 10%0 legyen, és a közcsatorna szelvényéhez csatlakozzék, a közcsatorna tisztítóaknáiba bekötni tilos. Ez alól az illetékes közmu esetleg felmentést adhat. A hálózat részeinek elnevezését összefoglalóan a 29-2. ábra tartalmazza.
29.3. Víznyelok, berendezési tárgyak, szerelvények A tömény szennyvizek felfogására és a csatornahálózatba való juttatására víznyeloket alkalmaznak. A kényelmi és higiéniai szempontok az egészségügyi berendezések igen változatos formáit alakították ki. Ezek a berendezési tárgyak tipizálva, szabványosított formában kerülnek forgalomba. Feladatuk a vízfelfogáson és a csatornahálózatba juttatáson kivül annak a megakadályozása, hogy a csatornagáz a zárt helyiségbe jusson. Az igen sok változatban készülo berendezési tárgyakat a gyárak katalógusai tartalmazzák. Ezek közül néhány fontosabbnak a szerelési méretét ismertetjük.
29.3.1. Berendezési tárgyak
Háztartásokban a csepptálcás acéllemez mosogatót szabadon vagy bútorba beépítve szintén igen sokszor használjuk (29-10. ábra) Anagykonyhákban használatos mosogatók közül elterjedt a kétrekeszes "Nagy Góliát" öntöttvas mosogató. A 29-11. ábra kétrekeszes, egybeszerelt mosogatót szemléltet. Zsírfogója a 29-12. ábrán látható. Fördokádak, zuhanyozók. A kereskedelemben kapható fürdokádak méretválasztéka viszonylag nagy, ezért a szerelés megkezdése elott a rendelkezésre álló hely méreteit egyeztetni kell. Elore gyártott födémszerkezetek esetén a lefolyóvezetéket csak a födém felett lehet szerelni, ezért a kádat magasabban kell elhelyezni (29-13. ábra). Szinfvonl!/ po~/ófÓ/ 1000 mm
Mosdók. Többféle méretben és kivitelben készülnek. Felszerelés szempontjából különbséget kell tenni hátfalas és a hátfal nélküli mosdó között. A hátfalas mosdó kat csempézetlen, a hátfal nélkülieket pedig csempézett falfelületre kell szerelni. A korábban túlnyomórészt fehércsempébol (fajanszból) készült mosdók helyett készülnek már jobb minoségu félporcelán berendezési tárgyak is (29-3., 29-4. ábra). Ugyancsak gyártják a támasz nélkül felszerelheto mosdókat is (29-5. ábra) .. Falikutak, kiöntok. Az öntöttvas falikutakat egy és két szeleplyukkal gyártják, hidege, ill. melegvizes csatlakozáshoz. Alacsony hátfallal is készülnek (29-6. ábra). Mosókonyhákban, kazánházakban, hoközpontokban általában a 601/W típusú kiöntot használják (29-7. ábra). A falikutakhoz és kiöntokhöz PVC vagy ólom buzelzárót használnak.
A mosogatók egy- és kétmedencés változatban készülnek. Az cgymedencés mosogatók öntöttvasból (29-8. ábra), acéllemezbol és fajanszból készülnek. Támaszokkal erosítik fel, de bútorba is beépíthetok (29-9. ábra). Mosogatók.
69 Az épületgépészet kézikönyve
~I I I
129-3. ábra. 4156-11. félporcelán mosdó szerelési méretei
h, =490 mm (sárgaréz, nikkel buraszifonnal); hz = 520 mm (miíanyag buraszifonnal)
1058
CSATORNÁZÁS
A zuhanyozóknak többféle megoldása szokásos. A zuhanytálca készülhet betonból, mukobol, de gyártanak öntöttvas zuhany tálcát is, amint a 29-14. ábrán látható. W. C.- és vizeJde-berendezések. Az elore gyártott födémszerkezetek szükségessé tették, hogya korábbi, alsó kiömlésu W. C.-csészéken kívül hátsó kiömlésueket is gyártsanak (29-15. ábra). Ezeknél a csésze csatIakozóvezetékét padló felett lehet elvezetni. Az öbIítoszerkezetek közül a felsotartályósak a legelterjedtebbek, faburkolatú horganylemez tartállyal, de korszerubb a leszívó W. C. (29-16. áb-
ra).
~
590t2!l
---~
29-5. ábra. Támasz nélküli mosdó szerelési méretei
;-----
L 1,
- ~:::===========================--
.----,r----.~ II I L __ JL __
..J
29-4. ábra. Ötcsaplyukas trapézmosdó csapteleppel
kombinált
hl =510 mm (sárgaréz buraszifonnal); = 570 mm (bakelit, hostalen vagy ólomszifon) ; h~ = 590 mm (PVC szifonnal) hz
_
...J
--$
W!L~
29-6. ábra. Alacsony hátfalas falikút szerelési méretei hl =640 mm (PVC Mz bl\zelzáróval); hz =61 O mm (ólom biízelzáróval)
VíZNYELOK,
BERENDEZESI
TÁRGYAK,
1059
SZERELVENYEK
2 §zinfvonol padló feleli '1000
mm--'-
320
3
1
29-7. ábra. Mosókonyhai
kiönto (601/W) szerelési méretei
A 690 mm mérethez a szifon PVC, ólom vagy acél anyagú
I I
.'
III I I I
•
. .
I I II I
I
1L!J,:.a
I
L..
I
I I
j -.J
1
J
29-9. ábra. Egymedencés acéllemez mosogató bútorba beépi tve 1 elölnézet; 2 oldalnézet; 3 alaprajz
r-I I I I I
1
I
I
I <:::JI' ~I
29-10. ábra. Csepptálcás
acéllemez mosogató építve
1 tégla- vagy betonJábazat
29-8. ábra. Egymedencés öntöttvas mosogató szerelési méretei
29-ll. Kétrekeszes
69·
ábra.
"Nagy Góliát" mosogató szerelési méretei (MSZ 14089)
bútorba
be-
1060
CSATORNÁZÁS
29-13. ábra. Beépített fürdokád szerelési méretei födém fölött szerelt lefolyó esetében A méret 160 vagy 100 mm a csapteleptöl függoen
29-12. ábra. Zsírfogó leeresztoszelepekkel gatóhoz
kétrekeszes moso-
1
I
I
*Szó'gacóI flÍmasz
I
~I ~
esetén
e"
~
\6':'6-
,
l! , i
.
-T
l'
I
,
7471
29-14. ábra.
Öntöttvas J
zuhany tálca szerelési méretei
kézizuhanyoz6-tart6
<::::"
'.'
:',
:
. "
'~
:--;1-.1
\~ak filian$z: csészéné/
29-15. ábra. Hátsó kiörnIésu W. C. szerelési méretei
VíZNYELOK,
BERENDEZÉSI
TÁRGYAK,
1061
SZERELVÉNYEK
29-16. ábra. LeszÍvó W. C. szerelési méretei
i
500 .. -.-.--'
e"/":r~';g
m125,12~t26.~ ~ _
--t41itJ•. =::J
I
;
, .
'611·
~'
~I "
b)
aj
T
~05
29-18. ábra. Bidé szerelési méretei aj fali méretek; hj alaprajz
A vizeldékhez is önmuködo öblitotartályt használunk (29-17. ábra). A vizeldék számától függoen 1... 3 vizeldéhez közös öblitotartályt lehet szerelni. A 29-18. ábrán látható bidéket az eloírásoknak megfelelo rendeltetésu egészségügyi fülkékbe kell szerelni.
29.3.2. Csatornaszerelvények
+ I I
*
!
~i l<;)!
_L
_J
=-
~O~.ml?O-:j
I
1·,
Padlóösszefolyók. A padlóra került vizet padlóösszefolyókkal vezetik el. Rendeltetésüknek megfeleloen különbözo típusokat gyártanak. Beépítésükkor a vízszigetelésre nagy gondot kell fordítani. A csatornatönk (29-19. ábra) alatt elhelyezett PVC vagy ólomgallért a padlószigeteléssei jól össze kell ragasztani. A Szuez szifonokat egy-, két-, ill. háromágú kivitelben gyártják. Kétágú kivitelét a 29-20. ábrán láthatjuk. Szabadon álló fürdokádak bekötéséhez La Manche-szifont alkalmaznak (29-21. ábra).
I
II II II' 1.1
I
=-.• )~ /////~/'
.
* CsészefÍpustól
1 fiiggóen vóltozó méretek
29-17. ábra. Vizelde kétágú Szuez szifonnal 1 kétágú Szuez szifon
1062
CSATORNÁZÁS
29-22. ábra. REX benzinfogó
29-19. ábra. Csatornatönk
IfJ
--
-
300 i
I
-1 /
Kéto/dalt 87oganli;u;, Kieme//iefQ.
tölcsér
Vb.födém
vagy oljzatbefon
160
--1
29-20. ábra. Kétágú Szuez szifon
29-21. ábra. La Manche-szifon
29-23. ábra. SülIyesztoszekrény
tölcsérrel
29-24. ábra. SülIyesztoszekrény
VíZNYELOK,
BERENDEZÉSI
TÁRGYAK,
1063
SZERELVÉNYEK
29-7. táblázat. Leeresztöszelepek víznyelo képessége Leeresztoszelep ~ __
3/4 __
1
1
I
1~
Víznyelo képesség, lJs 0,15
0,5
mll)T~1
• (MSZ 5248), NÁ,T coll
I
~ __
~~~f~'
<:ll
0,8
I
1,5
II
~I
l'\i ~ ~ ~ l2I~ I ~
II
g-;-..I
150
1
~
aj
t/J51/57
Olyan helyiségekbe, ahol a padlóra benzin vagy olaj kerülhet, REX benzinfogót kell beépíteni (29-22. ábra). Hordalékos szennyvizekhez, pl. nagykonyhákban iszapfogós padlóviztelenítot (süllyesztoszekrényt) használnak (29-23., 29-24. ábra). A csatorna~ácsok feladata a csatornatönkhöz hasonló, de nagyobb és erosebb méretezésük miatt olyan területeken használatosak, ahol a kocsiforgalom vagy más mechanikai igénybevétel következtében a szilárdsági követelményeknagyobbak(29-25. ábra). 29-8. táblázat. Padló-buzelzárók víznyelo és vízátbocsátó képessége <.'\1 1,6 1,0 1,1 1,1 1_ Vízátbocsátás 1,0 ~ I Víznyelés I/s I 1,0 \
I
29-9. táblázat. Csatornatönkök víznyelo képessége
Csatornatönk mérete. mm
Vízoszlopmagasság a csatornatönk teteje félett, mm
10
bJ
20
Víznyélo képesség, I/s
105X 105 160X 160 21OX210 265 X 265 335X335
0,6 1,8 2,3 3,5 5,0
0,75 2,0
2,5 3,7 5,5
ej
29-26. ábra. Búzelzárók 29-25. ábra. Csatomarács
aj acéllemez mosogatóhoz;
bJ
sormosdóhoz; ej padló fölöttí kád-búzelzáró
1064 --------
CSATORNÁZÁS -----~-------_.~--------------_.------.--._---------_.
--
Berendezési
tárgy
Ólom és muanyag szagelzáró, Ólom és muanyag szagelzáró, Ólom és muanyag szagelzáró,
Azbesztcement lefolyócso. A házi csatornahálózat kialakításához a leggyakrabban használt anyag. Az MSZ 4741 szerinti lefolyócsövet tokos végzodéssei 50 .. .300 mm belso átméroig, 500... 3000 mm hosszban gyártják.
II
I I
32 mm
0 40 mm
0
70
50 ... 65 mm
80
•
Rövid szálú azbesztbol és nagy szilárdság ú, nem duzzadó portlandcementbol készül. Kézifurésszel, reszelovel könnyen vágható, alakítható. Megfelelo szilárdsága miatt szabadon is szerelheto (29-1l. táblázat). Öntöttvas lefolyócso. Az azbesztcement lefolyócsonél lényegesen drágább. Ma már csak ritkán használják. Hazánkban jelenleg nem gyártják. Kétféle minosége ismert: a nehéz, ún. drenázs és a könnyu, ún. angol öntöttvas lefolyócso, mindketto tokos kivitelben. A nehéz lefolyócso 3... 13" átméroig készül, 1000 vagy 2000 mm hosszban, míg a könnyu öntöttvas lefolyócsövet 2 ... 6"-ig, 300, 600, 900, 1200, 1500 és 1800 mm hosszban gyártják. Külso és belso felületét kétszer forrón kátrányozzák. Laza talajban, nagyobb terhelésnek kitett fö-
29.4.1. Csatornacsövek
1,
i?5
mm vízzár
60 80 100 20 ... 30 45
W. C. berendezési tárgyak, padlóösszefolyó Süllyesztoszekrény Zsírfogó, csapadékvíznyelo Csatomatönk
A csatornahálózat anyagának kiválasztása kor ismerni kell a szállitandó szennyvÍZ minoségét (kémiai, fizikai tulajdonságait, homérsékletét stb.). Ismerni kell továbbá különösen a földbe szerelt csatornahálózat külso falát éro kémiai és fizikai hatásokat. A kiválasztott anyag tartós, idoálló és a természetes behatásoknak ellenálló legyen.
200
magassága,
lA
29.4. A csatornahálózat anyagai és építése
- -----
-------------.---
29-10. táblázat. Buzelzárók vízzár-magassága
A leggyakrabban használt vÍZnyelok és vÍZfelfogók szelepeinek vízleereszto képességét a 29-7., 29-8. és 29-9. táblázat tartalmazza. Buzelzárók. A lefolyóvezeték és a berendezési tárgy közé buzelzárót kell iktatni, amely megakadályozza, hogyacsatornagázok bejussanak a helyiségbe, emellett lehetové teszi aszennyvÍZ elfolyását is. Különbözo buzelzáró kat szemléltet a 29-26. aj, bj, ej ábra. A vízzár magassága olyan legyen, hogy a szívás a vízzárat ne tudja eltávolítani. A buzelzárók szerkezeti kivitelét az elhelyezési lehetoség, a csatlakozó berendezési tárgy és a buzelzáró anyaga határozza meg (29-10. táblázat).
.48,9 113,5 147,0 4,3 -500 156,0 62,0 70,4 22,3 3,2 ,4Simacsö 46,5 1000 2000 4000 1250 650 3250 JOOO 2600 tömege, 44,1 10,2 28,7 38,5 9,0 91,9 53,9 49,2 57,6 38,9 72,9 17,0 13,5 13,4 21,6 20,5 23,0 42,1 29,5 19,4 13,7 17,1 29,3 17,2 25,3 16,5 33,0 24,9 32,7 30,6 7,8 21,5 78,7 80,0 74,0 33,5 4,4 47,0 27,4 62,6 55,9 15,9 32,8 16,6 13,4 2,1 7,4 5,3 3,6 3,0 11,5 13,0 6,6 9,4 6,3 7,5 12,2 6,1 7,0 5,4 10,1 4,7 7,1 3,1 22,9 19,2 26,3 11,2 5,2 8,4 9,3 2,8 3,9 54,8 •. II 203,0 9,0 1,7 107,0 kg/m II I 3,8 I
..
29-11. táblázat. Azbesztcement lefolyócsövek A tokos cso hossza,
I
±20 mm
A CSATORNAHÁLÓZAT
I
7
I
8
mm
I
9
IlO
-
6,5 3,5 17,5
3,5 125 75 100 4,5 Tömeg, kb., kg 112
150
29·13. táblázat. Varrat nélküli, sima végu folytacél forrcsövek (MSZ 99)
18
I Normál falvastagság mm
175
200
Belso átméro 225
250
300
375
116
démszerkezetben vagy erosebb mechanikai igénybevétel esetén használatos (28-12. táblázat). Acélcso (MSZ 120, MSZ 123). Nagy szilárdsága miatt szabadon vezetett csatornacsoként vagy födémbe beépítve alkalmazzák. Kis falvastagsága, korrózióval szembeni kis ellenálló képessége miatt földbe ritkán helyezik (29-13. táblázat). Gyártáskor nem látják el korrózió ellen védo bevonattal, ezért beszerelés elott kívül-belül forró bitumennel vagy egyéb rozsda ellen védo anyaggal kell bevonni. Ilyen csövet lefolyóvezeték céljára nem ajánlatos felhasználni. Horganyozva, tokos kapcsolással is használatos.
Külso átméro
1065
ÉS ÉPíTÉSE
29·12. táblázat. Nehéz öntöttvas (drenázs) csövek és idomok
--- --
28,0 31,0 6,7 16,0 3,0 46,0 43,0 120,0 2,0 17 819 26 70 11 23 86 85 110 155 74 50 42 80 21 53 37 40 62 13 92 29 44,0 8,6 4,8 5,5 5,5 11,0 60,0 15,0 36,0 51,0 12,5 30,0 9,0 6,0 23,0 7,0 10;5 15,0 86,0 40,0 34,0 24,5 46,0 7;5 66,0 41,5 27,0 34,5 18,0 57,5 23,0 34,0 14,5 14,0 10,5 9,0 I 6
ANYAGAI
Tömeg, J
kgJm
Koagyag cso (MSZ 556). Foként vegyi üzemek agresszív szennyvizeinek elvezetésére vagy agresszív talajvizek esetén alkalmazzák. A koagyag cso képlékeny, mészmentes agyagból égetve, majd másodszorra ráégetett sómáz bevonattal készül. Szabványos gyártási hossza az átmérotol függoen 750... 1000 mm (29-14. táblázat). A kör keresztmetszetu cso tokos kiképzésu. A tok belso felén és a cso végén a jobb tömítés végett öt körbefutó horony van. Méretváltozások, elágazások, irányváltozások szabványos idomdarabokkal, tokos kapcsolással készíthetok. Fontos, hogya ráégetett máz hibátlan legyen. Az ép cso kalapáccsal megütvecsengo hangot ad. Repedt, hibás felületu csövet beépíteni, a csövet daraboini nem szabad, mert egyrészt egyenes felület nem alakítható ki, másrészt a zománc megsérül. A koagyag cso nagyon súlyos, ezért felfüggesztésére, alátámasztására nagy gondot kell fordítani.
2,0 2,3 2,94,33 4,5 7,1 3,6 12,70 0,789 1,29 2,6 2,62,27 3,26,77 8,0 4,0 5,6 6,3 26,00 62,3 46,6 17,10 95,23 1,76 ,27 2,9 2,62,69 3,87 33,00
29-14. táblázat. Koagyag csövek Belso átméro
Falvastagság
tok nélkül
Tömeg, kgJm
I Gyártási hossz \
250 400 100 75 200 150 500 125 300
50
750
20 20 9 15 12 20 36 25 30 65 750 800 35 1000 35 110 150 50
1
1066
CSATORNÁZÁS
PVC lefolyócso. A PVC lefolyócso népgazdasági érdekekbol egyre inkább háttérbe szorítja a korábban használt ólom lefolyócsövet. Elsosorban ejto(P2 fokozat) és ágvezeték (PI fokozat) céljára használják. Ma már központi melegvíz-ellátó berendezésekhez is használják, dc a lefolyó víz homérséklete a + 60 oC fölé tartósan nem emelkedhet. A csoszálakat egymáshoz ragasztással vagy gumigyurus kötéssel, szabványos idomdarabok felhasználásával kapcsolják. Ágvezetéken gumigyurus kötést csak könnyen hozzáférheto helyen lehet alkalmazni, mivel válaszfalban, födémszerkezetben a vezeték csak kis lejtésseI szerelheto, így abban a víz kö~nyen megállhat, és az elöregedett gumi mellett folyás keletkezhet (29-15. táblázat) . Ólomcso (MSZ 334). Jó kémiai és fizikai tulaj•.. I donságai, valamint korrózióval szembeni ellenálló .képessége miatt épületen belül csatornahálózat ágvezetékeként használják. Az ólom lefolyócso 97% ólomtartalmú, lágy, könnyen alakítható és megmunkálható. Alacsony olvadáspontja (290 oc) miatt melegalakítását gondosan kell végezni. Az ónnal való eros adhéziós kötodése következtében egymáshoz forrasztóónnal, lágyforrasztással kapcsolják. A csöveket 25 ... 100 mm belso átmérovel gyártják (29-16. táblázat). Az ólomcso a mechanikai igénybevételre igen érzékeny, ezért szálIításkor és tároláskor a sérülések elkerülésére ügyelni kell. BetODCSO. Csak épületen kívüli alapcsatornának használható, mert a leggondosabban gyártott betoncsövek is porózusak. Vegyi hatású vagy agresszív szennyvizek elvezetésére nem alkalmas. Agresszív hatású talajba 8-54. minoségu cementbol gyártott csövet fektetnek. A leggyakoribb csokeresztmetszet a kör vagy a tojás szelvény. Kapcsolása szerint tokos vagy hornyos kiképzésu. Felfekvés szempontjából kör szelvényu vagy talpas kialakítású (29-27. és 29-28. ábra; 29-17., 29-18. táblázat).
r
29-16. táblázat. Ólom lefolyócsövek
25 32 40 SO
63 90 110 125 140 160
I
25 32 40 50 65 100
Tömeg. kg/m
1,93 2,43 3,00 3,71 4,30 6,00
29
36 44 54 69
104
11
"~
~
Fo/yas;
•
iróny ----
c!'r77//
I
29-27. ábra. Kör &frelvényu tokos betoncso (1. a 29-17. táblázatot)
FO/I/{ísi irány
29-28. ábra. Kör szelvényu talpas betoncso (1. a 29-IS. táblázatot)
29-17. táblázat. Kör szelvényü tokos betoncsövek
falvastagSága, mm lel I (Pl)tömege, belso kglm mm SO/K 15/K 25/K 3O/K 4O/K 2O/K Könny(\csö
lO/K 1,6+0,35 I,S+0,4O I,S+0,4O 2,0+0,40 2,3+0,45 2,6+0,45 3,0+0,50 3,6+0,55 3,6+0,55 4,0+0,60
Külso átméro
mm
29-15. táblázat. PVC lefolyócsövek
Külsomm átméro,
I
Belso átméro
0,1'82 0,254 0,334 0,463 0,671 1,OS 1,52 2,07 2,32 2,95
70 átméro,
I
(L. a 29-27. ábrát) v Csofal vastagsága , tmer je,A tokméretek M 42 SO '226 280 346 172 70 22 24 26 400 200 2SO 640 520 500 40S 60 36 30 150 300 100 Névleges D. D, mélysége, I á be!sg.
A CSATORNAHÁLóZAT 29-18. táblázat. Kör szelvéoyti talpas betoncsövek (L. a 29-28. ábrát) átméro, lega~bb, 42 legalább szélesség A csofal vastagsága 200 400 450 240 320 120200 70 22 30 24 26 58 24 50 80 42 36 30 160 36 22 58 26 150 100 250 400 300 500 600 I ". "1 mm Névleges I, Talp-
ANYAGAI
1067
ÉS ÉPÍTÉSE
hosszvarrat mentén le kell forrasztani. Az alumínium lemezcso csak csapadékvíz-ejtocsoként használható, 0,7 mm vastag félkemény lemezbol korcolva és 25 cm-enként pontozóval beütve.
29.4.2. Csövek kapcsolása
A csatorna öntisztulása szempontjából kedvezobb a tojás szelvényu cso, mert kis töltés esetén is jobbak benne az áramlási viszonyok (29-29. ábra és 29-19. táblázat). Irányváltozást, elágazást általában aknák közbeiktatásával készítenek. Lemezcso. Épület külso falán vezetett csapadékvíz-elvezetés, valamint csatorna-szellozocso céljára használják. Általában 0,55 mm vastag horganyzott acéllemezbol vagy 0,65 mm vastag horganylemezbol korcolva készül. Ha szellozocsoként használják, a
Azbesztcement idomok. Az azbesztcement lefolyócsöveket tokos' végzodésü idomokkal kapcsolják. Az idomokat kenderkötéllel és cementhabarcs vagy magas olvadáspontú bitumen kiöntésseI tömítik (29-30. és 29-31. ábra). Az utóbbi idoben egyre jobban elterjed a gumigyurus tömítés. Öntöttvas lefolyócsoidomok. Az öntöttvas lefolyócsöveket tokos végzodésu idomokkal kapcsolják. A tömités a tokba bevert kenderkötél, amelyet ólomkiöntés véd. A tokba beöntött ólmot az erre a célra kialakított bevero szerszámmal betömörítik. A könnyu öntöttvas csöveket kötelezés után bitumennel zárják le. Acélcso elágazások. Az elágazások kialakíthatók behegesztett csatlakozócsonkkal vagy az azbesztce-
m I I I j--'I 1
..
m
~
Egyenes'
SzúkíftJ
csó
450-osív ld-os iv
Kitéro TiszlÍló~
ív
idom
1~~
Folyási iróny
I~....• I
Egysze;.,} ferde dg
29-29. ábra.
c#J;m
Tojás szelvényu talpas betoncsó (1. a 29-19. táblázatot)
KellOs
Telágazó
ferde ág
29-30. ábra. Azbesztcement
lefolyócsóidomok
29-19. táblázat. Tojás szelvényfi talpas betoncso (L. a 29-29. ábrát) méret, ". ". Névleges A csofal vastagsága legalább 210400 68 50SZél~lI, 40 265400 320600 375 98 84 64 74 300 52 450 750 600 X 900 I
mm
I
I
Talp-
29-31. ábra. Azbesztcement
lefolyócso tÖInítése
1068
CSATORNÁZÁS
ment lefolyócsoidomoknak megfelelo formában készített tokos végzodésu idomdarabokkal. Behegesztett csonk esetén különös gondot kell fordítani a hegesztés utáni korrózióvédelemre, ami a belso felületen megoldhatatlan feladat. A cso kivágása legyen pontos, és a hegesztésI varratból ömledék ne folyjék be, mert ez rövid idon belül dugulást okozhat. A tok tömítését az azbesztcement lefolyócsovel azonos módon kell elkészíteni .. Köagyag cso idomok. Tekintettel arra, hogya koagyag csövet agresszív szennyvizek" esetén használják, ezért az idomok tömítésére használható anyagot is a szennyvíz tulajdonságainak megfeleloen kell kiválasztani. Tömítéskor a tokba elobb szálas juta tömítokötelet helyeznek több sorban, majd S--54. cementhabarccsal kikenik. Ha ez nem felel meg, bitumen habarcsot használnak, amelynek öszszetétele 75 s.% saválló ásványi anyag (bazalt vagy andezit) orlete vagy samottliszt 0,06 ... 1,5 mm szemnagysággal és 25 s.% petróleumszurok. 50 °C_ nál magasabb homérsékletu szennyvíz esetén az ún. ÉKIN kittet kell használni. Az elobb felsorolt tömítoanyagokat csak példaként említettük, a használandó módszert a tervezo köteles megadni a szennyvíz összetételének ismeretében. PVC idomok. A PVC lefolyócso kapcsolását hegesztett idomdarabok esetén ragasztással, fröccsöntött idomok esetén hornyos-gumigyurus kötéssel készítik. Ragasztáskor az egyik csovéget feltágítják, majd a felületeket dörzspapírral érdesítik és olaj mentes benzinnel lemossák, végül ecsettel vékonyan bekenik ragasztóval. A ragasztandó darabokat forgatás nélkül egymásba tolják. Csúszó gumigyurus idom esetén a csövek végét méretre vágás után kb. 15°-os szögben rézselik, amivel megkönynyítik egymásba csúsztatásukat. A csöveket eloször szárazon összejelölik, majd kenoszappannal bekenve az idomdarabok tokjába tolják. A csöveket utólag elforgatni nem szabad, mert az veszélyezteti a jó tömítést. A csövet nem szabad a tok végéig betolni, mert hotágulás következtében a cso befeszül és megrepedhet. A bedugás mélységét elozetesen meg kell jelölni (29-32. ábra). Ejtovezetékekhez a cso végére hegesztett tokos végzodés is kialakítható. A tömítés ebben az esetben is gumigyuru (29-33. ábra). Ólomcsö megmunkálása. Ólom lefolyócso esetén az irányváltozásokat és elágazásokat a cso hajlításával és az elágazások beforrasztásával készítik. A forrasztóón felhasználásának csökkentése végett általában tokos toldást alkalmaznak. A tok mindig a lefolyás irányával szembe nézzen. A tokot keményfa tágítóval képezik ki. Az összedugott csövek állóforrasztásakor gyantaporos forrasztóónt olvasztanak a két csorészbe, és a lámpa melegévei befo-
29-32. ábra. Fröccsöntött
gumigyürüs kapcsolás
41 /
29-33. ábra. Hegesztett tokos gumigyürüs kapcsolás 1 gumigyuru; 2 hézag a hotáguláshoz
29-34. ábra. Ólom-Iefolyöcso-elágazás hoz
elokészítése forrasztás-
A CSATORNAHÁLÓZAT
lyatják a forrasztóónt. Fekvo forrasztáskor alulról felfelé haladva faggyús ronggyal a résbe kenik a forrasztóón olvadékot. A gyantát faggyúval távolítják a forrasztásról. Az ólomvagy lefolyócsövet karás el elott kívülrol bitumennel ÉKIN -neleltakell bekenni (29-34. ábra).
29.4.3. A csatornahálózat szerelése és építése Külso csatorna fektetése. A csatomafektetés során elso feladat a csovezeték pontos nyomvonalának kituzése, a helyszinrajz alapján. A nyomvonal kituzése után a magasságok felvétele, ill. beállitása következik, amelyet a hossz-szelvényrajz alapján végzünk el. Nagyobb pontosságot kívánó csofektetés esetén legalább 100 m-enként, lehetoleg a tisztítóaknák helyénél, a magasságot szintezomuszerrel ellenorizzük. Ezeknek az adatoknak az alapján készítjük el az ún. zsinórállásokat, amelyek egymástól való távolsága a 100 m-t nem haladhat ja meg. Zsinórállást kell készíteni minden irányeltérésnél vagy a cso lejtésének megváltoztatásakor. Ezekre a pontokra általában úgyis tisztítóaknák kerülnek, és ezáltal ezek bemérését és kituzését is elvégezzük. A zsinórállások beállitása után kezdodik a földmunka. Az árokkifeneklés ellenorzésére ún. benémm zokeresztet készítünk. Ipari, szennyezetlen szennyvizek szennyvizek 100... 150 300 Belso átméro, A csatornaárok kiásása közben és a szerelés ideje 75 az árok oldalfala ne dolalatt biztosítani kell,50... hogy jön be. Nagyobb mélység és laza talajok esetében errol dúcolással kell gondoskodni. A csovezeték fektetésekor legfobb szabály, hogy a csovezetéket a munkaárok fenekén mindig az ún. termett talajra kell fektetni. A csokötések tömítésének elkészitésére a szükséges méretben és távolságban ún. fejlyukakat kell készíteni, amelyeket különös gondossággal kell visszadöngölni. Puha, laza szerkezetu talaj esetén pl. sovány betonból az árok fenekére teherelosztó réteg készítendo. Hornyos vagy horony nélküli beton és vasbeton csövek illesztési hézagainak vízzáró tömítését ráragasztott bitumenes jutacsíkkal is fokozzák, és vízzáró cementtel kenik ki. A munkálatok befejezése után a kiemelt földet vissza kell tölteni. Legfontosabb követelmény, hogy a csotakarási munkák során a lefektetett cso mindkét oldalán a visszatöltött földet száraz állapotban legalább a cso felso élének magasságáig úgy tömörítsék, döngöljék le, hogy eddig a magasságig gyakorlatilag ülepedés, tömörödés már ne következhessék be. A további visszatöltés folyamán is ha-
ANYAGAI
1069
ÉS ÉPíTÉSE
sonló tömörségre kell törekedni, de itt már megengedhet{) a 0,8 ... 0,9 tömörség is. Épületen belüli csatorna szerelése. A belso alapcsatorna gyujti össze az ejtocsövekbol lefolyó szennyvizeket. A mennyezet alatt függesztve vagy padlózat alá helyezve legalább 30.. .40 cm-es takarással szerelik. A földbe helyezett csatornaszakasz csak szilárd altalaj ra fektetheto. A belso alapcsatorna-szakaszok ellenorzésére és tisztítására tisztítóidomokat kell beépíteni irányváltozásoknál, valamint az egyenes szakaszokon a 29-20. táblázatban megadott távolságo kban. Az alapcsatornát az épület fofalán nagy gondossággal, rugalmas tömítéssei kell átvezetni, hogy az épületmozgások törést ne okozhassanak. Szigetelt alapfalon való átvezetést a 29-35. ábra szerint kell kialakítani. A modern építési módok esetében az ejtovezetékeket külön erre a célra kialakított szereloaknába szerelik. Foleg hagyományos építési módok esetén falhoronyba vagy falsorokba utólagos elrabicolással is lehet szerelni. Az ejtovezeték szerelése során a szintenként beépítendo idomdarabok elhelyezésekor ügyelni kell arra, hogy a berendezési tárgyakban 29-20. táblázat. Tisztítóidomok beépítési távolsága távolság.
hasonló mennyiségu szennyvizek lebego anyagot tartalmazó ipari és ehhezHázi. tisztitóidomok között ajánlott fekáliát 10 15 20 25 8anyagokat 8A10 615 tartalmazó szennyezoa szennyvizek Nagy jellegétol függ3en. m
maximális
~/1'1 29-35. ábra. Csatorna
átvezetése szigetelt falon
1070
CSATORNÁZÁS
•••,""
•• ''1. '\. '1.'"
""
'"""'\'\.,""
~ Padlóvonal "','
""
"""
1 mészhabarcs; 2 homokdús soványhabarcs ; 3 PVC lefolyócso; 4 feltöltés
összegyuIt szennyvizek levezetésére az ágvezetékeknek megfelelo ejtése legyen. Magas épületek ejtovezetékeiben 5... 6 szintenként energiacsökkento irányváItozásokat kell szerelni, vagy az alapcsatorna-csatlakozást kell energiacsökkentoként kialakítani. Ebben az esetben különös gondot kell fordítani az ejtovezeték aljára beépített idomdarab megfogására. Az ejtovezeték 900-os irányeltérítéseihez feltétlenül tisztítóidomot kell beépíteni. Az ejtocsövek végpontjain vagy hosszabb ágvezetékek végzodéseinél szellozovezetéket kell kialakítani. A szellozovezetékek legalább 0,5 m magasra nyúlnak a tetohéjazat fölé. Kivételes esetben az épület külso falsíkjára is kivezethetok, de megfelelo ráccsal kell lezárni. A szellozocso vége legalább 2 m távolságra legyen az ablak- vagyajtónyílástól. Az esetleges elhúzás miatt a szellozocso a lerakódó portóI idovel eldugul. Szellozocso a padlástérbe vagy kéménybe nem torkollhat. Az ágvezetéket lehetoleg falhoronyba vagy megfeleloen kialakított padlócsatornába kell szerelni (29-36. ábra). Panelos építés esetén (elsosorban házgyári lakóépületben) az ágvezetéket szabadon szeretik. Ilyenkor gondoskodni kell a vezeték szakszeru alátámasztásáról. A meleg víz hatására - nem megfelelo alátámasztás esetén - a cso lehajlik és dugulás következik be.
29-37. ábra. Csatorna:zsiJip
29-38. ábra. Csatorna-tolózár
29.4.4. A csatornahálózat mutárgyai A csatornahálózatot különbözo szerelvényekkel, építményekkellátják el. Ezek feladata a csatornahálózat jó muködésének, ill. üzemzavar esetén a hiba gyors elhárításának elosegítése. Ez~ket a szerkezeteket összefoglaló néven mutárgyaknak nevezzük. Torlók, tolattyúk. Ha a közcsatorna egyesített rendszeru, nagy zápor esetén a víz felduzzadhat benne, és az utca szintje alatt fekvo vÍznyelokön és berendezési tárgyakon keresztül a visszaforlódó víz a helyiségeket elöntheti. Ilyen esetben a mélyen
29-39. ábra. Kombinált csatorna-tolózár
------------
A CSATORNAHÁLÓZAT ANYAGAI ÉS ÉPíTÉSE 1071 -~----------------------------------------------------~--
fekvo víznyeloket külön alapcsatornára kötik, amelybe önmuködo tortót vagy kézi csatornatolatytyút helyeznek el. A 29-37. és 29-38. ábra kézi elzárótolattyút (zsilipet, tolózárat), míg a 29-39. ábra kombinált kézitolattyút és önmuködo tortót szemléltet. A szerkezetek öntöttvasból, kátrányozva és tokos csokötéssei készülnek. A tolattyúk nem zárnak tömören, és a szennyezodésekre is eléggé érzékenyek. Aknák. A földbe fektetett csatornahálózat ellenorzése, tisztitása és a szerelvények kezelése céljából a hálózatba 'aknákat építenek. A betoncsövekhez idomdarabok nem készülnek, ezért az irányváltozásokat, elágazásokat is aknák közbeiktatásával lehet csak megvalósítani. Az aknáknak olyan méretueknek kell lenniük, hogy azokba le lehessen menni, ill. a bennük elhelyezett szerelvényekhez hozzá lehessen férni. Épületen belül a földbe fektetett belso alapcsatorna tisztitóidomai, tortói kis méretu (30/30, ill. 40/40 cm) aknába helyezhetok a kis mélység miatt. Az aknákat öntöttvas keretbe helyezett öntöttvas fedlappal fedik le (29-40. és 29-41. ábra). A külso alapcsatornában leggyakrabban tisztitóaknákat alakítanak ki. Ezek keresztmetszete 60/100, ill. 80/100 cm téglalap vagy 100 cm átméroju kör. A terepszinthez közelítve az akna keresztmetszete szukítheto, a fedlap SO/50, ill. 60/60 cm a téglalap 50 cm a kör alakú aknákhoz. alakú vagy A kör keresztmetszetu aknák általában elore gyártott betongyurukbol készülnek (MSZ 11 302 és MSZ 11 305), míg a téglalap alakúakat téglából falazzák vagy csömöszölt betonból a helyszínen készítik (29-42., 29-43. és 29-44. ábra).
29-40. ábra.
Négyszögletes
öntöttvas
aknakeret
~- l
r-----------f. ~-
~;~
29-41. ábra. Kör alakú öntöttvas aknakeret és fedlap
.~
féTT--iW-TT18
0
---
Belméret,H,
Átméro,
300/300
80 85 mm75 mm
II
..l1ll-_.-1,OO.
1,36
ri
~ 'rf8
29-42. ábra. Négyszögletes tisztítóakna
TJi~
Tömeg, kg Könnyu
I
I
--
30 54
36 60
120 160
~ '" I
I
300
75 II
I
I~n~;Ü-I--
Tömeg, kg Nehéz
28 47 20 85 100 120 6075 80 35
29-43. ábra. Kör alakú tisztítóakna
'
I
. _~.---I...- 1S 9,511':: --tJo- - H 9,5
Nehéz
18 26
és fedlap
J
:-......-..
- .... 1,3L------4
1072
CSATORNÁZÁS
29-44. ábra. Akna tojás szelvényu esohöz 1 aknafedlap ; 2 felso szükíto; 3 aknagyürü, 0 80; 4 acél aknahágcsó ; 5 alsó szükíto
Az akna fenekét a csatlakozó csatornaszelvény alsó felének megfelelo folyókával építik. Az akna belsejét a csatornaszelvény legmagasabb pontjánál 10 cm-rel magasabban vízzáró vakolattal kell ellátni. Ha a terep lejtése nagyobb a csatorna kívánatos lejtésénél, akkor a különbségeket bukóaknákkal egyenIítik ki (29-45. ábra). A bukóakna fenekét kopásálló burkolattal (klinker) látják el. Nagyobb (2 m) bukóakna esetén célszerubb a szennyvizet az aknában épített ejtocsövön át levezetni (29-46. ábra). Jelentéktelenebb csatlakozásokhoz ún. vakaknákat használnak, amelyek nem emelkednek a terepszintig. Belso méretük a kapcsolódó csatorna atmérojéhez igazodik (30... 40 cm), a fedelük általában vasbeton lap (29-47. és 29-48. ábra).
1 fedlap;
2 elore gyártott betonszükíto; 3 elore gyártott aknagyürü; 4 heJyszfnen készített aknaszlikíto
15
15,
50
~--~---~--~
_ot
lP,T2t5~~'t ~-~I
I
I
!-
: I~. ~~: 1·
II
~
i
Jj
f:i.1~ QO 50__ 29-47. ábra. Vakakna
n~
29-45. ábra. Csatornázás
bukóaknákkal
A CSATORNAHÁLÓZAT ANYAGAI ÉS ÉpíTÉSE
1073
11
rp1251.~~ III
1"
..
~
"1
~I I
I
WJ '121
30
,-_
-54.---'--.J,
i121
29-50. ábra. Közbenso öblítoakna
-~-~--t
-_:--~.-':~ ~t1IJ;~li ..............••.B 12. Ja '-~ r-----
...J10~ 80.
,
,
29-48. ábra. Vakakna
A csatornahálózatban használnak még öblíto "végaknát" is. Ezt a kis lejtésu vagy kis vízhozamú csatornaszakasz elejére építik (29-49. ábra). A csatornaszakasz csappantyúval e1zárható. Öblítés alkalmával az aknát legalább 2 m3 vízzel feltöltik, a csappantyú nyitásával a víz az öblítendo csatornaszakaszba zúdul, s a leülepedett iszapot magával ragadja (29-50. ábra). További használatos mutárgyak még a surrantók, bújtatók, de ezek az épületgépészeti gyakorlatban ritkán fordulnalC elo.
29-49. ábra. Öblíto végakna 1 fedlap; 2 akaszt6szem; 3 horog; rendszertí
41apos lánc; 5 vízzáró vakolat;
6 Geiger-
cslícsappantyú
29.5. A csatornahálózat áramlástani méretezése A csatornahálózat feladata, hogyaszennyvizet a szennyezodésekkel együtt üzembiztosan és torlódásmentesen levezesse. A víz feladata a szennyezodések úsztatása. Az úsztatóképesség a víz mélységétol, térfogatáramától és sebességétol függ. A méretezés feladata az elozo tényezok összhangjának létrehozása. A méretezési módszerek részben elméleti 70 Az épületgépészet
kézikönyve
megfontolásokra, részben kísérletekre, mérésekre és megfigyelésekre támaszkodnak. A méretezés elso lépése a csatorna, pontosabban a méretezni kív.ánt csatornaszakasz mértékadó terhelésének megállapítása. A napi szennyvízhozam általában a napi vízfogyasztással azonosnak veheto, de ez a mértékadó
1074
CSATORNÁZÁS
terhelésre nem ad útmutatást. Hasonlóan nem vezet eredményre az 1 óra alatt lefolyó szennyvíz térfogatáramának ismerete sem, ez csak városi közcsatornák méretezésére irányadó. Épületen belül a terhelés a különbözo szennyvfznyelok maximális egyideju igénybevételébol számítható. A különféle vfznyelok és berendezési tárgyak különbözo vfz-térfogatáramot tudnak levezetni. Ezért - a vízhálózat méretezéséhez hasonlóan - célszeru egységnyelot választani. • A választott nyeloegység, e= 1; 0,33 l/s vizet tud elvezetni. A különbözo nyeloket lineárisan lehet átszámo1ni. Pl. 0,66 l/s vizet elvezeto nyelo e ::;:: 2 egységnek felel meg. A használatos nyelok egyenértékei a 29-21. táblázatban találhatók. Nem valószínu, hogy egy csatornaszakaszra kapcsolt több nyelo közül azonos idopillanatban az összes üzeme!. Az egyidejuleg üzemben levo nyelok számát a nyelok egyenértékének összegébol vont kadikgyök jellemzi, azaz az egyidejuleg üzemben k
levo nyelok száma V; A k gyökkitevo nagysága az épület, ill. a berendezés jellegétol függ (29-22. táblázat). A mértékadó terhelés az egységnyelo vfzelvezetése és az egyidejuleg üzemben levo nyelok szorzata, azaz k
V=0,33V; l/s.
(29-1) Az elvezetendo csapadékvfz térfogatára a lehulló csapadék intenzitása a mérvadó. A mértékadó terhelést Budapesten a 4 éves, vidéken az 1 (2) éves gyakoriságú, 10 (15) perces zápor intenzitása határozza meg (1. a 29-1. fejezet és 29-2., 29-3. és 29-4. táblázatot). Az elvezetendo csapadékvfz a már ismertetett
Vcsa='ljJiA
29-22. táblázat. Vfznyelok egyidejfisége k
A berendezés jellege
2
Lakóház Nagykonyha Mosoda, garázs Fürdo, gyógyintézet SOrn1osdó,lábmosó Zuhanyozó
1,9 1,85 1,85 1,80 1,80 1,75 1,5 1,3 1,0 1,0
Teljes egyidejuség esetén
Egyesített rendszeru· csatorna mértékadó terhelése a szenny- és csapadékvfz terhelés összege. Az áramlástani méretezés végso célja az egyes szakaszokban szükséges csatornaszelvény meghatározása. A hálózat egyes részeire különféle egyszerusített módszerek használatosak. Minden szakaszra érvényes azonban az az általános szabály, amely szerint a csatornahálózatban a szelvényt szukíteni tilos, azaz az áramlás irányában egy már alkalmazott szelvénynél kisebb sehol sem építheto.
29.5.1. Ágvezeték Az ágvezeték legkisebb átmérojét a berendezési tárgy, ill. a víznyelo csatlakozási csonkja határozza meg (29-23. táblázat). Több berendezési tárgy közös ágvezetékének átmérojét a nyelok összegének függvényében tapasztalati adatok alapján összeállított táblázatokból vehetjük (29-24. táblázat). A táblázat
(29-2)
összefüggésbol számítható. Az A felület mindig a felület vízszintes vetülete. 40 SO 65 (63) 32 80 (90) 100 (110)
29-23. táblázat. Berendezési tárgyak csatomacsatlakozásai (legkisebb átmérok) NÁ,mm
Berendezési tárgy
25
Mosdó; bidé Kézmosó; W. C.-öblito záró (zuhany, fürdokád); fürdokád; Kádtúlfolyó; Leszivó W. sogató; C.; W. 210/210 C.;vizelde-öblítócsó Góliát nágy csatornatönk mosogató; Góliát mosogató 160/160 csa-kis 105/105 csatornatönk cés mosogató csepptáIcával; Szuez buzeItomatonk (lehet kétrekeszes 60 azbesztcement is) moÖntöttvas kiönto; öntöttvas Falikút; egymedencés mosogató; egymeden-
29-21. táblázat. Berendezési tárgyak nyel6-egyenértékei Megnevezés
érték, e Egyen-
Ivókút
0,25
Mosdó, bidé, vizelde Zuhanyozó Kiönto, falikút Mosogató, fürdokád
O,SO
W.c.
0,70 1,00 2,00 3,60
J/s
I Viznyelés, 0,08 0,17 0,22 0,33 0,67 1,20
A zárójeJes méretek PVC csövekre vonatkoznak.
A CSATORNAHÁLÓZAT
ÁRAMLÁSTANI
a vezeték lejtését is figyelembe veszi. A szükséges, ill. még elégséges lejtés számértékeit a 29-25. és 29-26. táblázat tartalmazza. A táblázatban szereplo töltés (teltségi fok) a csatornaszelvényben folyó víz h magasságának a csatornaszelvény H magasságához való viszonya. 29-24. táblázat. Ág- és ejtovezeték szennyvízterhelése
Ejtövezetékben esetén Ágvezetékben normállejtés 15 6600 512 16 100 120 100 80 16 30 10 50 50 340 630 250 I I 10 250 200 20 300 30 ben70 ben mm I \ kisebb lejtés 5 lakó- I köz· I lakó· e letben
épület.
I
1075
MÉRETEZÉSE
29.5.3. Csapadékvíz..ejtovezeték A belso csapadékvíz-ejtovezeték vagy az esovízállványcso átmérojét a csore kapcsolt tetofelület függvényében, tapasztalati adatok alapján választjukmeg. Egy-egy elvezetésre legfeljebb 300 m2 tetoJelület kapcsolható. 1 m2 tetofelülethez 0,65... 0,8 cm2 csoszelvény szükséges (29-27. táblázat).
épület·
29-27. táblázat. Csapadékvíz-ejtóvezeték
közlakÓ"
köz·
Elhúzás eselén
Max.
Tetofelület, m'
csapadék. vizhozam, Ils
<25 2~ 36 .. .48
29·25. táblázat. Szennyvízcsatorna töltése és lejtése hiB
legkisebb '
50
I
normál
le~s, min'j
\
50 60
1,60
70
49
63
2,10
64
100
3,30
100
101. .. 192
6,40
125
193
9,20
150
12,50 492 3771 16,30
175
378 278
277
200
N,
mm Á
1''';
e~. lmin
I
~I~~I~ ------40
60
15
70
15
80
10
100
8
125
125
8
150
150
5
175
-------25 80 30
70
20
100
20
15
--._-----------------------------10 200 10
NA, mm -
175
-I --
750,5 20 10 830 35 20 12 15 15 0,5 0,6
10 0,6
I
1
mm
80
Lejtés,%Q
Töltés max.,
NÁ,mm
0,84 1,18
NÁ,
29.5.4. Szellozovezeték A szellozovezeték átméroje megegyezik a kapcsolódó ejtovezeték átmérojével, de 60 mm-nél kisebb nem lehet.
29-26. táblázat. Ipari csatorna töltése és lejtése lejtés, Szennyezetlen ipariSzennyezett víz %o %o max~, hiB 20 75486max., 15 ipari víz 12 10 30 0,8 0,7· 0,7 0,8 I0,5 Töltés, I Töltés,
0,8 I
I
Legkisebb
29.5.5. Alapcsatorna A belso és külso alapcsatorna méretezési módszere azonos. A méretezéshez a kontinuitás tételébol kell kiindulni, azaz
V=wA,
29.5.2. Ejtovezeték Az ejtovezeték átméroi a 29-24. táblázatból vehetok, az ágvezetékhez hasonlóan a nyelok összegének függvényében.
ahol V aszennyvíz térfogatárama, m3/s; w a szennyvíz közepes áramlási sebessége, mIs; A a csatornaszelvény áramlási (nedvesített) keresztmetszete, m2• A szennyvíz az alapcsatornában a lejtés következtében a gravitáció hatására általában nem telt szelvényben, hanem szabad vízfelszínnel áramlik, így a biztonsági tartalék is rendelkezésre áll. A csatorna teltségére jellemzo szám a töltés vagy teltségi fok, amelyet a 29.5.1. pontban már definiáltunk. Az épületgépészeti gyakorlatban túlnyomórészt kör szelvényíi csatornát használunk, itt a szelvény
1076
CSATORNÁZÁS 29-28. táblázat. A csatornaCaI érdessége
H magassága egyben a cso d átméroje is. Erosen
változó vízhozam esetén szokásos tojás szelvény alkalmazása, ebben a különbözo töltések esetén is megfelelo nagy vízsebesség jön létre. A víz közepes sebességének kiszámítására a Chézy-féle összefüggés használatos :
w=cW, ahol R a hidraulikus sugár; J a cso lejtése, amelyet a vízszint esésével azonosnak veszünk, c az ún. sebességtényezo. A hidraulikus sugár a csatornaszelvény nedvesített keresztmetszetének és nedvesített területének viszonya, míg a c sebességtényezo a Kutter-féle kísérIeteken alapuló összefüggésbol számítható:
c=---, lOOYR
CI-3)
b+YR
A csatorna
anyaga 1
PVC, üveg, porcelán, gyalult fa Téglafal, koagyag, azbesztcement, beton Kofal Durva kofal, simítatlan beton Földfenék, kavics, homok
Érdesség
0,10 0,25 ... 0,35 0,50 0,70 1,00
ahol b a csatorna falának érdességi tényezoje (29-28. táblázat). A sebességtényezo, ill. magának a sebességnek a meghatározására más összefüggések is használatosak (Manning-Strikler, PrandtI-Colebrook), de valamennyi között a Kutter-féle összefüggés adja a legnagyobb biztonságot, mert a csatorna vízszáIIí29-29. táblázat. Kör szelvényÜ
,--
------ - -----_._~-,415 ---~------------~--_. --1,1 -------1,2 ----------24I 11,3 ,0 -2,2 1,6 1,0 1,5 1,9 125mm -3,4 100mm 60 mmm' 80mm 0,0079 0,0123 m' 0,0050m' 12 18 12 II-9473,3 13 17 iI ! 0,45 1,50 1,20 3,0 5,4 6,7 :',3 0,28 0,76 0,65 0,22 0,34 1,20 0,98 0,35 0,49 0,76 4,3 2,1 2,7 6,0 3,9 1,7 1,8 ,4 ,5 8,7 1,10 0,55 0,45 0,70 0,69 0,85 9,4 5,3 3,7 0,95 0,49 0,48 2,4 3,3 0,65 0,55 0,35 0,85 0,20 0,85 0,44 0,27 2,8 7,7 1,7 6,5 ,2 1,35 0,60 0,75 1,10 4,7 2,0 1,2 1,90 1,55 0,80 2,2 0,64 0,32 0,23 0,42 6,6 -1,3 0,90 1,00 0,38 1,30 mis __0,0028 --I/s-1 Ilsm' Ils - iiIIIIIIII Ils A =0,0020 Im' I m/s---~/-s--I-m/sI I II I I II
1 I
I
I
Csatornavezeték
,
I
I
I
I
mis
I
méretéhez tartozó
A CSATORNAHÁLÓZAT
ÁRAMLÁSTANI
tása a valóságban az így számítottnál 20 ... 25%-kal nagyobb. Az alapcsatornában levezetheto szennyviz térfogatárama ezek szerint a következo összefüggéssei számítható:
V=A
fiU.
lOOYR
(29-4)
b+vR Az összefüggés gyakorlati megoldására részletes és könnyen kezelheto táblázatok és diagramok készültek. A 29-29. táblázat és a 29-51. ábra diagramja a kör szelvényu, míg a 29-52. ábra diagramja a tojás szelvényu csatornák vizszálIítási és sebességi adatait tartalmazza teljesen telt szelvényre vonatkozóan, a csatorna' lejtésének függvényében. Telt szelvényu áramlás azonban csak csapadék-
1077
MÉRETEZÉSE
viz-alapcsatornában vagyegyesített rendszeru csatornahálózatban engedheto meg. Elválasztó rendszerben, pl. belso szennyviz-alapcsatornában a megengedett legnagyobb töltés csak 0,5 ... 0,65. A telt szelvényre készült táblázatok részleges töltésu szelvényméretezéséhez is használhatók. A29-53. ábra diagram ja kör szelvényre, míg a 29-54. ábra diagramja tojás szelvényre tünteti fel a különféle töltések esetén létrejövo térfogatáram- és sebességviszonyokat. Az alapcsatornában a sebességet bizonyos korlátok közé kell szorítani. A minimális sebesség 0,3 mIs, az öntisztításnak megfelelo sebesség 0,7 mIs, míg betoncsatornában a megengedett felso határ 3,0 mIs. Ennél nagyobb sebesség csak koagyag csatornában engedheto meg, de az 5,0 mIs-ot abban. sem haladhat ja meg.
csatornák vízszállítása vízszállítás,
lis és vízsebesség,
mis 20 cm
IS cm
O,Ol8m' I/s
0,031 mis
30cm
25 cm
m'
0,049 m'
0,071
40 cm
m'
0,126m' mis
I/s
lis
mis
11
0,23
19
0,27
42
0,34
0,22
6 9
0,20
4,0 5,5 6,7
0,28
16
0,33
27
0,38
60
0,48
0,31
12
0,39
23
0,47
38
0,54
84
0,67
0,38
15
0,48
28
0,57
47
0,66
103
0,82
7,0
0,43
17
0,55
32
0,66
53
0,76
119
0,95
8,0 9,0
0,49
19
0,60
36
0,74
60
0,85
133
1,06
0,53
21
0,68
40
0,81
66
0,93
146
1,16
II II
0,57
23
0,73
43
0,87
71
1,01
0,62
25
0,78
46
0,93
76
1,08
158 169
1,34
0,65
26
0,83
48
0,99
81
1,14
179
1,42
12
0,69
27
0,87
51
1,04
85
1,20
189
1,50
12
0,73
29
0,92
54
1,09
89
1,26
198
1,57
93 97
1,32
207
1,65
1,37
215
1,72
10
1,26
13
0,76
30
0,96
56
1,14
14
0,79
31
0,99
58
1,19
14
0,82
32
1,03
1,23
101
1,42
223
1,78
15
0,84
34
1,07
1,28
104
1,47
231
1,84
15
0,87
35
1,10
60 63 65
1,32
108
1,52
239
1,90
16
0,93
37
1,17
69
1,40
114
1,61
253
2,01
17
0,97
39
1,23
72
1,47
120
1,70
267
2,12
18
1,02
41
1,29
76
1,54
126
1,78
280
2,23
19
1,07
42
1,35
79
1,61
132
1,86
292
2,33
19
1,11
44
1,41
82
1,68
137
1,94
304
2,42
20
1,15
1,46
85
1,74
142
2,01
316
2,51
21
1,20
46 47
1,51
88
1,80
147
2,08
327
2,60
24
1,38
1,74
102
2,08
170
2,40
27
1,55
55 61
1,95
115
2,33
190
2,70
30 39
1,70
67
2,10
124
2,55
207
2,90
2,20
87
2,80
162
3,30
269
3,80
1078
CSATORNÁZÁS
760 720 700 80
u'u' -,.., o o ~'ó160 ou'
"U' ~;rbU/
<;J'
,!>\J'
,..,
~~~
:s;",..,
100
I
50
70.
50 30.
40.
30.
5.0)
7,0 .5;0.
3,0.)
2,0 7,6 7.2.
1.0 0.1
0,2
as
1,0
2.0
5,0
W,O 20
50
100
L~jt~s %öben
29-51. ábra.
Kör szelvényú csatornák
vízszálIítása
1.0
0.7 0.2
as
1,0
~O
.5;0
10
20
50
L••j t~s
-J•• -
100 b~n
29-52. ábra. Tojás szelvény ú csatornák vízszállítása
1,0. 1.0 0..9
0,9 0..8
0.8
0.7 0.7 0.,6
op
as 0,4
0,5 ~
'o
VI
:(;
o
.
-
0.,4 ;,
-.!:
0.3 , :,:: 0,2 ;:
al
0
0.1 0,2 (13 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1,0. 1.1 1,2
-
0,1
.
a
a 0,1 0,2 0.3 0,4 as 0.6 0.7 0,8 0.9 1.0 1,1 1.2
li
L;!t:"Ii WjpU 29-53. ábra. Kör szelvényú csatorna töltése
Q1:<: 0.2
.w
1i;'W"'1/
29-54. ábra. Tojás szelvény ú csatorna
töltése
29.6. Szennyvízszállítás, szennyvízátemelés A lakosságtóI, ill. az iparból származó vizet és szennyvizet - amely iszapot, homokot, zagyot, általában darabos szennyezodést is tartalmaz e célra kialakított szivattyúkkal szállítják. A vízszintes tengelyu hagyományos centrifugálszivattyú szennyvízhez való alkalmazása sok üzemzavar oka, vagy egyáltalán nem is lehetséges.
A korszeTU és gazdaságos csatornázás követelménye a túlságosan mély építés kerülése. A csatorna lejtésének kialakításán túlmenoen ezért bizonyos távolságokban szennyvízátemélo szivattyúkat építenek be. Kisebb-nagyobb ipari, lakó-, középületek stb. szennyvizének összegyujtése némely esetben csak a
SZENNYVfzSZÁLLfTÁS,
külso közcsatorna szintje alatt lehetséges. Ilyenkor szintén szennyvizszivattyú beépítésére van szükség. A különféle kialakítású és típusú szennyvízszivattyúkat beépített területek belvizének, mély épületszinteken, alagsorban, aknák ban stb. összegyult, beömlo vizek gyors eltávolítására is használják.
A központi szennyvíztisztító telepek terhelésének csökkentése bizonyos esetekben megkívánja, hogy a szennyvizek darabos szennyezodését már a keletkezés helyén vagy környezetében eltávolítsák. Zápor, zivatar alkalmával lehullott csapadék elvezetésére némely esetben a csatornák víznyelo képessége nem elegendo. A szennyvízszállítás növelése csak szivattyúval lehetséges. A helyi átemelo-' egységek általában automatikus üzemuek. A felsorolt feladatokat világszerte kis és nagy teljesítményu, kézi muködtetésu vagy automatikus, rácscsal, homokülepítovel, homokfogóval, iszapkotróval, daraboló-, zagyszivattyúval, komminutorral, vÍzszintes vagy függoleges tengelyu, dugulásmentes különféle tengelyhajtású búvárszivattyúval oldják meg. Némely esetben csigaszivattyút vagy mammutszivattyút alkalmaznak. Az USA-ban használatos ún. FLUSH CLEAN SYSTEM - amelyben a darabos szennyezodést a centrifugálszivattyúk lapátozását megkerülve leválasztják, darabolják és ismét egyesítik - Európában nem tudott elterjedni. Újabban a forgódugattyús szivattyúk használata terjedt el. A következokben néhány olyan típusú, rendszeru szivattyút ismertetünk, amely a hazai kereskedelmi forgalomban beszerezheto, tehát a tervezés során figyelembe veheto.
29.6.1. Szennyvízdaraboló szivattyú A szennyvízdaraboló szivattyú alkalmazható az ipar számos területén a legkülönbözobb eredetu és természetu darabos anyagot tartalmazó szennyvizek, zagyok szállítására; házi és mezogazdasági nyers szennyvíz átemelésére és továbbítására; közbenso szennyvízátemelo helyeken a közcsatornába való átemelésre; szennyvíztisztító telepeken belüli recirkuláltatásra, iszapkeringtetésre, valamint rongy, bor, vatta, ill. szálasanyag-tartalmú folyadékok szállítására. A szivattyú elé szurorács és egyéb segédberendezés elhelyezése nem szükséges. Beépítése hagyományos vízszintes (29-55. ábra), függoleges (29-56. ábra) vagy búvárrendszerben (29-57. ábra) lehetséges.
1079
SZENNYVfzÁTEMELÉS
A 29-58. ábra automatikus szennyvízátemelo szivattyútelepet ábrázol függóleges tengelyu szivattyúval. A darabolószivattyúk ráfolyásos rendszerííek, villamos motorral egybeépítve, -közös gépalapon, rugalmas tengelykapcsolóval készülnek. A daraboló hatás fokozására a lapátozás külso része éles, ill. fogazott. Rongy, szálas anyag, kisebb szilárd szennyezodés a muködését nem zavarja, azokat felaprítva szállítja tovább.
I
29-55. ábra. Szennyvízátemelo
(vízszintesen beépített)
29-56. ábra. Szennyvízátemelo
(függolegesen beépített)
29-57. ábra. Szennyvízátemelo (búvárrendszerben tett)
beépí-
1080
CSATORNÁZÁS
29.6.4. Szivattyú hajlékony közléitengellyel Hajlékony köz1otengellyel hajtott, bemerülo, egyfokozatú, centrifugál-rendszeru, dugulásmentes szivattyút is gyárt a hazai ipar. A szivattyútest közvetlenül a vizbe merül. Sem szivócsore, sem lábszelepre, ezért légtelenitésre sincs szükség. A lapátkerék különleges vágóél kialakitása folytán kisebb darabolási munka elvégzésére is képes. Hideg és meleg viz (max. 105 oc) szállitására egyaránt alkalmas. A benzinmotoros hajtómü lehe'tové teszi, hogy a szivattyút villamos energia hiá· nyában is bárhol üzemeltethessék. Kis terjedelme és súlya miatt két ember nehéz terepen is könnyen szállithatja. Felhasználási területe általában munkaárkok és munkagödrök, kábelcsatomák, aknák vfztelenitése, vizkivétel ásott kutakból, medencék töltése, pincék, mély fekvésu alagsorok vfztelenítése, szennyvizek átemelése, hirtelen záporok váratlan, nagy menynyiségu vizének eltávolítása, istállótrágyalé stb. szivattyúzása.
29.6.5. Zagyszivattyú 29·58. ábra. Automatikus szennyvízátemelo telep függoleges tengelyu szennyvízdarabol6 szivattyúval
29.6.2. Szennyvíz-búvárszivattyú Licenc alapján gyártjuk a szennyviz-búvárszivattYÚkat. Fekáliás, ülepitetlen szennyvizek szállitására, belvizek eltávolítására alkalmasak, járókerekük spirál vágólappal, ill. éllel készül. Aknába is beépithetok. A tereloéles járókerék 100 mm szemcsenagyságú anyagokat is képes továbbitani. A vágóélek feldarabolják a hosszú szálú anyagokat is.
Különösen kopásálló zagyszivattyút láthatunk a 29-59. ábrán. A szivattyú betétjei és lapátjai kopásálló ötvözetbol készülnek. A lapátot eros menet rögziti a tengelyhez, tömítése lezárja a lapátagy és a tengely közötti réseket, sem csúszó ékje, sem hor· nyos rögzitése nincs. A tömszelence szivárgását a berendezés jellegzetes tömítoelemei akadályozzák meg. A zsÍrzáras tömszelencéhez résviz csak speciális esetekben szükséges. A csapágybak stabilis, jól hordó öntvény, ame~ lyen a szivattyúház rögzitésére hárompontos támasztás és illesztocsap van.
29.6.3. Függoleges tengelyu szivattyú A függoleges, :fixhosszú tengelyhajtású, dugulásmentes szivattyúk tipusai szárazaknás kivitelben készülnek. Alkalmasak ipartelepen összegyult szennyvizek átemelésére.
29-59. ábra. Zagyszivattyú
SZENNYVíZSZÁLLíT
1081
ÁS, SZENNyvíZÁTEMELÉS
A nagy méretu, széles, eros kúpgörgos csapágyak, az axiális és a radiális terhelést maximális szivattyúterhelés esetén is nagy biztonsággal veszik fel. A tengely rendkívül eros, nagy átméroju, behajlása és rezgése bármilyen terheléskor kizárt. A volumetrikus veszteségek csökkenthetok a tengelynek, s vele együtt a járókeréknek a házban való megfelelo beállításával, amelyet a csapágyház alatt elhelyezett külso szabályozócsavar tesz lehetové. A szivattyúk minden típusa ékszíjhajtással muködik. Minden ipari, bányászati szennyvíz, a gyártási folyamatok során keletkezo emulziók, szuszpenziók, zagyok szállítására egyaránt alkalmas. Négy nagyságban készül, 500... 10 000 l/min vízszállításra és 25 ... 50 m szállítómagasságra.
A járókerék és szivattyúmotor egyszeru cseréjével 2 .. .40 l/s vízszállítást lehet elérni. A szivattyú üzemét automatikus vízszintszabályozó vezérli (Flygt-típus). A higanyos billenokapcsoló feladata a ki-be kapcsolás és egy jeladó kapcsolása; A háza PVC-bOI készül, ezért savval és lúggal szemben érzéketlen. A szabályozó muködését szennyezodések és lerakódás nem befolyásolják, bármikor egyszeruen beállítható új kapcsolási magasságra (29-61., 29-62. és 29-63. ábra). Több vállalat közremuködésével hazánkban tipizálták ezeket a különféle teljesíto képességu átemelotelepeket. 2 ... 120 l/s szennyvíz szállítására alkalmasak, így az adott feladatnak legjobban megfelelo járókerékkel ellátott szivattyúkkal szerelhetok fel. Kedvezo tulajdonságaik: a kis helyfoglalás; a buz- és zajmentesség; a teljesen automatizált üzem;
29.6.6. Speciális búvárszivattyú A szennyvíz-búvárszivattyú egyes típusai teljesen víz alá merítve éjjel-nappal szárazon futhatnak, tartós üzemben is felügyelet nélkül muködtethetok, homokot, iszapot, betondarabokat stb. jelentéktelen kopás nélkül képesek szállítani. Szerkezeti öszszeállításukat a 29-60. ábra szemlélteti. A járókerék cseréjével a legtöbb típus nagynyomású szivattyúvá alakítható áto Sújtólégbiztos kivitelben is készül. A hagyományos szennyvízátemelo telepekkel ellentétben, ez a szivattyú nem igényel száraz helyet.
~1j ------~.
1
~
2
---------
-- ---------~--._~---~-----
29-61. ábra. Szintszabályozó 1 be; 2ki
1 2
3
4-
29-60. ábra. Szennyvíz-búvárszivattyú 1
csatlakozókamra; 2 forgórész; 3 állórész; 4 csúszó saru; 5 tömítés; 6 kapcsolópofa; 7 járókerék; 8 csatlakozóláb
29-62. ábra. Szintszabályozó
billenökapcsolója
1 kábel; 2 ház; 3 ólomsúly; 4 higanykapcsoló
1082
CSATORNÁZÁS
üzemzavar esetén a szivattyú gyors és egyszeru cserélhetosége és szükség esetén nagyobb teljesítményu szivattyúra való csere lehetosége. Az átemelotelepek alkalmazásával mély vezetésu, nehezen megépitheto és költséges csatornák épitése feleslegessé válik. Ilyen telep látható a 29-64. ábrán. 29-63. ábra. A billenokapcsoló helyzete levegoben és fOlyadékban
29.6.7. Csigaszivattyú
, ~-~ , ..
.. .•.
--.. ",."" .....
...
Csigaszivattyút láthatunk a 29-65. ábrán. Alkalmazása ott célszeru, ahol üzembiztosan, aránylag kis magasságra, darabos és szálas anyagokkal szennyezett vizet kell nyílt felszínu csatornába továbbítani. A csigaszivattyú névleges szálIítóképességéig teljesen önszabályozó, az alvízi vízborítás mértékében önmagától növeli átemelését. A Ca QxH típusjelzésseI ellátott megnevezésben : Ca a csigaszivattyú; Q a névleges vízszállítás, l/s; H a névleges szállítómagasság, m. A Ca típusú csigasziváttyúk 7 nagyságban, 10... 1000 l/s névleges vízszálIításra készülnek. SzálIítómagasságuk 1... 2 m. A Ca QxH típusú csigaszivattyúk szerkezete acélcsore hegesztett, spirálfelületu vízemelo lemezcsigából, alsó és felso csapágyazásból, valamint a hajtóberendezésbol áll. A csigaszivattyú vízzel érintkezo felületeit korróziógátló bevonat fedi.
29.6.8. Mammutszivattyús kiemelok
29-64. ábra.
80
1
Búvárszivattyús
szennyvízátemelo
I
V,lls
Kiemelt Kiemelöcsö vízm.ennyiség, L1,m hossza, V,m'/h levegómennyiség, d,coU Levegöbevezetöcsö 66,5 20 30 10... 70 42Adagolt ... ... 211/2 2-6 ........ 115 40 20 150 10 290 159X4,5 89X3,2 1,5... 1,5, 6,5 átméroje, 133X4,0 H,m SzáUítómagasság,
berendezés
Kis és nagy mennyiségu víz, iszap, ill. homok kiemelésére egyaránt alkalmazható (29-66. ábra). 2 .. .40 l/s vízmennyiséghez három típus tartozik. Típusonként akiemelocso és a légbevezeto cso átméroje, valamint az emelési magasságtól függoen a beépítési hossz változik. A mammutszivattyús kiemelo kiválasztásához a minimális és maximális térfogatáram meghatározása szükséges. A mammutszivattyú a kiemelt vizet, iszapot, ill.
SZENNYVfzSZÁLLfTÁS,
A
1083
SZENNYVfzÁTEMELÉS
metszet
29-65. ábra. Csigaszivattyú
homokot elszállító berendezéshez vagy csovezetékhez karimásan csatlakozik. A kiemelocsoben a minimális áramlási sebesség 0,4 mis, a maximális pedig 2,3 mis körüli érték. A kiemelocsövön kívül levo levegobevezeto cso menetesen kapcsolódik a légtartályhoz. A légtartályból a surített levego résgyurun keresztül jut a keverotérbe. A résgyuru kialakítása olyan, hogya belépo levego egyenletes elosztással és nyomással, megfelelo irány töréssel és porlasztással kerül a keverotérbe. A mammutszivattyús kiemelo egyes alkatrészei könnyen szerelhetok, ill. cserélhetok. Szereléskor különös figyelmet kell fordítani a résgyuruk méreteinek pontos betartására. Az acél alkatrészeket két réteg elastolen' mínium [elhordása után 5 réteg elastolennel kell bevonni. A mázolandó felület fémtiszta legyen.
29-66. ábra. Mammutszivattyú-fej
l-~--
---
. Levegó
f
D
"
L
1084
CSATORNÁZÁS
29.7. Szennyvíztisztítás 29.7.1. Alapelvek A házi szennyvíz szükséges tisztítási fokát a befogadó viszonyai, a tisztítandó szennyvfz térfogata, a tisztított szennyvízzel a befogadóba engedheto szennyezo anyagok tömege, a gazdaságossági szempontok, valamint az egyes országokban érvényben levo vízvédelmi jogszabályokban megállapított tisztítási határértékek határozzák meg. A 29-67. ábrán bemutat juk a szennyvíz teljes tisztításához szükséges technológiai fokozatok sorozatát, részletesen feltüntetve céljukat, az általuk eltávolítható szennyezés fajtáját és a szóba jöheto alternatfv megoldásokat. Az ábra felso részén látható az a négy fokozat, amelybe a muveleteket és folyamatokat soroltuk. Ezek a következok: - Elokezelés. Célja csak a durva szennyezodés eltávolítása. Önállóan igen ritkán és csak bovizu befogadók esetén alkalmazzák (Budapesten egyes szennyvízkivezetéseknél egyelore csak ilyen van). - Elsodleges tisztítás. Célja a fizikai módszerekkel eltávolítható lebego anyagok kivonása. Más néven mechanikai szennyvíztisztftásnak is nevezik. - Másodiagos tisztítás. Célja a nem ülepítheto kolloidok és old.ott 'szerves anyagok eltávolítása. A szerves anyagok eltávolítása során, a technológiai muvelet következtében szervetlen anyagok; elsodlegesen nitrogén- és foszforsók kerülnek oldatba. A másodlagos tisztítást biológiai tisztításnak is szokás nevezni. - Harmadiagos tisztítás. A másodiagos tisztítás eredményeképpen létrejött sók közvetett szennyezést okoznak a vízben, mert trágyaanyaguk révén a vfzinövények, algák túlburjánzását okozzák. A harmadlagos tisztítás szukebb értelmezése az emlitett anyagok eltávolítása. Sokszor súlyosabb veszélyt jelentenek a befogadókra a különbözo fajtájú mikroszennyezok, a rosszul oldódó rezisztens anyagok (olaj és olajszármazékok, több gyurus aromás szénhidrogének, detergensek, peszticidek, fenolszármazékok, fémsók). Ezeket elsosorban ivóvizet adó felszíni vízfolyásoktól kell távol tartani, mivel íz- és szagártalmakat okoznak, de a 29-67. ábrán bemutatott alapmuveletek kombinációival eltávolíthatók. A házi szennyvíz - ha az túlnyomóan a lakosság ivóvíz-felhaszná1ásából ered - a vízfolyások sótartalmát általában megduplázza. Az iparosodás oda vezet, hogy ez az érték ma már lassan a korábbi háromszorosa lesz. Ha a folyóvíz eredeti minoségét
fenn akarjuk tartani, legalább 50%-os sótalanításra is szükség lenne. Az ábra alsó részén a tisztítási folyamatok során k~letkezo iszapfélék elhelyezési megoldásait szemlé!tetjük. Elvben az iszap mezogazdasági értékének valamilyen módon való kihasználása lenne acél, azonban az egyre több mérgezo anyagot és káros sót tartalmazó ipari szennyvizek miatt inkább a végso iszapelhelyezés egyes megoldásai (pl. égetés, depóniába helyezés) jöhetnek szóba. Ha az elozokben felsorolt káros okok nem állnak fenn, a mezogazdaság a szárított iszapot humuszképzo anyagként nagyon jól hasznosíthatja. Az ábrázolt technológiai lepcsok közül eloször a víztelenftésre való elokészítés (kondicionálás) következik. Ez lehet biológiai (anaerob rothasztás) vagy fizikai surítés (hokezelés), ill. kémiai (vegyszeradagolásos) eljárás. A gyakorlatban ezek kombinációját alkalmazzák. Amennyiben mezogazdasági öntözés jöhet szóba, ennek egészségügyi feltétele a féregpeték visszatartása, ezért az öntözés elott még akkor is anaerob rothasztásra kerül sor, ha a hatóságok nem írják elo a hokezeléses fertotlenítést. Az iszapot szikkasztóágyon vagy gépi berendezések segítségével víztelenftik, szárítják, majd depóniába helyezik vagyelégetik. A szikkasztóágyon szárított iszap kihordható a mezogazdasági muvelés alatt álló területre is. Sok helyen a nyers iszapot földmedencékbe vezetik. Ekkor több éves tartózkodás során természetes körülmények között megy végbe a rothasztás, víztelenítés és száradás folyamata. Ezeket a földmedencéket természetesen felváltva üzemeltetik.
29.7.2. A mechanikai szennyvíztisztítás és berendezései Úsztatóberendezések. A háztartások konyháiból, éttermekbol és egyéb vendéglátóipari létesítményekbol mindig kerül több-kevesebb zsiradék és olaj a házi szennyvízbe. Amennyiben ezek nagy mennyiségben jutnak a csatornahálózatba, a szennyvíz felszínére úszva a csatorna falára tapadnak, kis méretu vezetékekben dugulást okoznak, és kémiai bomlástermékeik a csatornacsövek anyagát is megtámadhatják. A korszeru település velejárója a gépkocsiforgalom növekedése, ezzel együtt napról napra no a garázsok, szervizállomások és javftómuhelyek szá-
N
",
•..
.>
o
rIO
.e.
tU
'j:;
rIO
N
';;: >. c: c:
Durva rács Dobszuro Elotárolás Kiegyenlítés
Durva szemcsék eltávolítása
ELOKEZELÉS
elhelyezés
Víztelenités
Surités
Kondicionálás Hokezelés Vegyszeradagolás
1
lelÖntözés
I Mezo~a.zdasagl
I
t
Denitrifikáció Ammóniakiuzés
tó
kicsapatás
és
Vegyszeres koaguláció
Kolloid és foszfor eltávolítása
Vegyszerregenerálás
Nitrogén eltávolítása
I
Égetés, depóniába építés, mezogazdaság
Végso
Eleven-iszap Biológiai csepegtetotest
Oxidációs
(biológiai) Szerves anyagok eltávolílítása
MÁSODLAGOS TISZTíTÁS
ISZAPKEZELÉS
Szikkasztóágy Centrifugálás Préselés Vákuumszurés Szárítás
Rothasztás
I
Ülepítés Koaguláció Olajeltávolítás Semlegesítés
(fizikai és kémiai) Lebego anyagok eltávolítása
ELSODLEGES TISZTíTÁS
Adszorpció aktiv szénnel
Oldott, biológiailag nem bontható szerves anyagok eltávolítása Ioncsere Elektrodialízis Fordított ozmózis
Sótalanítás
Csírátlanítás
Gázkiuzés
Gázkiuzés, klórozás
29-67; ábra. A szennyvíztisztítás és az iszapkezelés módszereÍnek áttekintése
Egyrétegu szurés Kétrétegu szurés
Finom lebego anyagok eltávolítása
HARMADLAGQSTISzrÍTÁS
I
I
I
I
rIO
rIO
rIO
N j::
~g
•.. •..
~
>.
.;;:
::i' N
e
;B
,.c::
'"
rIO
F5
:;;
'" ,'"
..,
UI
"""
i
r:n
>,
~ -,
r:n
~'
-
<:
><:
~ Z
N
r:n
1086
CSATORNÁZÁS
ma. A gépjármuvek mosásakor és a javítási muveletek során ásványolajtermékek is kerülnek a csatornába, amelyek tm- és robbanásveszélyesek. Az ipari szennyvíztisztító berendezésektol eltekintve, zsír-, olaj- és benzinfogókat általában a csatornák védelmére és olyan helyeken létesítenek, ahol különösen nagy mennyiségu zsírral, olajjal vagy benzinnel kell számolni. E berendezéseket általában a szennyezoforrás és a csatornahálózat közé építik, és csak kivételes esetben helyezik el a szennyvíztisztító telepen. Amennyiben a zsír vagy olaj tömege nem haladja meg a 6 mg/I értéket, a szennyvíztisztító telepen nem kell úsztatóberendezést alkalmazni, mert az eloülepítok a szokásos 1... 2 órás ülepítési ido alatt a szennyvízzel érkezo zsír- és olajféleséget biztonsággal felúsztatják. Az úsztatóberendezésekben a szóban forgó anyagok felszállási sebességét a következo összefüggés alapján határozhatjuk meg:
w-
J2g(ev-eJ
-
18.u
(29;-5)
'
ahol w az olajszemcse felszállási sebessége; d az olaj szemcse átméroje; g gravitációs gyorsulás; ev a víz surusége; eo a zsír, olaj, ill. benzin surusége; !1. az olajféleség dinamikai viszkozitása.
Nagyobb zsírfogókat célszeru légbefúvás os megoldással tervezni. Ilyen látható a 29-68. ábrán. A légbefúvás a hatásfok növelését eredményezi. A zsír-, olaj- és benzinfogókat részletesen a 29.7.6. pontban tárgyaljuk. A benzinfogókat egyrészt a kinyert benzin ismételt felhasználása, másrészt a csatornában a robbanásveszély kiküszöbölése végett alkalmazzák. Muködési elvük ugyancsak a suruség szerinti szétválasztáson alapul. A vízszintes áramlási sebességet 1 cm/s-nál kisebbre kell venni. A 29-69. ábra benzinfogót szemléltet. Rácsok és sziíroK. A szennyvíztisztító telepen a mechanikai szennyvíztisztítás elso lépcsoje ként az úszó, lebegtetett, esetleg görgetett anyagokat tartják vissza. Ezeknek az anyagoknak a szennyvízbol való eltávolítása elsosorban a gépi berendezések védelme (pl. szivattyúdugulás elkerülése), másodsorban a további tisztítási folyamatok zavartalansága miatt lényeges. A nagyobb méretu anyagok visszatartására durva rácsokat vagy gerebeket alkalmaznak, a kisebb méretueket a finom rácsok és szurok tartják vissza. A gerebeket a finom rács vagy homokfogó védelmére használják. Pálcaközük kézi tisztítás esetén 6 ... 8 cm, gépi tisztítássaI4 ... 6 cm, de ennél nagyobb is lehet. Függolegesek, ívesek vagy a vízfolyás irá-
A metszet
C
metszet 7
B metszet {)
d- __ ---
29-68. ábra. Zsírfogó légbefúvással
1 súrítettlevego-vezeték;
2 nyersvíz-bevezetés; 3 zsírlalanítotl víz elvezetése; 4 zsír; 5 saválló burkolat; 6tisztítóakna
SZENNYVÍZTISZTÍT A
ÁS
1087
metszet
A
B
L
metszet
--tl 2
-2
I
--1 \
_
__
\
8
\
\
\ 3 '/.
70
B
B
metszet
metszet
11
A
A
A
12
29-70. ábra. Szennyvízrács 29-69. ábra. Benzinfogó 1 nyersvíz-bevezetés;
2 elvezetés; 3 kanna vagy vödör; 41égzáró vakkarima
nyában döntöttek. A várható rácsszemét mennyisége évenként 2 ... 3 l/fo, ezért általánosabb a kézi tisztítás. Amennyiben egyesített rendszeru csatornákban a sok csapadék miatt idoszakosan nagyobb visszatorlódás jön létre, megkerülocsatornát is alkalmaznak. A megkerülocsatornába kétszeres pálcaközu gerebeket helyeznek el. A gereb és rács szokásos elhelyezését a 29-70. ábra szemlélteti. A kézi tisztítás megkönnyítésére biztonságos kezelojárdát célszeru építeni úgy, hogya gerebrol lekotort rácsszemét egyúttal a járdába süllyesztett és kiemelheto gyujtoedénybe legyen helyezheto. A pálcák közötti átfolyási keresztmetszet vízszintmagasságig számított felülete ne legyen kisebb, mint az ehhez a vízálláshoz tartozó nedvesített csatorna -keresztmetszet. A finom rácsokat általában minden szennyvíztisztító berendezés elso fokozataként, tisztítatlan szennyvizet átemelo szivattyútelepek elott vagy önállóan alkalmazzák, ha az általuk elérheto tisztítás mértéke pl. a befogadó megfelelo hígítása következtében megfelel a helyi eloírásoknak. Nem kell rácsot alkalmazni, ha az elozetes vizsgálatok szerint a szennyvíz nem tartalmaz rácson felfogható uszadékot vagy hordalékot; elválasztó rendszeru szennyvízcsatornákban, kis telepek oldómedencéje vagy kétszintes ülepítoje elott, valamint
/ rácskiemelo daru csigasorral ; 2 fedlapok ; 3 forgáspont; 4 szállítóeszköz vagy rácsszemét-aprító; 5 géppel tísztított finom rács; 6 kezelojárda ; 7 korlát; 8 durva rács; 9 pótrács; /0 kofogó zsomp; JI járda; /2 rácsszemétgyujto edény
ha a szennyvíztisztító berendezés terhelése 200 LEÉnél kisebb. 5000 LEÉ-ig általában kézi tisztítás ú rácsot alkalmaznak; 5000 LEÉ felett általában, de 20 000 LEÉ felett mindig gépi tisztítású rácsot használnak. A finom rácsok pálcaköze 1. ..5 cm, leggyakrabban azonban 1,5... 2,5 cm. Elhelyezésük lehet függoleges, de általában a vízfolyás irányában a vízszintessei 70 ... 75° szöget bezáró hajlásszögu. A rácsot úgy kell méretezni, hogy a pálcák között átfolyó víz sebessége 0,5 ... 1,0 mis közé essék. Az átáramlás közben 5 cm-ig terjedo vízszintesés engedheto meg. Ennek megfeleloen közvetlenül a rács elott a rácsakna fenekébe 5 cm-es lépcsot kell beépíteni. A rács ellenállását a következo képlettel számolhat juk : 4
h= {J (
k
2g d)3W2
sin
(x,
(29-6)
ahol h a rács visszaduzzasztása ; d a rácspálca szélessége; k a szabad pálcaköz; w a szennyvíz áramlási sebessége a rácson át; (x a rácsnak a vízszintessei bezárt szöge; a {J 'tényezo értékei a rácspálca keresztmetszetétol függoen: kör keresztmetszetre 1,79 2,42 laposacélra
1088
CSATORNÁZÁS
lekerekített végu laposacélra csak egyik végén lekerekített végu laposacélra
1,67 1,83
A finom rácsok által visszatartott rácsszemét a tisztítandó szennyvíz térfogatától, a csatornázás rendszerétol és a rács pálcaközétol függ. A 29-30. táblázat a rácsszemét térfogatára tartalmaz tájékoztató adatokat. 29-30. táblázat. Rácsszemét-mennyiségek Évi rácsszemét-mennyiség lakosonként, dm" Pálcaköz. mm
elválasztó
egycsltett
csatornázás esetében
to 20 30 40 50
to 15 6 to 4 3 2
6 4 3
30%-kal több, mint elválasztó rendszeru csatornázás esetében
Gépi tisztítású rácsokhoz 20000 LEÉ-ig általában íves rácsokat, efelett sík, állótáblás rácsokat alkalmaznak. Az íves rácsokat vízszintes tengely körül forgó egy- vagy kétkarú fésuvel tisztítják, a sík rácsokról Gall-lánccal vagyacélsodronnyal kényszerpályán fel-le mozgatott asuvel távolítják el a szemetet. Korábban mozgó rostélyú rácsokat is alkalmaztak, költséges kivitelük és kényes szerkezetük miatt azonban ma már egyre ritkábban fordulnak elo. 10 mm-nél kisebb résnyílású szuroket (finom rácsot, rostát, szitát) csak abban a kivételes esetben alkalmaznak házi szennyvizek tisztítására, ha a szuron való átbocsátás után, további tisztítás nélkül a szennyvíz a befogadóba engedheto. Az ipari szennyvizek tisztítására már gyakrabban alkalmazzák: olyan esetekben, amikor a szuro más tisztítási lépcsot, pl. eloülepítot helyettesíthet. így pl. a konzervipari szennyvizeknél az eloülepítot helyettesítik a dobszurok, amelyek a feldolgozott nyersanyagból a szennyvízbe jutott mago, héj- és gyümölcsdarabkákat visszatartják. A rácsok kezelése kézi tisztítás esetén a rácsszemét eltávolításából és elhelyezésébol áll. A kezelés gyakorisága a rácsszemét mennyiségétol függ. Gépi rácsok esetén rendszeresen ellenorizni kell a berendezés üzemét, pótolni kell az elfogyott kenoanyagot, és a hibás alkatrészeket ki kell cserélni. Ez utóbbi zavartalan lebonyolítására a nagyobb igénybevételnek kitett alkatrészekbol megfelelo tartalékot kell raktáron tartani. Tekintettel arra, hogyarácsról leszedett szemét további kezelése már természetes és mesterséges
biológiai folyamatok útján megy végbe, a rácsszemét kezelését a biológiai tisztításnál tárgyaljuk. Homokfogók. A homokfogók olyan speciális üle· pítoberendezések, amelyek a szennyvízben levo durvább, ásványi jellegu lebego anyagot ülepítik. Erre egyrészt a további tisztítási folyamatok zavartalanabbá tétele, másrészt a beépített gépi berendezések védelme (kopás) miatt van szükség. A homokfogót általában a rács után helyezik a tisztítás folyamatába. A homokfogó ban leülepítendo anyag összetétele rendkívül változó, így a méretezés alapjául veheto szemcseátméro és suruség csak becsléssel állapítható meg. A homokfogókat általában úgy méretezzük, hogy a 0,2 mm-nél nagyobb átméroju homokszemcséket tartsa vissza. Az így visszatartott homok térfogata tág határok között változik, mérési eredmény hiányában 5... 12 l-re becsülheto a LEÉ-enként kifogott homok. Az átfolyás irányát tekintve a homokfogók vízszintes vagy függoleges átfolyásúak. Mindkettonek világszerte sok típusa alakult ki. Hazánkban a hosszanti átfolyású és a légbefúvásos homokfogók terjedtek el. Az átáramlás iránya mindkettoben vízszintes. A továbbiakban elsosorban ezeket ismertetjük, a külföldön használatosakat - a teljesség kedvéért - csak megemlítjük. A homokfogóba min. 0,5 ... 0,6 mis sebességgel érkezik a szennyvíz a csatornából. A hosszanti átfolyású homokfogóban bármilyen vízhozam mellett 0,3 mis átáramlási sebesség szükséges. Ennél a sebességnél ugyanis a homokszemcsék még kivá1nak és leülepednek, de a finomabb szerves anyagokat a víz továbbviszi. Az átfolyási sebesség szabályozását vagy az átfolyási keresztszelvény csésze formájú kialakításával, vagy az átfolyási keresztszelvény és a mutárgy végén beépített terelo- (torló-) lemez öszszehangolt kiképzésével, Venturi-, ill. Parshall-csatorna beépítéséveI lehet elérni. Az átfolyási sebességet úgy kell meghatározni, hogy a kiválasztott méretu homokszemcse biztonsággalleülepedhessék. Miután a ffiUtárgyban turbulencia is van, a süllyedési sebességet a 29-31. táblázatban található értéknél kisebbre kell felvenni. A mutárgy alján a napi homokmennyiségnek és a homokeltávolítás gyakoriságának megfeleloen homoktároló teret kell kialakítani. A leülepedett homokot kézzel vagy géppel emelik ki. A homokfogó üzemét vagy két, párhuzamosan muködo homokfogó rekesz építésével, vagy egy rekesz és megkerülocsatorna létesítésével lehet zavartalanná tenni. A homokot kotróval, markolóval vagy zagyszivattyúval távolítják el. . Nagyobb szennyvízhozam esetében légbefúvásos homokfogót (29-71. ábra) célszeru alkalmazni. Méretezési elve hasonló a hosszanti átfolyású homokfogóéhoz, felületi terhelése a szemcse süllye-
SZENNYVÍZTISZTíT
1089
ÁS
29-31. táblázat. Ülepedési sebességek álló, 10 oC-os' szennyvízben Ulepedési sebesség, mm}s Suruség,
Anyag
Szemcseátmérö, mm
kg}dm' \,0
I
0,5
2,65
140
72
Szén
1,50
42
21
Házi szennyvíz lebego anyagai
1,20
34
17
Kvarchomok
dési sebességének felel meg. A medencében kialakuló áramlás egy hosszanti és egy keresztirányú körpálya mozgás eredojeként csavarvonal alakú. A hosszanti átfolyási sebesség a maximális órai lefolyás idején se legyen 0,2 m/s-nál nagyobb, a tartózkodási ido pedig ne legyen 2 min-nál kevesebb. A kör pályájú mozgás sebességét a befúvott levego térfogata szabályozza, átlagos értékként 1 m3 medencetérfogatra 1,5 m3/h levegot lehet számítani. A szükséges levego-térfogatáramot és az ehhez szükséges villamos energiát a 29-72. ábra szemlélteti. A mutárgy átfolyási keresztmetszete ne érje el a 15 m2-t, és minél jobban közelitse meg a kört, hogy az áramlás kör pályájú legyen. Célszeru a légbefúvó csorácsot a fenék közelében elhelyezni, mivel ez növeli a kiválasztási hatást, és csökkenti a szennyvÍzben levo detergensek felhabzását. A medencébol a vizet a bevezetéssel ellentétes oldalon, a forgó vízhenger közepérol vagy a merülofal mögül célszeru kivenni. A medence muködése kedvezobb
í
)
0,2
23 7,2 -5
I
0.\
I
I
6,7
I
2,1 0,83
--1
0,05
I
0,01
I
1,7
I
I
0,42 0,22
I
I
I
I
0,005
0,083
I
0,017
0,022 0,008
I
0,004 0,002
I
lesz, ha a medencét keresztirányú osztófalakkal és hosszirányú terelolemezzel látják el. A homokot a medence alján levo gyujtozsompból mozgó kotrószerkezettel vagy mammutszivattyúval lehet eltávolitani. A mozgó kotrószerkezettel kapcsolatban nagyo!"!rossz hazai tapasztalataink vannak. Bármennyire is jól muködjék egy homokfogó, a homokkal együtt több-kevesebb szerves anyag is leülepszik. Ilyenkor a szerves és szervetlen anyagokat homokmosással választják szét. A kiemelt anyagokat tölcsér vagy csonkagúla alakú tartályba juttatják, ahol azt tisztított szennyvízzel vagy tisztavíz sugárral, esetleg surített levegovel is átmossák. Különleges esetekben, elsosorban nagy homoktartalmú ipari szennyvizek esetében a homok kiválasztására, surítésére és osztályozására (szerves anyagok, homok) hidrociklonokat is alkalmaznak. Hazai alkalmazására ritkán kerül sor. A külföldön használatos vÍzszintes átfolyású homokfogók többek közt a Dorr-rendszeru, a kör alakú és a fenékrácsos homokfogók. A Dorr-rendszeru homokfogó négyzetes alaprajzú, kotróval ellátott ülepítomedence, ahol az egyik teljes oldalszélességen befolyó víz a másik, szemközti oldalon bukóélen távozik. A kör alakú vagy Geiger-féle homokfogóba a szennyvizet érintolegesen vezetik be, és 1800-os fordulat után vezetik ki. A szennyvíz a mutárgyban
-r~-J~:1 --t-t20 ~
'~-T--t1ó~
1
--1n-T.'12 g --'-1-r-f1~ -I-i-nj--1. 1i _~ _,
~
ti
2
o
•
utHJ~~;H I-l-t~t-,-: 10
12
_c-L
11,
I{ereszfmefszeti felu/et, m 2
29-71. ábra. Homokfogó légbefúvással
1 surített
__
levego; 2 homoktér
71 Az épületgépészet kézíkönyve
29-72. ábra. Homokfogó energiaigénye 1 energiafelhasználás; 2 levegoszúkséglet
G:,
1090
CSATORNÁZÁS
bekövetkezo irányváltoztatás és súrlódás következtében a mutárgy központja felé haladó spirális pályára kényszeriti a hordalékot, amely 450-os hajlásszögu oldalfallal kiképzett homokgyujto zsompba csúszik. Vlepítök. Feladatuk a szennyvizzei érkez5, a szennyviznél nagyobb suríiségu lebego anyagok ülepítése. Az ülepíteni kívánt anyagok alapvetoen két csoportra oszthatók. Az elso csoportba tartoznak azok a különálló szemcsékbol álló lebego anyagok, amelyek nehezen vagy egyáltalán nem pelyhesednek. Ebbe a csoportba tartozik a homok vagy pl. a fémipari szennyvizek egyik csoportjában eloforduló reve. A második csoportba a könnyen pelyhesedo lebego anyagok tartoznak. Ilyeneket találunk pl. az eleveniszapos rendszeru szennyvíztisztító berendezések utóülepítoiben. Egyes ipari szennyvizektol eltekintve a kétfajta lebego anyag általában együttesen fordul elo, és hol az egyik, hol a másik van túlsúlyban. ló példája ennek a városi szennyvíz. Szemcsés anyagok ülepítésére a legalkalmasabb a vízszintes átfolyású ülepítomedence. Pelyhesedo anyagok ülepítésére elsosorban függoleges átfolyású ülepítoket célszeru alkalmazni. Amennyiben a szennyvízben a szemcsés és pelyhes anyagok együttesen fordulnak elo, az ülepítési idot és a vízmélységet tapasztalati vagy kísérleti úton lehet meghatározni. ló segítséget adnak ehhez a Sierp-féle ülepítési görbék (29-73. ábra). Az elozoknek megfeleloen a szennyvíztisztításban alkalmazott ülepítok két csoportja ismert: a vízszintes átfolyású és a függoleges átfolyású ülepítok. Egyes szerzok ide sorolják még az oldómedencéket is, ezekrol késobb lesz szó. Az egyes csoportok a következo alaptípusokra oszthatók: - vízszintes átfolyású ülepítok, elsosor ban eloülepítésre; - függoleges átfolyású ülepítok, foleg utóülepítésre. 100
A vfzszinfes átfolyású Ülepífok közé soroljuk az - egyszintes ülepítoket (pl. a lipcsei és Dorrmedencét); - kétszintes ülepítoket (Emscher- és Imhoff-medencék); - több szintes ülepítoket (lemezes ülepítok, svéd medence). A függoleges átfolyású ülepífok közé soroljuk a - tölcséres ülepítoket (pl. a dortmundi medence); - lapos feneku ülepítoket. Az utóbbi idoben, különösen az ipari szennyvíztisztítás területén olyan kombinált mutárgyakat alkalmaznak világszerte, amelyek az ülepítésen kívül más feladatot is ellátnak. A szükséges ülepítési ido az ülepítendo anyag megjelenési formájától, méretétol és suruségétol függ. A tényleges átfolyási idot ennek megfeleloen a következoképpen célszeru felvenni: Eloülepítokben csak mechanikai tisztítással vegyszeres pelyhesítéssei csepegtetotestek elott eleveniszapos szennyvíztisztítással Ufóülepífokben vegyszeres pelyhesítéssei csepegtetotestek után eleveniszapos medence után
Átfolyási ido, h 1,2 .. .1,5
0,3 ... 0,5 1,2
0,3 ... 0,5 1,0 1,0 1,5
A hidraulikai hatásfok - a tényleges átlagos átfolyási ido és a számított átfolyási ido hányadosa - 50... 80% között változik. Hosszú, lapos ülepítok hidraulikai hatásfoka nagyobb, a tölcséres ülepítoké kisebb. A 29-32. táblázat az eloülepítok tisztítási hatásfoka, az átfolyási ido, a felületi terhelés és a medence mélysége közötti összefüggéseket szemlélteti. A 29-33. táblázat a különbözo ülepítotípusokra ajánlott, számított átfolyási idoket [a) rész] és
9
8
~
29-32. táblázat. Összefüggés az elóülepítok tisztítási hatásfoka, az átfolyási ido, a felületi terhelés és a medencemélység között
2
61
"' 5
~
.::; 4
3 2 Medencemélység,
1
0,5
1 1,52
I
Tisztítási2,5 2,9 3,0 2,0 2,6 1, hatásfok 0,4 0,7 1,0 1,5 2,3 terhelés, m3fm2 h tatva), I 20 I 25 I 30 I 35 115 I vonatkozÁtfOlyási ido,(BOI5-re h 5,0 % 2,0 2,91 13,71 I
3Felületi
m
3 Ülep/Msi
4
5
6
7
ido, h
29-73. ábra. Ülepedési görbék J wepíthetölebegö anyagok; 2 összes lebego anyag; 3 KMnOrfogyasztás
1091
SZENNYvfZTISZTÍT As
maximális felületi terheléseket [bj rész] tartalmazza. Utóülepítokben nemcsak a hidraulikai, hanem a száraz anyagban kifejezett felületi lebegoanyagterhelés is lényeges. A felületi terhelés és az elfolyó ülepített szennyvízben levo lebegoanyag-tartalom között olyan összefüggés van, hogy az elfolyó szennyvíz lebegoanyag-tartalma 15 OC-on mintegy századrésze, 2... 3 OC-on pedig ötvenedrésze is lehet a felületi lebegoanyag-terhelésnek. Az elfolyóbukók terhelésére vonatkozólag Emde száraz idei, ill. csapadékos szennyvízhozamokra eloülepítés esetén legfeljebb 10, ill. 30 l/s terhelés-
,
29-33. táblázat. Különféle ü1epítotíp~kra ajánlott átfolyási idok és felületí terhelések aj Ajánlott, számltott átfolyási Idok
-
-----
kör alakú hoszátfoIyású 25 2,3 hosz-0,5 1,5... 2,0 1,5 1,7... 0,5-lI7.llntl ... 2,7 0,8 1,5 szantiUtóúlepltés 1,7 1,70,5 1,5 tás esetében dence esetében Eloülepi tés
Számított átfolyásí Ido, h
0,5 ... 0,8 I
1,,5 ... 2.0
--
átfoszanti szanti
b j Ajánlott max. felületi terhelések
kör csó1,5... res 1,2 CSó1,5 ... 1,0 1,5 4,0 1,3... 1,5alakú ... 0,8 1,3 3,0 4,0 2,5 1,3 1,3 1,2 ... 0,7 hosztek tisztítás títás nikai tiszpelyhesítés szennyvízdence esetében Eloülepítés
érték felvételét ajánlja 1 m bukóhosszra, utóülepítésnéllegfeljebb 5, ill. 10 l/s-ot. A különbözo típusú ülepítok kialakításakor a következo irányelveket célszeru figyelembe venni: - Hosszanti átfolyású ülepítokben a medence vízmélysége 1,5... 2,5 m, a medence szélessége 4,0 ... 10,0 m (gépi kotrás esetében csak 5,0... 6,0 m), a medence hossza pedig a vízmélység 25-szöröse körül legyen, de ne legyen 30,0 m-nél rövidebb. Mivel a víz bevezetésénél és elvezetésénél zavart áramlási terek alakulhatnak ki, ezek csökkentésére célszeru abevezetésnél ütközotárcsákat elhelyezni, az elvezetésnél pedig a vízszint alá 20... 30 cm-re lenyúló merü1ofalat beépíteni. Az ülepítotérben való egyenletes áramlás biztosítása végett az elvezetési oldalon készített bukóél vízszintes kialakítására ügyelni kell. Az átfolyási sebesség 1 em/s-nál kisebb legyen. Ezeket az ülepítomedencéket 150... 200 m3-nél nagyobb ülepítotér esetén alkalmazzák (29-74. ábra). - A sugárirányú, vízszintes átfolyású ülepítok alaptípusa a Dorr-medence. Leggazdaságosabb átméroje 20... 40 m közötti, de már 15 m átmérotol lehet alkalmazni. A gyakorlatban 50 m-es átmérovel is elofordul. Kis átméro esetén a be- és kivezetésnél viszonylag nagyok a zavaró-, ill. holtterek, míg nagy méretnél a szél zavaró hatása fokozottan érvényesül. 1 : 25-ös mélység/átméro arány mellett 1,5... 2,5 m-es vízmélység célszeru. Használatának felso határa ezek függvénye, a jelenleg üzemben levo legnagyobb medencék 4000 ... 5000 m3 hasznos térfogatúak.(29-75. ábra). - A függoleges átfolyású ülepítoket úgy kell kialakítani, hogya medencébe bevezetett és függolegesen lefelé áramló víz sebessége a csillapítóhenger~ ben 3 em/s-nál kisebb legyen. Az iszap lecsúszásá-
hosz- Felületi töl- terhelés, mI/mI h tölIyású Utóúlepltés
A metszet
8
metszet
íAlJ/lJ
/lé/kti/) 1
o'
.lL
!
fl .•.
L_ 29-74. ábra. Egyszintes ülepíto 1 kOlr6lánc; 2 uszadék-vlssmtartó merülofal; 3 ü1epítötér; 4 íszapgyújto tér; 5 osztótér; 6 uszadékgyüjto vályú; 7 Iszap
1092
CSATORNÁZÁS
nak elosegítésére a tölcséres (dortmundi) ülepíto oldalfalának hajlásszögét legalább 600-os doléssei kell készíteni. Ha az oldalfal függoleges, a fenék pedig vízszintes, gépi kotróberendezésrol kell gondoskodni. Bár egyes külföldi szerzok szerint a dortmundi medencékben zavartalan áramlás csak 7,0 m-nél kisebb belso átméro esetén biztosítható, találunk to ... 12 m körüli átméroket is, ami kb. 400 m3 ülepítotérnek felel meg. Hazánkban erre típusterv (29-76. ábra) ad tájékoztatást.
A kétszintes ülepítoket (29-77. ábra) mindig eloülepítoként alka}mazzák. Az ülepítotér maximális mélysége ne legyen több 2,5 m-nél, a csúszófelületek hajlásszöge legalább 60°, a szélesség/hossz arány pedig legalább 1 : 1,5... 1 : 2 legyen. A víz bevezetését a hosszanti átfolyású ülepítokben ismertetett ütközotárcsákkal, kivezetését merülolap A
metszet
A -A metszet
L'dT7ox60
Fe/v/nézet
12
29-76. ábra. Dortmundí 29-75. ábra. Dorr-rendszeru J
ülepíto
fedlap; 2 csillapítóköpeny; 3 ülepítotér; 4 iszapcso; 5 szívózsomp vakkarimával; 6 szennyvíz; 7 merülolap az uszadék visszatartására; 8 tolózárakna ; 9 iszap; 10 vízelvezetés; J J gyujtovályu; J 2 kezelohíd; J 3 talaj vizJ
ülepíto
osztótér; 2 ülepítotér; 3 iszap; 4 iszapgyujto tér; 5 védo betonköpeny; 6 kotró; 7 uszadéklefölözo
szint
A metszet
B metszet
7 Fe/I//nézet
ie
29-77. ábra. Kétszintes ülepíto J
bevezetocso ; 2 konzol a gázharang elhelyezésére; 3 ülepitotér; 4 rothasztótér ; 5 mérobukó ; 6 merevítofalak ; 7 íszapcso; 8 íszapágyra vezetés; 9 pallólefedés
SZENNYVfZTISZ'l1T
közbeiktatásával, bukóéllel célszeru megoldani. Az ülepítotér alatti rothasztótér nagyságát a napi iszap tömege és a szükséges rothasztási, valamint tárolási ido figyelembevételével kell megállapítani. Alkalmazásuk felso határa 150... 200 m3-es ülepítotér, amely 7...8000 LEÉ-nek felel meg. - A többszintes (svéd) ülepítoket általában víztisztításra használják, itt részleteiben nem tárgyaljuk. Az ülepítokben összegyult iszapot csovezetéken vagy mobilis iszapszivattyúkkal, ill. iszapszippantó kocsikkal távolítják el. Az iszap természetes úton gyulik össze a kétszintes és a tölcséres ülepíto kben, míg mesterséges úton, gépi berendezés segítségével a hosszanti átfolyású és sugárirányú, vízszintes átfolyású ülepítokben. Ez utóbbiakban iszapgyujto zsompot képeznek ki az ülepíto fenekén, és a gépi kotrók ide kotorják át a leülepedett iszapot. Amennyiben a medencében levo vízoszlop legalább 1,0... 1,2 m magas, a zsompban összegyult iszap ennek nyomásával is eltávolítható. Az ülepítok üzemeltetésekor egyrészt biztosítani kell a szennyvíz zavartalan be-, ill. kivezetését, és tisztán kell tartani minden ezzel összefüggo mutárgyrészt, másrészt gondoskodni kell a leülepedett iszap megfelelo idoben való eltávolításáról. Az iszap gyorsan rothad, ezért egyszintes ülepítokbol célszeru az iszapot folyamatosan eltávolítani, kétszintes ülepítokbol szakaszos, menetrend szerinti iszapeltávolítás is megfelelo.
29.7.3. Biológiai szennyvíztisztítás A mechanikai szennyvíztisztítás után a szennyvízben maradnak még a kolloidális méretu lebego anyagok, valamint az oldott anyagok, amelyek mindegyike szerves vagy szervetlen is lehet. Házi szennyvizek esetében ezek közül a szerves jelleguek ártalmasak, és ártalmasságuk elsosorban a rothadás következtében bekövetkezo oxigénfogyasztásban és buzös gázfejlodésben mutatkozik. Ha szervesanyag-tartalmú szennyvizet élovízbe vezetnek, a szerves anyagok lebomlásához szükséges oxigént az élovízbol veszi fel. Ezért a szennyvizet olyan állapotba kell hozni, hogy annak szervesanyag-tartalma csökkenjék. Ilyen módszer a biológiai tisztitási eljárás. A biológiai tisztítás lényegében biokémiai reakciókon alapul, ,ésvégrehajtásához különbözo fajtájú mikroorganizmusokra van szükség. A közremuködo mikroszervezeteket aszerint csoportosítjuk, hogy szervesanyag-Iebontó tevékenységükhöz szükséges-e
As
1093
oldott oxigén vagy sem. Az elobbieket aerob, az utóbbiakat anaerob mikroorganizmusoknak nevezzük. Az aerob és anaerob szennyvíztisztítási folyamatokban tehát a mikroszervezetek irányított tevékenységét használják a szerves anyag lebontására, és mindkét folyamat enzimekkel katalizált biokémiai reakciók sorozatából áll. Lebontási végtermékeik részben vagy egészében gázhalmazállapotú, kismolekulájú stabilis vegyületek, mint pl. a COz, CH" HzS, NH3 stb. A két biológiai folyamat között csupán az a különbség, hogy az aerob eljárásban felhasznált mikroorganizmusok a szerves anyag lebontásához a rendszerbe külön bevitt oxigént igényelnek, az anaerob mikroorganizmusok viszont a levego oxigénjének távollétében a szerves vegyületben kötött oxigént használják fel. A biológiai szennyvíztisztítási folyamatban a részt vevo mikroszervezetek komplex szerves vegyületeket bontanak le, a közben felszabadult energiát saját életmuködésükhöz (táplálkozás, mozgás, növekedés, szaporodás stb.) használják fel. A szerves anyag megmaradt része egyrészt új mikroorganizmussejtek felépítését, másrészt sejtanyaguk fenntartását és kiegészítését segíti elo. A szerves anyagnak sejtekbe beépült része a rendszerbol ülepítéssel eltávolítható, mielott a megtisztított szennyvíz a befogadóba folyik. Az energiatermelés során a szerves anyag többi részébol képzodött stabilis végtermékek egy része (pl. a szén-dioxid) gáz alakban szintén eltávozik a rendszerbol, a maradék viszont a befogadó szempontjából már közömbösnek tekintheto, hiszen oxigénigénye csekély, és szélso esetektol eltekintve mérgezo hatása már nincs. A biokémiai folyamatok vagy természetes, vagy mesterséges úton mennek végbe. Természetes folyamatok játszódnak le az élovizek öntisztulása során, a szennyvízöntözés és a talajon való átszurés alkalmával. Mesterséges eljárások azok, amelyek során a mikroorganizmusok tevékenységéhez szükséges feltételeket emberi beavatkozás hozza létre. A természetes és mesterséges folyamatok lényegében azonosak. A különbség csupán annyi, hogy a mesterséges berendezések célszeru kialakítása lehetové teszi a folyamatoknak kisebb helyen való és gyorsabb lejátszódását. A mesterséges biológiai eljárások között pedig csak az a különbség, hogy az egyes eljárásokban a mikroorganizmusokat, a szennyvizet és a levegot milyen formában és milyen berendezésekben hozzák egymással érintkezésbe. A szóban forgó reakciókat aszennyvíztisztítási gyakorlatban olyan fermentorokban hozzák létre, amelyben a biológiai sejttömeg vagy hártya alakjában tapad szilárd felületre (csepegtetotest), vagy pehely alakban lebeg a folyadéktérben (elevenisza-
1094
CSATORNÁZÁS
pos eljárás). Az elso esetben a szennyvíz a szilárd felületen átcsörgedezve jut érintkezésbe a mikroorganizmusokkal, a második esetben a mikroszervezet-tömeg lllagában a szennyvízben van szuszpendálva. A továbbiakban aszennyvíz szervesanyag-tartalmát annak ötnapos biokémiai oxigénigényében (BOIJ kifejezett oxigén-egyenértékével említjük. A tisztítás folyamata nagyon jól szemléltetheto az iszapszaporodási görbéveI. A 29-78. ábrán a vízszintes tengelyen a 7: levegoztetési idot, a függoleges tengelyen pedig a mikroorganizmusok G számát, ill. az ezeknek megfelelo C iszapkoncentrációt ábrázoltuk. Az ábrán feltüntettük tápanyag-koncentráció változásat is BOI:;-ben. A tisztítás folyamata azzal kezdodik, hogy a pelyhek érintkezésbe kerülnek a szennyvízzel, és adszorbeálják a környezetükben levo oldott és lebego anyagokat. Az öszszekeveredés folyamán igen rövid ido alatt játszódi~ le a szervesanyag-szennyezodés adszorbeálódása (1. az iszapszaporodási görbe kezdeti szakaszát). A következo fázisban a mikroszervezetek diffúzió révén táplálkozni kezdenek a vízben levo szerves szakaszán láthatjuk, hogy anyagból. A görbe az iszap (mikroszervezet) mennyisége kicsi, az iszapkoncentráció (mikroszervezet) egységére eso tápanyag sok, a mikroszervezetek tehát egyre növekvo mértékben szaporodnak, hiszen szaporodásuk csak az oxigénellátottság függvénye. A görbe 2-3 szakaszán az iszapkoncentráció egységére jutó tápanyag csökken, így a mikroszervezetek szaporodása csökkeno mértéku lesz, majd a 3-4 szakaszon táplálékhiány miatt részben el is halnak. A külso tápanyag fogytával amikroszervezetek egyre nagyobb mértékben szorulnak a sejtjükben felhalmozott tápanyagra. Elobb a csökkeno elhalás következik be (4-5 szakasz), majd a külso tápanyag teljes elfogyása után már saját protoplazmájukat élik fel. A jelenséget autooxidációnak hívjuk; jellemzo rá az oxigénszükséglet minimumra csök-
]-2
c 29-78. ábra. Iszapszaporodási
görbe
kenése (endogén fázis) és az eleveniszap-koncentráció állandó csökkenése. Az eleveniszap-koncentráció házi szennyvíz esetén sohasem csökken a szaporodási görbe kezdeti állapotának megfelelo mértékre, mert mindig kitermelodik egy inert poliszaharid anyag, amely a biológiai aktivitás változtatása nélkül halmozódik fel az iszapban. A biológiai tisztítás hatásfokát dönto módon befolyásolja a tápanyag- (BOI:;) terhelés és a rendszerben levo eleveniszap aránya. Ebbol a szempontból három rendszer különböztetheto meg: A bio16giai rész/eges tisztító rendszerben a leépített, BOI:;-ben mért N tápanyag és a levegozteto rendszerben levo G iszapkoncentráció hányadosa egynélnagyobb,vagyis
G>'1 Nbio
Ebben az esetben a szennyvízben levo szerves anyagok egy része bontódik le. Teljes biológiai tisztítást nyújtó rendszerben: N;o=0,5 ... 0,75. Ebben az esetben a szennyvízben levo szerves anyagok lebontódnak, amikroszervezetek sejtanyaga azonban nem. Totá/oxidációs rendszerben: Tbio
G
' .
A szennyvízben levo szerves anyagokon túlmenoen amikroszervezetek sejtanyagának nagy része is lebontódik. Az aerob szennyvíztisztításban részt vevo organizmusok nagyságrend, energia- és táplálékigény, valamint táplálkozási mód szerint csoportosíthatók. A biológiai szennyvíztisztítás alapveto organizmusai a baktériumok. Ezek mellett aszennyvízben tápanyagfogyasztóként gombák is megjelennek. A házi szennyvízben elsosorban a baktériumok, míg az ipari szennyvízben általában a gombák vannak túlsúlyban. A mesterséges biológiai tisztításban az algáknak nincs szerepük, azonban elofordul, hogy a csepegtetotestek felületén megjelenve eltömodést okoznak. A protozoák egysejtu állati lények. A csepegtetotest protozoa faunája gazdagabb, mint az eleveniszapos medencéké. ValóSZÍnuleg ez a különféle fajok közti versengés következménye, és miután a csepegtetotesten lehetové válik a fajok rétegekben való elkülönülése, szaporodásuk itt biztosabb. Az aerob szennyvíztisztítási rendszerekben többet-kevesebbet megtalálunk a makrofauna képviseloi közül is. A csepegtetotesten tenyészo makroorganizmusokat hártyapusztít6 fauná-
SZENNYVíZTISZTíT
nak is nevezzük, mivel ezek a csepegtetotest felületén és legfelso rétegeiben a tápanyagdús környezetben megvastagodott mikroorganizmus-hártya anyagával táplálkoznak. Amikor a hártya által nyújtott tápanyag mennyisége valami külso hatás miatt csökken, a makrofauna fajták a tápanyagért versengve egymást irtják .. A 29-79. ábrán a szennyvíztisztításban részt vevo anyagok (szuszpendált anyag, oldott anyag, szervetlen vegyületek) és a tisztítást végzo organizmusok kapcsolatát mutatjuk be. Az anaerob fermentációt általában szennyvíziszapok kezelésére (lebontására), ritkán nagy szervesanyag-tartalmú szennyvizek kezelésére is alkalmazzuk. A szennyvíziszap anaerob fermentációját a 29-34. táblázat szemlélteti. Az anaerob eljárásnak számos elonye van. A lebontott szerves anyagok mennyiségére eso biológiai sejtanyag sokkal kevesebb, mint az aerob eljárásban. Ezt a végtermékek, különösen a metán nagy energiatartalma magyarázza. A legfobb elonye azonban a rendszer nagy terhelhetosége. Hátrányként említheto, hogy a lebontott szerves anyagra jutó baktériumtömeg szaporulata csekély, így a rendszer az aerobénál hosszabb tartózkodási idot tesz szükségessé. További hátrány a rendszer labititása. Mivel az aerob szervezetek generációs ideje lényegesen rövidebb (legfeljebb órák), mint az anaerob szervezeteké (napok), az eleveniszapos folyamatban a valamely ok miatt felborult egyensúly (pl. váratlan nagy szervesanyag-terhelés vagy toxikus lökés) hamarabb helyreállhat. Az eleveniszapos aerob jellegu folyamat tehát a baktériumok gyors szaporításával könnyen alkalmazkodhat a hirtelen növekvo terheléshez. Ezzel szemben mire az anaerob rendszerben a metánbaktériumok száma lényegesen megno, addigra a pH már toxikussá válTiszt!toft szennfjv!z
Nyers szennyv!z
Szuslpenda/t szerves ani/og
Szervet/en C;P-,N;S-vegyu/elek (NHJJNpJJCOJJP)
(Nitriftkdcili; kén- és vasbak!inumok)
29-79. ábra. A szennyvízben levo anyagok és élolények
1095
ÁS 29-34. táblázat. Az anaerob fermentáció vázlatos jellemzése
Formált szerves anyag, t sejten kívüli enzimek Oldott szerves anyag, t savtermelo baktériumok Baktériumsejt
+ illó
l '
savak
metántermelo
BaktériumsejH
CH,
+ CO: + H:O + egyéb
baktériumok
termékek alkoholok) (aldehidek,
+ CO:
hat. Fo hátrányként kell megemlíteni, hogy az anaerob fermentort jó hatásfokkal és gazdaságosan csak 30 oC körüli homérsékleten lehet üzemeltetni, így a metán alakjában termelt energia nagy része (30 ... 60%-a) a rothasztók futésére használódik. Ezen túlmenoen a rothasztó futéséhez szükséges futo- és hocserélo berendezés létesítése nagy beruházási és jelentos üzemeltetési költséget igényel. Az aerob folyamatokra ható tényezok közül a legfontosabbak: az oxigénkoncentráció, a tápanyag-összetétel, a pH-érték, a mérgezo anyagok, a homérséklet. Ha a levegoztetomedencében az oldott oxigén koncentrációja 0,2 ... 0,5 mgjl-nél nagyobb, a biokémiai folyamatok sebessége független az oldott oxigén koncentrációjától. Ha az oxigénkoncentráció ennél kisebb, a folyamat függ az oxigénkoncentrációtól és a biokémiai folyamat sebessége csökken. A szerves vegyületek biológiai oxidációjához minimális mennyiségu nitrogénre és foszforra is szükség van, mivel ezek képezik a kialakuló új sejtek anyagát. Ezenfelül még nyomokban különbözo egyéb elemek (pl. kálium és kalcium) jelenléte is szükséges. Ez utóbbiakból általában elegendo mennyiség van a szennyvízben, a nitrogén és foszfor azonban hiányozhat, és a baktériumok anyagcsere-szükségletének kielégítésére pótlólagos tápanyagként kell a szennyvízhez adagolni. Általában ammónium-nitrogént és oldható foszforsókat adagolunk, mivel ezek a mikrporganizmusok a leg-a könnyebben dhlgozhatók fel. szervezetében A pH-érték hatása biológiai oxidációs folyamatra az enzimes reakciókkal van összefüggésben. Az enzimaktivitás bizonyos pH-tartományon belül maximális, ezen a tartományon túl vagy ez alatt az aktivitás csökken. Házi szennyvíz tisztítására használt eleveniszap esetében az optimális pH -tartomány 6,5 ... 7,5 értékek közötti. Egyes rendszerekben az optimális biológiai aktivitási tartomány jelentos mértékben eltérhet a semleges állapottól. Sok anyag mérgezo hatású a biológiai lebontás folyamatára. Az enzim-
1096
CSATORNÁZÁS
tevékenységet - az anyagtól és koncentrációjától függoen - részlegesen vagy teljesen gátolhatja. A toxicitás okai különbözok lehetnek. Vannak szerves anyagok (pl. a fenol), amelyek nagy koncentrációban toxikusak, de kis koncentrációban lebonthatók. Egyes szervetlen mérgek (pl. nehézfémek) meghatározott küszöbkoncentráció felett toxikusak. Akadnak olyan szervetlen sók, amelyek nagy koncentráció esetén késleltetik a biológiai folyamatot. Bizonyos esetekben amikroszervezetek képesek a toxikus anyagok koncentrációs szintjéhez alkalmazkodni (akklimatizálódnak). Más esetekben a mérgezo anyag tápanyagként is felhasználható. Különbözo szerves anyagok aerob lebontásakor más és más az optimális homérséklet-tartomány. A biokémiai reakciók homérsékletfüggését az Arrhenius-egyenlettel, ill. kísérletekkel szokták meghatározni. Anaerob fermentációnak a rothasztást nevezzük. A környezeti tényezok változásaira a metánbaktériumok érzékenyebbek, mint a savképzo baktériumok. Lényeges a pH-érték. Ha ez 6,5 alá csökken, általában mésztejjel semlegesítenek. A metán baktériumok két homérséklet-tartományban a legaktívabbak. A mezofil tartomány 30... 35 oC között, a termofil tartomány 50... 60 oC között észlelheto. A rothadás közben keletkezo gáz fejlodése 35, ill. 55 oC-on maximális. A toxikus hatások ra a termotil tartomány érzékenyebb. A termofil rothasztás gazdaságosságát kérdésessé tesZi a nagy hoveszteség is. A keletkezo gázmennyiség általában nem elégséges a rothasztó rendszer megfelelo homérsékleten tartásához. Az anaerob rendszerekben a környezeti tényezok szoros kölcsönhatásban vannak egymással, és mindegyik közvetve vagy közvetlenül befolyásolja a többit. A természetben a szerves anyagok emberi beavatkozás nélkül is szervetlenné alakulnak. Az erdoben lehulló falevél eloször avarszonyeget alkot, majd a környezeti tényezok kedvezo vagy kedvezotlen hatásától függoen szervetlen anyaggá alakul át. A lehullott falevelek sejtanyagának oxidációja emberi beavatkozással meggyorsítható (mesterséges komposzttrágya készítése). A szennyvizek biológiai tisztítása szintén végbemehet természetes úton, amikor a biokémiai lebontás folyamatába az ember nem avatkozik, itt azonban a természetes folyamatok elosegítésére különbözo medencéket, berendezéseket hoznak létre. Ilyen megfogalmazásban beszélünk tehát természetes biológiai tisztításról az oldó kutak és oldómedencék, a szikkasztás és talajszurés, a szennyvízöntözés, valamint a stabilizációs és halastavak esetében. Az elozo meghatározásból következik, hogy a mesterséges biológiai tisztításon nemcsak meden-
cékkel, berendezésekkel elosegített, hanem az ember által célszeruen megzavart, befolyásolt, gyorsított biokémiai folyamatokat vagy ezek sorozatát értjük. A mesterséges biológiai tisztítás a tudományos kutatási eredmények alapján meghatározott mértéku és sebességu lebontást eredményez azzal, hogy a lebontási folyamatot befolyásoló paramétereket, környezeti tényezoket a kívánt hatásfok nak megfeleloen választják meg. A mesterséges biológiai tisztítási módok közé soroljuk a biológiai csepegtetotesteket, az eleveniszapos berendezéseket és az ún. zsebtelepeket (1. a 29.7.4. pontot). Oldókutak, oldómedencék. A szennyvíztisztítás legrégibb és legegyszerubb formája. Lényegét tekintve két vagy három sorba kapcsolt kamrából áll, amelyeket külön-külön (oldókutak) vagy egy mutárgyba egyesítve (oldómedence) építenek. A mutárgyban a szennyvíz mechanikai tisztításán túlmenoen az átfolyási ido függvényében bizonyos biológiai tisztítás is végbemegy. A kétkamrás oldómedence vagy oldókút két kamrából, ill. két kútból áll. Az elso kamrát a szennyvíz 2 napos, a másodikat 1 napos tartózkodásra méretezik. Ezt a típust egyszeru oldómedencének is nevezzük. Hatásfokát tekintve valamivel több szerves anyag visszatartására képes, mint a hosszú tartózkodási idore méretezett eloülepítok. A bovített oldó medence három kamrából áll, az elso kamra térfogata az össztérfogat fele, a második és a harmadik karnráé pedig annak negyede. 01dómedencéket régebben 8... 10 napos tartózkodásra is méreteztek. Újabban beérik a 6 napos tartózkodással, mivel a kutatási eredmények szerint ennél hosszabb idotartam már nem eredményez lényeges hatásfok-növekedést. A bovített oldómedencében a mechanikai tisztításon túl már anaerob biológiai tisztítási folyamatok is végbemennek. A medence elso kamrájába befolyó szennyvíz ülepítheto lebegoanyag-tartalma a medence fenekére ülepszik és ott iszapot képez. Az iszap alján a rothadás gázbuborék-képzodéssel jár. A buborékok, miközben a víz felszíne felé igyekeznek, iszappelyheket ragadnak magukkal, amelyek felfelé haladás közben a vízszintes irányban áramló szennyvízzel érintkeznek. Az érintkezés következtében egyrészt mikroorganizmusok jutnak a víztérbe, másrészt a víz a pelyhek oldható anyagait oldat ba viszi át. Az iszappehellyel terhelt gázbuborékok a víz felszínét elérve a szellozocsövön át a légtérbe illan. A felszínre jutott iszappelyhek idovel úszó réteget alkotnak, amelynek alkotórészei lebomlás után a hozzájuk tapadt gázbuborékok-tól megszabadulva ismét a fenékre süllyednek. Süllyedés közben ismét érintkezésbe kerülnek az átfolyó szennyvízzel és az abban levo szerves anyagoknak a süllyedo iszappehelyben
SZENNYVfZTISZTfT
levo baktériumokkal való érintkezési folyamata megismétlodik. A víz felszínén kialakult úszó rétegnek a légtérrel érintkezo részén elsosorban aerob Jellegu lebontási folyamatok játszódnak le. Az oldalmedencében a víz bevezetését, valamint az egyes kamrák közötti átvezetést úgy kell megoldani, hogya beo, ill. átfolyó víz a kamra tisztultabb, középso vízrétegébe jusson. Ezt a vízmélység felso egyharmadáig lenyúló Tesövekkel vagy merülofalakkal lehet elérni. A bevezeto csatorna folyási fenékszintje legalább 5 cm-rel a vízszint felett legyen. Tekintettel arra, hogy az anaerob folyamatok savas fázisban kellemetlen buzt okozhatnak, célszeru a medencét 30.. .40 cm vastag földtakaróval lefedni, de a födémet leemelheto vagy könnyen nyitható tisztítónyílásokkal is el kell látni. A 29-80. ábra egyszeru oldómedencét szemléltet. Az oldómedencéket fajlagosan nagy költségük miatt csak 200... 250 LEÉ terhelésig alkalmazzuk. Az oldóakna tulajdonképpen kis méretu, de oldómedence funkciójú mutárgy. Általában 1...2 lakáshoz készül, téglából falazva vagy elore gyártott betongyurukbol készítve. Elvi megoldását a 29-81. ábra mutatja. Belso átméroje 1,0... 1,5 m. Az egyes kamrák hasznos térfogatának egymáshoz viszonyított aránya az egyszerubb építés miatt az oldó medencékétol általában eltér. Szikkasztás, talajszurés. Az oldómedencében tisz· tított szennyvíz bovizu befogadók esetén az élovízben nem okoz kárt. Ilyenkor tehát az oldómedence önálló tisztítási mutárgyként is alkalmazható. Az esetek többségében azonban az ilyen berendezések után a befogadó kis patak, árok vagy belvÍZCsatorna. Ilyenkor az oldómedence egyrészt iszapvisszatartó, másrészt szervesanyag-cseppfolyósító feladatot lát el. A szennyvizet tehát jól készíti elo a talajB
metszet
C
A
A metszet
metszet
,-C LJ
IC
/.komro
'lIkomro
1.._ Befo/ih
10
. .
8
kífölyds
ic 29-80. ábra. Egyszeru oldómedence
1 2
Jm
1097
As /AY/AY/~Y/AY/ÁY// 777Y77Y7;z:s,- / /.;y / /,Y
I ,i.V/
A
/'-)' / I'V
I B
B--~8e~
li ~ metszel
.~ O
Kt!OIv;-B
A metszel
29-81. ábra. Oldóaknák
ban való elszivárogtatásra, amely kétféle lehet. Szemcsés, homokos talaj mint szuro muködik, és a megszurt vizet valamilyen élovízbe vagy csatornába vezetik, vagy a talajt szuroként és befogadóként is felhasználják. A talajszuro lehet természetes, amikor a természetes állapotú szemcsés talajba csak be- és kivezeto alagcsöveket helyeznek, és lehet mesterséges, amikor szemcsés anyagok ból alakítják ki a szuro mutárgyat. A homokszuro feladata a szennyvíztisztításban kettos: a tisztított szennyvíz speciális biológiai tisztítását végzi, továbbá a talajbaktériumok közremuködésével aszennyvizet fertotleníti. A mesterséges talajszurot helyben található természetes homokanyagból készítik. Túlságosan apró szemu homokot az eltömodési veszély miatt nem szabad használni. Ugyanakkor a durva homok sem megfelelo, mert szuro hatása csekély. Ilyenkor a felso 20 cm-es réteget közepes szemcsenagyságú homokkal cserélik ki. Amennyiben oldómedencében tisztított szennyvizet 1 m2 szurofelületenként 0,5 m3fd terheléssei vezetnek mesterséges talajszurore, akkor 60... 70%-os biológiai hatásfok is elérheto, kisebb terheléssei még több. A homokszurés ugyanakkor a kórokozó baktériumok számát is mintegy 90... 99%-kal csökkenti. A gyujto alagcsöveket a terepszint alatt kb. 1,0 m mélységben, egymástól legfeljebb 1,0 m távolságban, szivárgó kavicságyban helyezik el. Egy-egy ág hossza maximum 25 m. Ebbol a szurt víz csurgalékvízgyujto csatornán át már a befogadóba engedheto. Lényeges, hogy ezen keresztül levego is jusson a homokszuro alá, mert a jó oxigénellátás a biológiai hatásfokot nagymértékben növeli. A 29-82. ábrán a homokszuro árkok szokásos kiképzése látható. Az árkot általában 80 cm szélességgel készítik. A szuroréteg legalább 70 cm vastag, érdes szemu, iszapmentes, 0,5 ... 2,0 mm szemcse-
1098
CSATORNÁZÁS
5 29-82. ábra. Homokszuro
árok
1 földtöltés; 2 kavics; 3 durva homok, 0 0,5 ... 2 mm; 4 alagcsövek; 5 kátránypapír csík; 6 szellozocsövek
nagyságú tiszta kvarchomokból készül. A homokréteg alatt és felett 20 ... 30 cm kavics- vagy kozúzalék réteget kell kialakítani, amelybe felül a víz bevezetését, alul a homokrétegen átszivárgott szurt víz elvezetését végzo égetett agyag alagcsöveket helyeznek el. Abevezeto és elvezeto csovezeték végére szelloztetokürtoket kell építeni. Az ezeken keresztüláramló levego a homokréteg szuro hatásán túlmenoen a biológiai tisztítást végzo mikroorganizmusok számára kedvezo körülményeket teremt. A szennyvízben levo kolloidális szennyezodés a szfuoárkot eltömheti. Ezt a bevezeto csatornában a víz visszaduzzadása jelzi. Ilyenkor a szuroárkot az eliszaposodás határáig fel kell tárni, a kavicsvagy zúzaléktömböt ki kell emelni és az iszapszenynyezodést vízsugárral ki kell mosni belole. Amenynyiben az eliszaposodás a szurorétegben is észlelheto, a homokot ki kell cserélni. A felsorolt muveletek végrehajtása után a homokszuro árkot az eredeti állapotnak megfeleloen helyre kell álIítani. Negyedévenként ellenorizni kell a szelloztetokürtok vagy -aknák épségét, az esetleges eltömodést meg kell szüntetni, az észlelt hibákat azonnal ki kell javítani. A homokszuro helyes üzemeltetése szempontjábóllényeges az árok elotti oldómedence megfelelo ellenorzése és karbantartása is, mert annak elhanyagolása a szuroárok ido elotti eliszaposodásához vezethet. A szikkasztók és szivárogtatók feladata az ülepített vagy oldó medencén átvezetett szennyvíz elhelyezése a talajban. A szennyvizek szikkasztása, a talaj vagy a talajvíz esetleges szennyezodése a környezetben egészségügyi ártalmat nem okozhat. A szikkasztóaknák rendszerint csak 5... 10 LEÉ szennyvizetjuttatnak a talajba. Sok esetben az oldómedence és a szikkasztó közös mutárgyba épül (29-83. ábra). A mutárgyban az oldókamrák hasznos térfogata 1... 2 napi szennyvíz befogadását teszi
lehetové. A kör alakú vagy négyszögletes, hézagolt tégla vagy betonfalazatú szikkasztóakna hasznos szivárogtató felülete 0,5 ... 1,0 m2 LEÉ-enként. A hézagok felülete a teljes falfelület 20%-át ne haladja meg. A szikkasztóaknát célszeru kaviccsal vagy zúzottkovel kitölteni, de ezen túlmenoen az akna hézagosan kiképzett falfelületének külso felülete köré 15... 20 cm vastag kavics vagy zúzottko réteget is ajánlatos elhelyezni. Amennyiben a vÍzbevezeto cso az akna légterét nem képes szelloztetni, külön szellozokürto építése is ajánlatos. Önálló szikkasztóaknát (29-84. ábra) legfeljebb 20 LEÉ-ig alkalmaznak. A szikkasztóaknák mukodése a környezo talajt és gyakran a talajvizet is szennyezi, ezért a legmagasabb talajvízszint felett legalább 1,0 more és a legközelebbi víznyero kúttól legalább 30.. .40 m távolságban kell elhelyezni. A szikkasztóaknák mukodését legalább negyedévenként ellenorizni kell. Ilyenkor abefolyásnál megrekedt vagy a szikkasztókamrába átfolyt uszadékot és iszapot ki kell emelni, és azonnal el kell Iöldelni. A szikkasztóberendezések közül egészségügyi és muszaki szempontból is legkedvezobb a szikkasztó alagcsohálózat. Az elszikkasztott szennyvíz nagy IC
C
metszet
, IC
29-83. ábra. Oldómedence szikkasztóaknával 1. elso oldókamra tömör fallal; ll. második oldókamra tömör fallal; lll. szikkasztókamra hézagos faJlaJ
SZENNYVfZTISZTfT
,/ A
t
./
..---- ~
'-..
I//~'\\
L._
\
I I
"" ~
.------~/'
/
/
/
C-Dmefszet 29-84. ábra. Szikkasztóakna 1 beton- vagy téglafal; 2 falazat; 3 kavics vagy zúzott ko; 4 szellozo
része ezáltal nem a talajba kerül, hanem a hálózat felett ültetett növényzet hasznosítja. A szikkasztó alagcsohálózat két részbol áll: az adagoló- és elosztóberendezésbol, valamint a szikkasztóhálózatból. Az adagoló- és elosztó berendezés a legalább ülepített szennyvizet adagolja és elosztja úgy, hogy a szikkasztóhálózat valamennyi ága közel azonos vízterhelést kapjon. Az adagolóberendezél! szifon vagy szivattyú lehet. A szikkasztóhálózat kialakítása a mesterséges talajszuréshez hasonló. Bár alkalmazásának elméletileg nincs felso határa, gazdaságosan kb. 250 LEÉig használható. A szennyvizet a szikkasztáson kívül fel lehet használni öntözésre, ill. elhelyezheto halastavakban és ún. stabilizációs tavakban is, de az erre vonatkozó részletek ismertetése e fejezet lehetoségeit és témakörét meghaladja. Biológiai csepegtetotest. A csepegtetotest kör vagy négyszög alaprajzú, tégla- vagy betonépítmény, amelynek belso terét üreges fenéklemezre helyezett darabos töltoanyag (bazalttufa, kohósalak, koksz stb.) tölti ki. A test magassága 1...3 m. A felülrol lecsepego szennyvíz a hézagok között áramJó levegovel érintkezik. A töltoanyag felületén mikroorganizmusokb6l ún. biológiai hártya alakul ki.
As
1099
A· csepegtetotestes biológiai tisztítási rendszer muködési mechanizmusa összetett fölyamatok eredoje. A biológÜÜ hártyában tenyészo mikroorganizmus-kultúra a hártyával érintkezo szennyvíz kolloid vagy kémiai oldatban levo szervesanyagtartalmát mint tápanyagot közvetlenül használja fel energianyerésre és a sejtanyag kialakítására. A zömében aerob állapotot, tehát a biokémiai oxidációhoz szükséges szabad oxigént a test töltoanyagán áthaladó levego biztosítja, amelynek aramlása a testen kívüli és a testen belüli levegosuruség különbsége következtében jön létre. 4 oC homérséklet-különbség mintegy 0,3 mIs sebességu légáramot hoz létre, és az ebben a légáramban levo oxigéntartalomnak kell fedeznie a csepegtetotest oxigénszükségletét. A légáram télen általában alulról felfelé, nyáron felülrol lefelé irányul. A 29-85. ábrán általános csepegtetotest-keresztmetszetet szemléltetünk. A csepegtetotest töltoanyaga viszonylag kis átfolyási keresztmetszetet képez aszennyvíz átáramlásához, a töltoanyag eltömodésének megakadályozására a szennyvizet a csepegtetotest elott minimálisan 1,0... 1,5 óráig eloülepíteni kell. A biológiai hártya vastagsága függ aszennyvíz tápanyag-koncentrációjától, annak minoségétol, a víz elosztásának módjától és a testen élo makroszervezetek lazÍtó tevékenységétol. Aerob állapot esetében a biológiai hártya aktív részének vastagsága általában nem több 3 mm-nél. A teljes tisztító hatás már 0,04 ... 0,15 mm vastag hártya esetén is bekövetkezik. Amennyiben a töltoanyag szemcseátmérojét átlagosan 6,5 cm-nek, az átlagos hártyavastagságot pedig 0,10 mm-nek vesszük, az 1 m3_ ben található nedves biológiai hártya tömege kb. 11 kg, ami a térfogat 1%-a. Megfelelo légcserére
2
_7
29-85. ábra. Csepegtetotest 1 vizbevezetés ; 2 elvezetés; 3 leürito- és megkerülovezeték; 4 üvegbeton ablak; 5 légzáró acélajtó; 6 pih~o
1100
CSATORNÁZÁS
akkor számítha tunk, ha a test térfogatának legalább 15%-a légtér. Ha a test hézagtérfogatát 40%-osnak vesszük, akkor is van még 24% térfogat, amely a bo levegoáramláson túlmenoen a hártya megvastagodására is elegendo teret hagy. A biológiai csepegtetotest szervesanyag-terhelése nemcsak annak muködésére, hanem kialakítására is hatással van. Ezen az alapon megkülönböztetünk kis és nagy terhelésu biológiai csepegtetotesteket, amelyek mindegyike hagyományos vagy. muanyag toltoanyagú, ill. merülotestes megoldás ú lehet. A kis terhelésu csepegtetotest nemcsak a szennyvíz szerves anyagait, hanem a keletkezett biológiai iszapot is részben lebontja, így humusz jellegu, nem rothadóképes, szemcsés szerkezetu anyag távozik a testbol. Az iszaplebontási folyamatot a test belsejében végbemeno anaerob állapotváltozás is befolyásolja. A kis terhelésu csepegtetotestek legfobb méretezési jellemzoje a BOI5 terhelés (Tbio)' ami napi 150...200 g lehet testköbméterenként. A nagy terhelésu csepegtetotestek jellemzoje a nagyobb BOI5 terhelés mellett a nagy felületi terhelés, tehát a naponta az I m2 testfelületre jutó vízterhelés (Tfel), valamint az átbocsátott víz híg jellege, vagyis kis BOI5-koncentrációja. A szennyvíz vagy már eleve hígan érkezik, vagy a berendezésbol elfolyó már megtisztított víz recirkuláltatásával hígítják fel. A nagy terhelésu rendszer BOI5-terhelése 5... 6szorosa is lehet a kis terhelésuének. Ezt a nagy terhelést az teszi lehetové, hogy a csepegtetotest oxidáló folyamatát, oxigénellátottságát, valamint enzimkészletét nem terhelik az iszappá, hártyafelesleggé szintetizálódott anyag lebontásával. A hártyafelesleget a nagy felületi terhelés segítségével állandóan kiöblítik a csepegtetotestbol. A biológiai csepegtetotestek külön csoportját alkotják a merülotárcsás kiviteluek (29-86. ábra). Ezekben a tisztítási folyamat lényegében megegyezik az elozo két csepegtetotestnél tárgyaltakkal. A különbség csak az, hogyamíg az elozok ben az
8
~~r,M'i"!
7
3
~
29-86. ábra. Berendezés merüIotárcsás
S
csepegtetotesttel
1 rács; 2 homokfogó; 3 kétszintes ülepito; 4 merüJotárcsás biológiai csepegtetotest három lépcsovel; 5 utóülepito; 6 iszap; 7 iszapszivattyú; 8 iszapállYak; 9 kirothadt Iszap
"egy helyben álló" biológiai hártyához vezettük az áramlás ban levo vizet és levegot, ezeknél a biológiai hártyát mozgat juk az "álló" vízben, ill. levegoben. Aszennyvízbe merülo hártya megnedvesedik, tápanyagot vesz fel, a levegovel érintkezve pedig a folyadékfalon keresztül oxigént abszorbeál. Az elfolyó szennyvízben kevés N03 található, a keletkezo iszap tömege és minosé ge hasonló ahhoz, amit a nagy terhelésu csepegtetotesteknél találunk. Az elozoekben a recirkulációt hígításként említettük. Ezen túlmenoen a recirkuláció a csepegtetotest magasságának pótlása ként is értelmezheto, vagyis az átfolyási idot növeli, ami természetesen magával vonja a lebontási hatásfok növekedését. A recirkuláció hasznos, mert a recirkuláltatott vízben mindig boségesen van oldott oxigén, a homérsékleti viszonyok kedvezobbek, és az öblíto hatás erosebb. A csepegtetotest üzemét az érkezo szennyvíz minosége is befolyásolja. Hagyományos töltoanyagú testekben az eloülepített szennyvíz BOIrkoncentrációja ne legyen több 250 mg/l-nél, és ne tartalmazzon 80 mg/l-nél több (max. 0,5 mIII) lebego anyagot. Vigyázni kell, hogya testre zsír és olaj ne juthasson. A testek optimáIis muködéséhez tartozó pH-tartomány 6,5 ... 7,5, de mérgezo anyagok nélkül 5,5... 9,0 pH-s szennyvizeket is elvisel a csepegtetotest. A csepegtetotestek muködésmechanizmusa szempontjából legkedvezobb, ha a szennyvízben a BOI5 : N : P (BOI5: nitrogén : foszfor) arány 100 : 5 : I körüli. A szennyvíz homérséklete erosen hat a csepegtetotest tisztítási hatásfokára, emelkedése segíti, csökkenése gátolja a tisztítási folyamatokat. A köpenyfallal körülvett, felül nyitott, nem túlságosan alacsony csepegtetotest belso homérséklete gyakorlatilag a rávezetett szennyvíz homérsékletétol függ, amely általában télen sem alacsonyabb + 8, + 10 °C-nál. Hagyományos szemszerkezetu töltoanyag esetén a testen való áthaladás alatt a víz homérséklete legfeljebb 4 OC-kal csökken. Általában' elmondhatjuk, hogy az apróbb szemu töltoanyagon kisebb, durvább töltoanyagon nagyobb a homérséklet csökkenése, de zárt, kis terhelésu testeken még 3 ... 4 oC homérséklet-emelkedést is mértek kedvezo körülménvek között. A homérsékleti viszonyok a makro- és inikroszervezetek muködésére is igen nagy hatással vannak, így pl. a lárvák és férgek + 10 oC alatt, a baktériumok egyes fajtái +4 oC, mások csak O oc közelében szüntetik meg tevékenységüket. A csepegtetotestek muködése nagymértékben függ a töltoanyagtól. Minél nagyobb a térfogategységre eso hártyafelület, annál több a lebontást végzo organizmus. Az egységnyi térfogatra jutó
SZENNyvfZTISZTíT
felület a töltotestdarabok méretének csökkentésével növelheto. A töltotestdarabokat azonban csak egy határig lehet aprítani, hiszen az átöbIíthetoség és a levegoátáramlás bizonyos - már elobb emIített hézagtérfogatot tesz szükségessé. Ha a töltotestet 4... 8 cm-es zúzalékanyagból készítik, az 1 m3·ben foglalt szemcsefelület 80 100 m2lesz, 2,5 ... 4 cm-es szemcse esetén pedig 160 190 m2-re no a test 1 m3 térfogatában foglalt szemcsefelületek összege. A gyakorlatban 1,5 m testmagasságig 3... 6 cm, magasabb testekben 4 ... 8 cm szemcseátméroju töltoanyagot alkalmaznak. Alul és felül 15... 25 cm vastag, 5... 15 cm szemcsenagyságú réteg beépítése szükséges. A hagyományos töltoanyagú csepegtetotestek hátrányainak kiküszöbölésére, de legalábbis csökkentésére vezették be a muanyag töltetu biológiai csepegtetotesteket. A muanyag töltoanyaggal elérheto, hogy nagy legyen a térfogategységben levo, a biológiai hártya által benoheto aktív felület; meglegyen a hézagtérfogat, vagyis elegendo szabad keresztmetszet tegye lehetové aszennyvíz átcsepegését, a biológiai hártya kialakulását és a levego átáramlását. A felületek alakja olyan legyen, hogy a szennyvíz egyenletes szétosztásának és filmszeru lefolyásának lehetové tétele mellett meggátolja a vízpangás (sarkokban, szuk hajlatokban) kialakulását. A töltoanyagnak megfelelo szilárdsága legyen a saját, a felette levo töltotestrétegek, a biológiai hártya, a vízfilm terhelésének és az esetleges személyi terhelés viselésére. Anyaga könnyu, kémiai, biológiai és fizikai hatásokkal szemben ellenálló legyen, és saját maga se mérgezze környezetét. Az ára úgy alakuljon, hogy a nagyobb teljesítoképességu muanyag töltoanyaggal készített csepegtetotest rentá-
1101
ÁS
bilisabb legyen, mint a hagyományos töltoanyagú test. A 29-35. táblázat néhány gyakorlatban használatos muanyag töltet anyagait ismerteti, összehasonlítva a hagyományos zúzottko töltéssel. A csepegtetotestek muködéséhez szükséges oxigént a testen átáramló levegonek kell szolgáltatnia. O OC-on és 101325 Pa (760 torr) nyomáson 1 m3 levego tömege 1,294 kg, amelybol 0,300 kg az oxigén. Átlagos idojárási viszonyok esetén általában 1,25 kgJm3 a levego surusége, és ebben 0,280 kg oxigénnel számolunk. Csepegtetotesteken természetes levegoátáramlás esetében ez utóbbiból csak mintegy 5% hasznosul, mesterséges átáramláskor még ennél is kevesebb. A levegohozam, ill. átáramlási sebessége aszennyvíz és a levego közötti homérséklet-különbség függvénye. 4 oC homérséklet-különbség esetén 1 m2-en 18 m3Jh levego-térfogatáram halad át, és az ebbol hasznosítható 0,252 kg oxigén többszörösen felülmúlja a csepegtetotest m3-re jutó, 1 órára szükséges oxigén tömegét. Ha a homérséklet-különbség 2 oC, az áramlás megszunik, és további homérséklet-csökkenés esetében lefelé, homérséklet-emelkedés esetében pedig felfelé indul meg a légáramlás. Rövid ideju levegokiáramlás a csepegtetotest muködését általában nem zavarja, hiszen a test oxigénellátását a víz áramlása és a szélmozgás is segíti. Mesterséges levegoztetés esetében 18 m3levegoJhm2 felület légáramra méretezünk. A fenéklemez-kiképzést a megfelelo levegoellátás szem elott tartásával kell megtervezni. 1,5 m-nél alacsonyabb testek alá elegendo egy-két sor 8... 15 cm szemnagyságú koréteget az 1% -os oldallej tésu alaplemezre helyezni. Ha a test magasabb, akkor vályú vagy támasztótestes hézagos feneket kell készíteni, amelyen a hézagok felülete a test oldalán
29-35. táblázat. Muanyag töltésu biológiai csepegtetotestek tö!tóanyagai Eloállító
-
187 94 94 225 45 98 89 985 4 82
Töltotest
Zúwttko, Polisztirén 0 65 5Surfpac-Standard cm· 210mugyantával 1500 80 33 48 Bazalt Flocor PVC Cellulózpapír Surfpac-Crinckle Close Cloisonyle Honeycomb
átitatva France Industrics Limited Appliquée Recherche ChimiqueU. K.
*Összehasonlltásul közöl ve.
Anyag
Tömeg, kg/m'
Fajlagos felület, m',/mll
Hé~gtérfogat %
1102
CSATORNÁZÁS
kiképzett szellozonyílások felületének 20% -a, az oldalfalon kialakított szellozonyílások összkeresztmetszete pedig a test alaptefÜletének 0,5... 1,0%-a legyen. Zárt kivitelu testeknél a tetofödémen kiképzett szellozo nyílása ugyanilyen méreture készítendo. Az egyenletes vízelosztás a csepegtetotest jó muködése szempontjából fontos, mert a teljes test kihasználását biztosítja. Kis méretu testekre rendszerint osztóvályúk vezetik a szennyvizet. Az osztóvályúkat adagolószifon vagy szivattyú szakaszosan táplálja. Nagyobb csepegtetotestekhez szinte kizárólag forgópermetezoket használnak (Segner-kerék). Forgási sebességüket úgy célszeru megválasztani, hogy a csepegtetotest minden felületrésze percenként 5... 20-szor kapjon vizet. A biológiai csepegtetotestekkel elérheto tisztítási hatásfok tisztázására sokan végeztek kísérleteket. Az összes vizsgálat megegyezik abban, hogya tisztítási hatásfok szoros összefüggésben van az 1 m3 testanyagra jutó szervesanyag- (BOIs) terhelésseI. Így az amerikai National Research Council szerint a tisztítási hatásfok:
1]- 1+01:41;. , bio
%,
(29-7)
ahol Tbio a fajlagos szervesanyag-terhelés, gJm3d, és értéke (29-8) ahol Vd a napi szennyvízhozam, m3 Jd; Va test töltoanyag-térfogata, m3; So az érkezo szerves anyag koncentrációja. A tisztítási hatásfokra közölt egyenlet érvényesBOIL!, gJm3d. ségi intervalluma 150
vizekkel végzett vizsgálatok eredtpényeit a 29-36. táblázatban foglaltuk össze. Mivel a kis terhelésu csepegtetotesteknél a biológiai hártya leöblítése nem kívánalom, a felületi terhelést 0,1.. .0,2 m3 Jm2h értékben kell felvenni. Nagy terhelésu csepegtetotestek esetében a felületi terhelésnek legalább 0,8 m3Jm2h nagyságúnak kell lennie. Amennyiben az öblítéshez az ülepített szennyvíz mennyisége nem elegendo, a többlet-vízmennyiséget a csepegtetotesten már megtisztított (ún. recirkulációs) vízbol kell fedezni. A táblázatban közölt adatok kiegészítéseként közöljük, hogy a lebegoanyagtartalom 65 ... 92%-08, a csíraszám 70 ... 95%-os, valamint a foszfáttartalom átlagosan 50%-os csökkenésévellehet számolni. Megjegyezzük, hogyamíg kis terhelésu csepegtetotesteken az ammónia nitráttá való oxidációja jelentos, nagy terhelésueken a nitrifikációnak gyakorlatilag nincs jelentosége. Muanyag töltotestek terheléstol függo tisztítási hatásfokát a különféle töltoanyagok és a különbözo összetételu szennyvizek kel végzett vizsgálatok miatt általánosítani nem lehet. Miután hazánkban még csak kísérleteket sem végeztek ennek bevezetésére, és hazai bevezetésük a jövoben is kétségesnek látszik, ezek méretezéséveI nem foglalkozunk. Célszerunek tartjuk a hazai gyakorlatban ma még nem használt, de külföldön jól bevált, gazdaságos merülotárcsás biológiai csepegtetotest méretezésének ismertetését. Ezeket külföldön 10 LEÉ-tol 15 000 LEÉ-ig is alkalmazzák. Ilyen nagyságrendek között építési költségük is kedvezoen alakul. Hazánkban eddig három nagyságra, 50... 150, 151... 250 és 251...500 LEÉ figyelembevételével készültek mintatervek. A mefÜlotárcsás biológiai csepegtetotestek méretezésére számos kísérlet alapján különbözo számítási eljárásokat dolgoztak ki. Mivel ezek nehezen ' kezelheto képleteket eredményeztek, helyettük a
29-36. táblázat. Biológiai csepegtetotesteken végzett vhsgálatok eredményei Rincke szerint Felületi terhelés. m8/m8h lebontási hatásfok. 25 20 92 30 77 88 40átlagosan, ... 20 80 45 83 0,2 0,3 0;/ ... 0,8 1,5 1,2 0,5 1,2víz Elfoly6 átlagosan. BOI.,81m8 koncentrácl6ja.
Szcrvesanyag-
közepes csepegtetotest mérsékelt terhelésu terhelés úcsepegtetotest
terhelés,
Fajlagos 1100 450 175.. 750 ...175 .450 750 ... 1100
I
SZENNYVÍZTISZTÍT
29-37. táblázat. Merülótárcsás biológiai csepegtetotestek méretezése
29-87. és 29-88. ábrán látható méretezési diagram használata javasolható. A 29-87. ábra különféle, a 29-88. ábra pedig csak házi szennyvíz esetében az
1 V "számított"
Mértékadó méretezési térfogatok Elo- ésutóTartózterhelés, terhelés. m'/m m'/m'h M"rülotárcsás kodási azhazoxidációs ido, utóülepitoben csepegtetotesten
4,50,8 18... 18 12 140,5 16 10 20 ... 2416".18 ha22 2,5 1,5 1,5 1hido, 0,5 0,8 ... Lakosszám 1,50,3 Felületi Felületi 4 I 0,6 víz ötszörösét kezelik tornahálózatban, a száraz ideju szennyaz eloülepítoben Megengedheto terhelés
kodási függvényévízhozamra jutó felület aülepíto lefolyási ido, ido, hkben h
Szélso értékek 400 ... 6000 1500 6000 felett 1500... Egyesített rendszeru csaa várható lebontási hatásfokot, zatban 400-ig Elválasztó csatornahálószennyezést, valamint az erre a
1103
ÁS
I
Tartóz-
ben a le nem bontott vízhozamra jutó nettó (a merülotárcsák leszámításával a szennyvíz által elfoglalt) térfogatot ábrázolja. A "számított" vízhozam ot a 29-37. táblázat segítségével határozhatjuk meg. A táblázat szerint a napi szenny,h
, b '1 "t tt kUl" b" " Vd Vd ozam o szarnI o u on ozo 10"'18 csucsterhelések esetén a merülotárcsás csepegtetotesten a reakcióido más és más (16... 24 h) lesz. Házi szennyvÍzhez általában kétlépcsos berendezést célszeru kialakítani, ezzel már 85%-os hatásfok is elérheto. Több lépcso alkalmazásával a hatásfok no, így három lépcso már 90%-os tisztítási hatásfok ot tesz lehetové. Általános szabály, hogy az elso lépcson 1 m2 tárcsafelületre max. 120 gld terhelés viheto. Merülotárcsás biológiai csepegtetotest elott, a szokásos (rács, esetleg homokfogó) elotisztítás után, 0,5 órás eloülepítés, a test után 1... 1,5 órás utóülepítés szükséges. Az eloülepítés idejének csökkentése az eltömodésre érzéketlen csepegtetotest, VIZ
o
10
20
30
40
50
.60
80
70
100
20
80
40
60 50
SODO
10000
15000
20000
AV.~ V· m2 J mJ/min 29-87. ábra. Diagram merülótárcsás
csepegtetotest méretezéséhez
A vizfelület. m"; Vh hasznos medencetérfogat, m'; V számitott vízhozam, mB/min
1104
CSATORNÁZÁS
-
eljesítmény
'---
\'l,
-
10- JO 20 -o .x "'" ,...... I nélkül mérik :/': :?"> ~ú"7 // II I ha utóülep;'l/j 4, /~C's;" .... :»~C'ú"d' ",-"" /' átlagoson kisebb 5 %-a~ 20 "~ 30 .....••
""""<
""'<
,1
'"
40 50 60 -... 70 i?s ' , ...••... ' 1--Vh:I hasznos medencelerfogat, m3 V : számí/off v/zhozam, m3/min
80 I
II
100 80
40
50 ~
60 '"
~
70
Q:l
;:))
-~ 80
~ '~
~ ~ 'C;;'
90
-1::>
~
92
.g
93
~ 94
95
o
10000
5000
15000
20000 ml A/V, m3/min 29-88. ábra. Merülotárcsás csepegtetotest méretezése
A lebontási teljesítmény átlagosan 5 %-kal kisebb, ha ut6ülepltó nélkül mérik A vízfelület,
m2;
Vh hasznos medencetérfogat,
az utóülepítési ido csökkentése pedig a jól ülepedo iszap következtében lehetséges. Az utóülepítoben elválasztott iszapot lehetoleg folyamatosan kell az eloülepítobe (esetleg egészen kis berendezés esetében az oldó medencébe) visszavezetni, egyéb recirkulációra nincsen szükség. Az iszapot szivattyúval vagy a tárcsák tengelyére szerelt iszapemelo kerékkellehet visszajuttatni. A csepegtetotestek zárt, félig nyitott vagy teljesen nyitott kivitelben készülhetnek nagyságuktói és a helyi körülményektol függoen. Különösen hideg idojárás vagy egészségügyi eloírások (pl. lakótelep közelsége) miatt megkövetelhetik a test teljesen zárt kiképzését. Ilyenkor oldalfallal és tetovel zárt belso teret alakítanak ki, amely a külso térrel csak szellozokürton át érintkezik. Ezen jut a zárt térbe az oxigéndús levego vagy természetes úton, vagy ventilIátor beépítésévei mesterséges úton. A merülotárcsás csepegtetotesteket a fagyveszély kiküszöbölésére mindig ilyen kivitelben készítik. A félig nyitott testek alkalmazása a leggyakoribb. Ezeknek csak oldalfaluk van, ez támasztja meg a töltotestet, nincsenek lefedve. Az oldalfal megvédi a testet a szél okozta lehuIéstol és kéményhatással elosegíti a légcserét. A falat célszeru a test felso szintjénél 50... 60 cm-rel magasabbra építeni a
mlt;
V számított
vízhozam,
m:lfmin
szennyvíz kifröccsenése és a cseppfelhordás megakadályozása végett. Teljesen nyitott kivitel esetében oldalfalat sem építenek, a testet a testanyag nagyobb méretu darabjaiból készített, a vízszintessei 55, .. 600-os szöget bezáró rézsus támasztóréteggel határolják. Téli hidegebb idojárás esetén a támasztóréteg befagyhat, ez azonban védelmet nyújt a belso testtömeg befagyása ellen. Teljesen nyitott kivitelben egészen alacsony és nagy (20 ... 50 m) átméroju csepegtetotesteket építenek. A merülotárcsás csepegtetotest ek leggyakrabban alkalmazott tárcsaátméroje 2,0 .. .3,0 m. A korábban jól bevált azbesztcement tárcsák helyett ma már inkább a könnyu poJietilént, polisztirolt vagy poliuretánt alkalmazzák. A tengelyre 30.. .34 tárcsát szerelnek fel méterenként 2 cm tárcsaközzeI. Közbenso alátámasztás nélkül a tárcsatesthossz 7 m lehet. A tárcsát befogadó tekno alakjában és méreteiben is kövesse a tárcsatestet, a test és a tekno közötti távolság legfeljebb 5 cm lehet. Az egyenletes elosztás végett a tárcsatestet teljes szélességében vezetik hozzá, ill. folyatják rá a szennyvizet. A tárcsák fordulatszáma legfeljebb 3fmin. A 3 m átméroju tárcsák forgatásához 75 W, a 2 m átmérojuekéhez 50 W teljesítmény szükséges tengely fm-en ként.
SZENNYVÍZTISZTÍT
Átlagos házi szennyvíz esetében, közepes levego~ homérsékleten 2 .. .4 hét szükséges ahhoz, hogya' lebontást végzo biológiai hártya kialakuljon és tisz~ títási feladatának eleget tudjon tenni. Az elobbiekben közölt ún. "bedolgozási ido" azonban csak a BOIs szempontjából ennyi, a nitrifikáció szempontjából még ennél is hosszabb. Ezért olyan esetekben, amikor a szennyvízterhelés szezonális növekedése miatt (pl. üdülohelyeken) az év egy rövidebb részében újabb tisztítóegységeket kell tisztításra alkalmas állapotba hozni, a csepegtetotestek alkalmazása nem javasolható. A csepegtetotestek üzemeltetésének fontos feltétele a testfelület tisztán tartása. A félig vagy teljesen nyitott testek felületét osszel a hulló falevelektol naponta meg kell tisztítani. A testre csak jól ülepített szennyvíz kerüljön, ellenkezo esetben tócsásodás keletkezik. Az osztóvályúk vagy a forgópermetezo kifolyónyílásait és a szellozo-, valamint vízelvezeto vályúkat a test alján naponta ellenorizni és tisztítani kell. A .test tócsásodását az elmondottakon kívül a hideg idojárás, a túl nagy szennyezoanyag-koncentráció, a kis felületi terhelés vagy a test túl apró és tisztátalan szemcseszerkezete is okozhatja. Tócsásodás észlelése esetén az .érintett testrészt vízsugárral jól le kell öblíteni, és ha ez sem segít, a test felso rétegét át kell vi11ázni.Nagyobb. mértéku eltömodés esetén növelni kell a recirkulációt, esetleg 1...2 napra a testet üzemen kívüllehet helyezni. Célravezeto, ha hetente néhány órára a testet 5 mgll szabad klórt tartalmazó szennyvízzel táplálják. A jól muködo csepegtetotest gyakorlatilag szagtalan, eltömodve azonban kellemetlen buzt áraszt. Ugyancsak buz képzodik, ha a testre berothadt szennyvizet vezetnek. Ez utóbbi esetben a recirkuláció növelése segít, az oxigénben gazdagabb recirkulációs víz ugyanis felfrissíti aberothadt szennyvizet. Elofordulhat, hogya csepegtetotesteken élosködo pszihoda-legyek túlszaporodnak. Ez ellen ugyancsak a recirkuláció növelésével, valamint hetenkénti klórozássallehet védekezni. A klóradagolás azonban ekkor nagyobb, mint az elozo esetekben, a szennyvíz aktív klórtartalma 0,5 ... 1,0% legyen. Eleveniszapos berendezések. Amikroszervezetek szaporodásának eredményeként alakul ki az a biomassza, amelyet a továbbiakban eleveniszapnak nevezünk. Az eleveniszap kialakulásával létrejön az eleveniszapos szennyvíztisztítás alapja, és a továbbiakban csak aszennyvíz és eleveniszap intenzív érintkeiése, valamint a folyamathoz szükséges oxigén állandó jelenléte fontos. A tisztításhoz szükséges eleveniszapot úgy hozzák létre, hogy a már levegoztetett víz-iszap ele72 Az épületgépészet
kézikönyve
ÁS
1105
gyet utóülepítoben szétválasztják, a tisztított vizet a rendszerbol elvezetik, a leülepedett eleveniszapot pedig a benne levo még aktív mikroszervezetekkel a levegoztetomedencébe visszavezetik. Az eleveniszapos berendezéshez tehát a levegoztetomedencén kívül utóülepíto is szükséges, és a két mutárgy kapcsolata kétirányú. A levegoztetomedencébol a víz-iszap elegyet az utóülepítobe vezetik, az utóülepítoben kivált iszapot pedig visszajuttatják a levegoztetomedencébe. Az eleveniszapos tisztítóberendezést tehát a levegoztetomedence, az utóülepíto és a visszavezetés (recirkuláció) együttesen alkotja. A biológiai tisztításra ható tényezok lényegében az eleveniszapos berendezésekre is vonatkoztathatók. Eleveniszapos tisztításhoz recirkulációra minden esetben szükség van, van azonban ennek optimurna, amely alatt a berendezés nem muködik kielégítoen, és amely felett a recirkuláció a tisztítási hatásfokot már alig vagy egyáltalán nem befolyásolja, csupán az energiaköltséget növeli. A recirkuláció mértéke elozetes számításokkal csupán becsülheto, mint ahogyan az érkezo szennyvíz menynyiségét és minoségét, a mennyiség és minoség idobeli változását sem lehet számításokkal elore meghatározni. Ebbol következoen a recirkuláció optimális mértéke is csak a már megépült tisztítóberendezés próbauzeme során állapítható meg. A tervezo feladata viszont olyan megoldású recirkuláció tervezése, amely a próbaüzem folyamán az optimális üzemi állapotnak megfeleloen beállítható. A recirkuláció nem módosítja a levegoztetomedencében az átfolyási idot, mert a szennyvízeleveniszap elegy ismételten visszakerül a levegoztetomedencébe. A szennyvíznek a levegoztetomedencén való átfolyási ideje meghatározásakor a recirkuláltatott szennyvíz-eleveniszap elegy tömegét nem kell többletként figyelembe venni. Amennyiben a recirkuláció mértéke az optimálisnál kisebb, a rendszer a szennyvíz---eleveniszap elegy koncentrációjára érzékeny lesz. Ilyenkor az ülepítoben iszappangás következik be és ez az anyagcsere sebességének csökkenését okozza. A recirkuláció célja nemcsak az eleveniszapnak a rendszerbe való visszajuttatása, hanem a hígítás, az egyenletesebb szennyvízminoség elérése, valamint a nit~ogénvegyületek (nitrit, nitrát) visszaforgatása IS. A recirkuláció mértékét a napi nyers, tisztítatlan szennyvíz %-ában fejezik ki. Nagysága e1sosorban a levegoztetomedence szennyvíz-iszap koncentrációjától függ. Hagyományos berendezésekben, ahol az iszapkoncentrátió 2 gil körüli, általában 20... 40%-os recirkulációra van szükség. Az általános gyakorlatban eloforduló, nagy terhelésu eleven-
1106
CSATORNÁZÁS
iszapos berendezésekben az iszapkoncentráció mintegy 6 gil és a szükséges recirkuláció 100%. Teljes oxidációs berendezésekben az iszapkoncentráció 10 gil-nél nagyobb, és a napi nyers szennyvíz 200%át kell recirkuláltatni. A hatásfokot lényegesen befolyásolja a szennyvíznek és iszapnak a levegoztetomedencébe való bevezetési módja. Ez utóbbi az oxigénfogyasztás alakulására is hatással van (29-89. ábra). Az aj ábra a klasszikus megoldást szemlélteti. Mind a szennyvizet, mind a recirkuláltatott iszapot a medence elején vezetik be. Az oxigénfogyasztás ebben az esetben nagyon egyenlotlen, a bevezetésnél igen nagy, majd a bejutó oxigén hatására fokozatosan csökken. A megoldás tehát kedvezotlen. A bJ ábrán a szennyvizet a medence egész hosszában megosztva, a recirkuláltatott iszapot a medence elején vezetik be. Az oxigénfogyasztás már egyenletesebb, mint az aj esetben, bár az eleveniszap nagy oxigénfogyasztása a medence elején még kiugró értéket mutat. A eJ ábra kombinált megoldást szemléltet. A nyers szennyvizet a medence elso felébe, az oldalfal mentén egyenletesen megosztva, az ~leveniszap harmadát a medence elején, kétharmadát a medence közepén, de egy-egy· pontban. juttatják a tisztítótérbe. Ezzel a megoldással az átfolyás irányát követve a kezdeti nagy oxigénfogyasztás csökken,
aj
~_
1_~
-o b~
2
3
6
1-5-Gy
rCJ ~5'0-25
I
-
'~{V. r:V__
ej1/3 ~
d)
2/.1 3
5
111111111[lllilll[II[III[IIII~7
Ln I
_,_
~~:::~J/{t)L •
29-89. ábra. Az oxigénfogyasztás alakulása medencében J
majd az eleveniszap kétharmadának bevezetése után hirtelen megno, de a medence végén ismét egészen kis értékre csökken. A legegyenletesebb oxigénfogyasztást a dJ ábra szerinti megoldás adja. Aszennyvizet és a recirkuláltatott iszapot összekeverik, és a medence hosszanti oldala mentén egyenletesen elosztva vezetik a levegozteto térbe. Az elvezetés a szemközti oldal mentén ugyancsak egyenletes, így térben állandó oxigénfogyasztás jön létre keresztirányú áramlással párosulva. Az eleveniszapos levegoztetomedencékben az ülepedést meg kell akadályozni. A medence keresztmetszetét úgy kell kialakítani, hogy a létrehozott vízmozgás az anyagátadáson túlmenoen az iszappelyheket is lebegésben tartsa. Ezek a szempontok a különbözo rendszerekben különbözo jelentoséguek. Így pl. nagy eleveniszap-koncentráció vagy ülepítetlen szennyvíz esetén a hangsúly az ülepedés meggátlásán van, míg a rövid átfolyási ideju rendszerekben a tökéletes és intenzívelkeveredés mondható elsodleges szempontnak. Az említetteken kívül a keresztmetszet kialakítása még dönto módon függ az oxigénbeviteli módtól is. A biológiai csepegtetotest ek elott aszennyvizet jó hatásfokkal ülepíteni kell. Az eleveniszapos rendszerekben a mikroorganizmusok nem hártyás formációban és nem helyhez kötötten fejtik ki tevékenységüket, hanem a víztérben diszperz e~szlásban muködnek, így a szennyvizet elozetesen nem feltétlenül szükséges ülepíteni. Az eloülepítés mértéke szerint beszélhetünk eloülepíto nélküli teljes oxidációs berendezésekrol (oxidációs árkok, zsebtelepek), eloülepítés nélküli rész-biológiai 'és teljes biológiai tisztítást végzo berendezésekrol és végül tetszoleges mértéku eloülepítés utáni részIeges vagy teljes biológiai tisztítóberendezésekrol. Az elso esetben a szennyvízben lebego anyagok (a rácsszemét kivételével) beépülnek az eleveniszapba, és a levegoztetoberendezésben oxidációval lebontódnak. Mivel ebben a rendszerben eloülepítés nincsen, ún. nyersiszap nem keletkezik, és az összes iszap fölösiszap formájában válik ki. Ezt vagy anaerob kirothasztással, vagy oxidálással aerob iszapstabilizálással kezelik. Az aerob iszapstabiIizációt néha magában a levegoztetoegységben valósítják meg. A második eset átmenet az elso és a harmadik között. A harmadik esetben kétfajta iszap keletkezik. Az egyik az eloülepítoben kiülepedett ún. nyers iszap, a másik az eJeveniszapos medencében létrejövo ún. fölösiszap. Általános megoldás, hogya fölösiszapot az eloülepítobe vezetik vissza, hogy ott a mintegy 98... 99% víztartalmú fölösiszap a nyers iszappal keveredve jobban tömörödjék, és az így kialakított kevert iszapot anaerob rothasztókban együttesen rothasztják.
a levegozteto-
szennyvíz; 2 tisztított víz; 3 levegoztetornedenee; 4 utóülepito; 5 elegy; Ó visszatéro eleveniszap ; 7 oxigénfogyasztás
SZENNyvfZTISZTfT
Az oxigénbevitelrmódokat vizsgálva, az eleveniszapos rendszerekben az oxigént vagy mechanikai eszközökkel, vagy légbefúvással juttatják a levegoztetomedence vízterébe. A szerkezetnek az oxigénbevitelen túlmenoen a szennyvíz-iszap elegy keveredését és megfelelo sebességu áramlásban tartását is meg kell valósítania. A levegoztetoeszközök a következoképpen csoportosíthatók: Mechanikai levegoztetok: - vízszintes tengelyu, forgókefés, 40 .. .45 cm átméroju hagyományos rotorok, vagy 70... 100 cm átméroju ún. mammutrotorok; - függoleges tengelyu forgókerekes berendezések. Légbefúvásos levegoztetok : - iinombuborékos porózus cso vagy lap, mindig nagynyomású (0,4 ... 0,5 bar) levegovel; - nagybuborékos: felszínközeli befúvásos, kisnyomású (10 mbar) levegovel, fenékközeli befúvásos, nagynyomású (0,4... 0,5 bar) levegovel. Kombinált levegoztetoberendezés : nagybuborékos, mechanikus buborékaprítással (pl. turbina aerator). A levegoztetoberendezésnek jó hatásfokkal és biztonságosan kell az oxigént oldatba vinni, holttérmentes jó átkeverést és kello fenéksebességet kell fenntartania. Ez több célú, sokszor ellentétes jellegu feladat egyideju teljesítését jelenti, ami már önmagában is nehezen oldható meg, különösen a vízösszetétel változása esetén. Az utóbbi években a mechanikai levegoztetok vizsgálatából nyert tapasztalatok megváltoztatták a korábbi véleményeket. Ennek megfeleloen általánossá vált a függoleges tengelyu rotorok, ill. turbinák alkalmazása mind az eleveniszapos szennyvíztisztításban, mind a tavak levegoztetésében. A különféle típusú (29-90. ábra) függoleges tengelyu levegoztetoszerkezetek igen jól beváltak, és a tapasztalatok szerint igen gazdaságosan üzemeltethetok. Jellemzo, hogy egyetlen motor-hajtómu-rotor egység akár 1500... 2000 m3 víztér átkeverését is el tudja végezni. Az ehhez szükséges medence kialakítása egyszeru, több rotor beépítéséveilO 000... 20000 m3-es medencék is kialakíthatók, négyzetes alaprajzú alaplemezhez csatlakozó függoleges 01dalfalakkal (29-91. ábra). Ezáltal az eleveniszapos levegoztetomedencék fajlagos beruházási költsége a 10 évvel ezelottiekhez viszonyítva kb. az 1j4-ére csökkent. . A függoleges tengelyu rotorok (turbinalevegoztetok) a víztérben egyrészt a turbulenciát, másrészt szívó hatást létesítenek, valamint a teljes medence7,..
1107
ÁS
aj
$,,/ --~*i~----,
,/ I!'
)
~'-'2 u LP1i----J"11 bJ
29-90. ábra. Rotorok aj Vortair tipus; bJ Simear tipus; D rotorátméro;
h lapátmagasság; v lapátszélesség; b bemerülési mélység
térfogatban megvalósítják az oxigénbevitelt és a kívánatos áramlási sebességet. Az oldalfalnak ütközo és a fenék felé irányított, kényszerpályájú vízáram viszi tovább az oxigénben feldúsult vízrészecskéket. A bevitt O2 bizonyos határok között a turbina kerületi sebességének harmadik hatványával, ill. a teljesítménnyel arányos. Ugyanakkor azonban az oxigénbevitel a medence geometriai formájának is függvénye. A 29-92. ábrán a BSK turbinák példáján az oldalhosszjmélység viszony függvényében szemIéltetjük a fenéksebesség alakulását. Az ábra jelölései szerint
p=
Wker
B
'
(29-9)
ahol wker a turbina kerületi sebessége; B az oldalhossz és a mélység hányadosa. Látható, hogy a fenéksebesség a bevitt teljesítmény mellett a geometriai foimától is függ. Az oldalhosszjmélység arány szélso esetben 2: 1 és 6 : 1 lehet. 5... 25 m oldalhosszakkal a legkedvezobb arány 4: 1. A BSK ífi ..22m
29-91. ábra. Eleveniszapos medence (fermentor)
1108
CSATORNÁZÁS 50
"
"/
a)
29-93. ábra. Mammutrotor aj hosszmetszet;
bJ
keresztmetszet
gazdaságos oxigénbevitellel összhangba hozni, ha horizontális áramlást tartunk fenn. 1,0.. .1,5 m vízmélység esetén az oxigénbevitellel összhangba 29-92. ábra. Turbinák teljesítménye hozott teljesítmény (5... 8 W fm3) biztosítására az ún. mammutmotorok gyuru alakú árokban való turbina esetében az 1 kWh-ra eso bevitt OXIgen alkalmazása gazdaságos (29-93. és 29-94. ábra). Világszerte elterjedtek a légbefúvás os levegozteto tömege tiszta vízben óránként 2,0 ... 2,5 kg, amely szennyvízben 20 .. .40% -kal is csökkenhet. Egyéb rendszerek. A levegot a téglalap alaprajzú medentervezési adatokat a gyártó cégek katalógusai tar- cék egyik hosszanti oldalfala mentén szokták betalmaznak. fújni. Az ily módon belépett levego a medencében levo szennyvíz-eleveniszap elegyet keresztirányú Az áramlási holttér csökkentése egyetlen rotoros egység esetében viszonylag egyszeru kísérleti fel- hengermozgásba hozza. A levegobefúvás másik adat. Összetettebb probléma a célszeru hidraulikai módja, hogya fenéklemez fdületén teljes medencekialakítás, ha egyetlen medencében több rotort kí- szélességben porózus lemezeket építenek be, és a vánunk elhelyezni. A szomszédos rotorok ugyanis levegot ezeken keresztül juttatják a víztérbe. Mindkét megoldást a 29-95. ábra szemlélteti. Az ilyen ellentétes irányban forognak és az ellenkezo irányú sebességgel egyes helyeken legfeljebb lükteto moz- rendszeru levegoztetomedencékben a megfelelo kegást hoznak létre. Ezeken a helyeken elvileg lehet- veredés végett aszennyvizet és a recirkuláltatott séges ülepedés, de a tapasztalat szerint ez kevésbé iszapot egymástól elkülönítve, az egyik hosszanti jelentos, mint a négyzetes alaprajzú medencék sar- oldalfal mentén elosztva vezetik be, az elfolyó elekaiban keletkezo lerakódás. gyet pedig a szemben levo oldalfal mentén elhelyeA kielégíto fenéksebességet csak úgy lehet a zett vályÚba gyujtik. oO
10
lD
JO
40
~
ra/lagas lel/esi/meny,
o
fO
70
W,'m"
10m
B-
3
=St
1
29-94. ábra. Berendezés oxidációs árokkal / szennyviz-bevezetés; 2 rács; 3 homokfogó; 4 csigaszivattyú; 5 kezelc5épület; 6 oxidációs árok; 7 iszapszikkasztó ágy; 8 tisztitott szennyviz; 9 befogadó
1109
SZENNYVíZTIszríT As
1
(j 1 29-97. ábra. Levegoztetomedence
29-95. ábra. Légbefúvás elevenis7.apos levegoztetomedencébe
1 diffúzor
llevegöcsatorna;
2légbefúvó csörács; 3 terelofal
A finombuborékos légbefúvásos rendszerekben a juttatott buborékok tetemes része oldódás nélkül légbuborékok átméroje kisebb, mint 1 mm. Addig, távozik a víztérbol, fajlagos energiaköltsége nagy, amíg a porózus lemez hézagai tiszták, a berendezés ezért ma már ritkán használják. A középbuborékos nagyon jó hatásfokú, az eltömodési veszély miatt fenékközeli rendszer azonos jellegu a nagybuboréazonban állandó karbantartás szükséges. A rendszer kossal, az ott elmondottak értelemszeruen rá is ezenkívül érzékeny a detergensek (mosószerek) vonatkoznak. A légbefúvásos rendszerek jellemzoit okozta felületi feszültség csökkenésére is. A finom- a 29-38. táblázatban hasonlítottuk össze. buborékos légbefúvás nagy elonye, hogy a komp. Az eleveniszapos rendszerek tervezéséhez nélküresszor meleg levegot szállít, így hidegebb égöv alatt lözhetetlenek a levegoztetoszerkezetek teljesítményez tekintheto az egyetlen célravezeto megoldásnak. adatai. Az INKA rendszeru légbefúvórács 1 m2-ére A nagybuborékos rendszerekben a buborékok át- vonatkoztatott teljesítményadatok a 29-39. tábláméroje 1 mm-nél nagyobb, általában az 5 mm-t is zatban, az idompálcás (Rocylaktiv) rotor 1 m-ére meghaladja. Amennyiben a légbefúvó szerkezet ki- vonatkozó teljesítményt pedig a 29-40. táblázatban léponyílása 4 ... 10 mm átméroju, nem érzékeny a közöljük. A totáloxidációs árokban, ill. medencédugulásra, de az oxigénbevitel hatásfoka csak mint- ben használatos ún. mammutrotor (VM rotor) telegy fele a finombuborékosénak. Ennek az az oka, jesítményadatait a 29-41. táblázat, a magyar ABT Ahogy a nagy buborék miatt nagy a felszállósebesség aerátorét pedig a 29-42. táblázat tartalmazza. és kisebb a víz-levego diffúziós felület. Ezen a hátrányon kívántak segíteni a kombinált levegoztetési rendszerrel, amelyben a buborékok beléponyílása felett elhelyezett forgó lapátkoszorú a nagy buboré29-38. táblázat. Küiönféle légberúvásos kokat felapritja és egyben vízszintes irányban szét levegozteto rendszerek átlagos oxigénbeviteli értékei is szórja (29-96. ábra). A kombinált rendszert ma gO, Ivóvízben Ivóvizben kWh 1,7Ivóvízben 4,5 0,8 1,1 7,0 m'levego Xm mélység 0,8 6,0 to,O 1,2 6,5 4,5 már nagyonfelszínközeli ritkán alkalmazzák. Szennyvízben Szennyvízben Oxigénbevitel <1 mm bevezetéssel Vízféleség bevezetéssel borék burék módja fenékközeli (1 ... 5 mm) I IkgO, A középbuborékos rendszerekben a buborékok (1...5 Közepes buKözepes buátméroje Finom 2 .. .4 buborék mm. Ennek felszínközeli légbefúvásos változatát (az INKA rendszert) az 1950-es évek végén és a 60-as évek elején alkalmazták hazánkban is (29-97. ábra). Ebben a berendezésben a víztérbe
---
1 29-96. ábra. Kombinált levegozteto
1 légbefúvás
nagy buborékkal
>5mm Durva buborék I Szen~vizben Ivóvízben
5,0
0,9
4,0
0,7
1110
CSATORNÁZÁS 29-40. táblázat. Idompálcás rotor teljesítményadatai 1 m-re
29-39. táblázat. INKA rendszeru légbefúvórács teljesítményadataí 1 m2 csorácsra vonatkoztatva 2000teljesítmény, gO,/h kW Vízbe kW/kgO. gO,/h 1800 16 1650 12 1550 Bruttó Oxigénbevitel, teljesitmény, Oxigénbevitel , 700 1200 950 450 300 4600 10 1150 180 74cm merülés) ' Brutló 100 550 0,70 LevegoszálUtás, 0,30 0,95 0,80 0,55 0,51 0,51 0,55 0,54 0,60 0,46 0,56 0,39
II
29-41. táblázat. VM rotorok teljesítményadatai O~ Típus 2,67 cll BC -90 A 2XI800 4Xl800 42X2500 X,8/0,6 2500 2,16 IX2500 IXl800 B2,5/0,6 BI;8/0,6 öAl'" ,8/0,6 A2,5/0,6 C2,5/0,6 CI '~E 6,68 3,34 7,68 4,32 5,28 3,68 13,36 12,68 4,56 4,80 6,34 9,60 3,17 9,12 10,68 3,84 3,01 8,64 10,56 7,35 66,02 1,92 12,04 10 9814,72 I (l)
12
....l
';;:
E
O
5,34
;>
'"
2,28 2,40 2,64
-- -
1\) '" 32,40 Tipus I1X2500 1X4500 2X4500 l18,90 2X600 X 600025 O~ X3200 F6,O/l,0 E6,0/1,0 F4,5/1,0 E4,5/1,0 D2,5/0,8 D3,2/0,8 25,20 69,40 86,20 52,20 12,60 9,50 64,SO 34,70 9,60 11,50 9,00 43,70 7,50 12 20 10
I
.~E
I
I
-
EDl,8/0,8 -90 Ö'" 1bOX1800 D 5,40 6,50
F
26,10
I
29-42, táblázat. ABTA-aerátorok Kerékátméro, m
0,8
0,6
115... 780 8535 16... ... 25 55 45 20 100 ... ..601400 .45 .280 160 -5I 50 ...1...4 +15 30... 40 30 25 ... 130 90 80 70 100 ... 110 370 ... 17 -5 +10 -5 ... +20 ...928 230 400 15... 60 600 22 ... 50 I 4000 I245 210 ... 340 ... ... 2300
I
I
1,0
1,2
teljesítményadatai 1,5
2,0
2,4
3,0
1111
SZENNyvíZTlSZTÍT ÁS
29.7.4. Gépi üzemu kisberendezések A hagyományos kis mutárgyas szennyvízkezeloket ma már világszerte - foleg a fejlett országokban - az elore gyártott, gyorsan felszerelheto, gépi üzemu kis tisztítók, ún. zsebtelepek váltják fele, amelyek kis települések, lakótömbök, szétszórt szennyvízkibocsátó helyek, üdülotelepek, campingek, iskolák, kórházak, szanatóriumok stb. szennyvizének tisztítására alkalmasak. Általában biológiai tisztításra, de megfelelo technikai módosításokkal bizonyos kémiai szenynyezettségek tisztítására is alkalmasak, nagyságrensiben 5000 LEÉ-ig használatosak. Altalában fémbol vagy muanyagból készülnek. A korrózió ellen megfelelo fém kiválasztásával (rozsdamentes acél, alumínium stb.) vagy különféle bevonatokkal védik. 500 LEÉ-en felüli nagyságban betonból is készíthetok. Akisberendezések tisztítási technológiája a közepes, ill. nagy telepeken kialakult valamelyik eljárással azonos, vagyis a mechanikai elotisztítást a biológiai tisztítás, majd végül a nitrogén- és foszforvegyületek eltávolítása követi. A kisberendezések az alkalmazott tisztítás és iszapkezelés alapján a következok szerint osztályozhatók: - hagyományos eleveniszapos eljárás, anaerob iszaprothasztóval ellátott eloülepíto, eleveniszapos medence és utóülepíto; - eloülepíto nélküli eleveniszapos eljárás, egyideju aerob iszapstabi1izációval; - eloülepíto nélküli biológiai tisztítás az eleveniszapos medencében. A recirkulációs iszapot külön újra levegoztetik, majd stabilizációs medencébe vezetik. Valamennyi módszerre készülnek berendezések, a leggyakoribbak azonban az aerob iszapstabilizációval muködo ún. teljes oxidációs (totáloxidációs) rendszerek, amelyek üzemük szerint idoszakosak vagy állandók, az érkezo szennyvíz mennyiségétol és minoségétol függoen. A kis és lökésszeru terhelések esetében pl. a levegoztetés több (1.. .8) napig eltarthat, míg állandó üzem során ez 10... 20 órára csökkenhet. A levegoztetési ido alatt az iszap stabilizálódik, szerves elemei ásványi anyagokká alakulnak. A kistisztítók légellátásában mindhárom szokásos eljárás megtalálható, leggyakrabban a légbefúvásos, amelyet az oxigénbevitel kedvezo hatásfokán kívül az tesz elonyössé, hogy a mozgó szerkezet vízzel nem érintkezik. Külön feladat aszennyvízbe merülo csövek, légcsatornák kialakítása és anyagának kiválasztása.
A szelloztetoidomok szerkezeten belüli elhelyezését foleg az szabja meg, hogy a buborékoltatás okoz-e olyan fajsúlykülönbséget, amely Íntenzív folyadékmozgást okoz és hat a teljes szennyvíz levegoztetésére. A csövek, ill. csatornák anyaga általában korrózióálló acél, muanyag vagy kerámia. A folyadék, ill. iszapos víz eltávolítására, áramoltatására dugulásmentes szivattyúkat, foleg mammutszivattyúkat használnak. A fejlett országokban elterjedésben levo kistisztítóknak számos szerkezeti és gyártási változata van, amelyeket valamiféle szabadalmi jog véd. Anyagukat tekintve többek közt elore gyártott betongyurubol, fémmerevítéssei, ill. üvegszállal erosített poliészterbol készülnek. Elrendezésük variálható. Közülük néhányat a 29-98 ... 29-105. ábrán láthatunk. Egyik hazai vállalatunk elore gyártott merülotárcsás szennyvíztisztító kisberendezéseket fejlesztett ki, amelyek kétszintes eloülepítobol, merülotárcsából és utóülepítobol állnak. Az elore gyártott merülotárcsás szennyvíztisztító kisberendezés alkalmazható kis települések házi jellegu szennyvizeinek biológiai tisztítására.
Keresztmetszet 4 Talajszint
8 1
••
2,50 ••
1
1-~50
A/aprojz
8
J)if/t
;V ,,0---13 -12 29-98. ábra. Szennyvíztisztító (PUTctx-rendszer) 2 iszapfog6; 3 levegozteto; 4 utóülepíto; 5 tisztított szennyvíz; 6 betonalap; 7 iS7.ap-visszavezetés (recirkuláció); 8 fekáliás szennyvíz; 9 PUTOX-fej; 10 légbefúv6 aknája; lllégbeszív6 cso; 12 mosodai szennyviz; 13 zsír- és habfog6 1 szennyvíz-bevezetés;
CSATORNÁZÁS
1112
1 3 4 2
5
7
1 2
13 1,
I
Hoss,z{Jsog,
.
a
I
5
Ó I
8 9
10
II
11 12 13 14 15 15 1
I L
i
I
te/jeslfo-
kep~sseg szennt
29-101. ábra. Szennyvíztisztító
29-99. ábra. Szennyvíztisztító 1 beömlés;
(Rheinstahl-rendszer)
2 levegozteto tér ; 3 Jégbefúv6 cso; 4 kerámia cso; 5 átvezetörés 6 utóülepítö; 7 terelo; 8 szennyvíz-elvezetés
;
Az alkalmazhatóság feltételei : - az érkezo szennyvíz BOrs-értéke 190 gjm3 körüli legyen; - a berendezéssel tisztított elfolyó szennyvíz BOrs értéke 25 gjm3, lebegoanyag-tartalma 30 gjm3 legyen;
29-100. ábra.
Szennyvíztisztító
(Flygt-rendszer)
1 szennyvíz-beömlés; 2 kábel; 3 búvófedél ; 4 légkompresszor; 5 levegoztetotartály; 6 légbefúvás; 7 átemeloszivattyú; 8 túlfolyás; 9 tisztftott szennyvíz
(belga rendszer)
1 szennyvíz; 2 kosár; 3légelosztó; 4 szabályozósze!ep; 5 légbefúvás; 6légkompresszor; 7 kapcsolószekrény; 8 epoxi védofesték; 9 levegoztetomedence ; 10 úszóiszap-visszavezetés; II átvezetonyílások az utóülepítobe; 12 merülofalak; J.3 utóülepÍto; 14 állíthaló bukó; IS utóülepfto hátsó lapja; 16 iszap-visszavezeto rés; 17 tisztított szennyvíz
- a tisztítóberendezéshez aszennyvíznek frissen (aerob állapotban) kell megérkeznie; - az átemelok kapacitása nem lehet nagyobb, mint 150 ljmin; - a szívóakna hasznos térfogata 0,3 m3 legyen. A szennyvíz eloször a kétszintes eloülepítobe (29-106. ábra) folyik, amely henger alakú, sík feneku tartály. Az ülepÍtotéren való lassú átáramlás közben az ülepítheto részek a W alakú terelolemezeken lecsúsznak a rothasztótérbe, ahol a szerves anyagok anaerob úton kirothadnak, s egészségügyi szempontból kezelheto, szállítható állapotba kerülnek, s sZÍvócsövön távolítják el oket. A cso alsó része a rothasztótér fenekének közepéig, felso része pedig az ülepíto vízszintje fölé ér, ehhez csatlakozik az iszapszippantó kocsi rugalmas sZÍvócsöve. Az iszapot kb. 2 hónapon ként kiszivatytyúzzák. Az eloülepített víz az ülepÍtotér hátsó fala alatt áramolva, állítható, fogazott bukólemezen át az elvezetovályúbaömlik, abból pedig csövön keresztül hagyja el a mutárgyat. A biológiai egység alsó része fekvohengeres, bölcso alakú tartály, két vége lemezzel lezárva, a mutárgy tengelyére meroleges síkban két válaszfalIal három rekeszre osztva. Egy-egy rekeszben 18 tárcsa helyezkedik el csotengelyre felfuzve. A tengelyt VEM hajtómuves motor hajtja lánchajtás közbeiktatásával (29-107. ábra). A mutárgy két hosszanti részén helyezkedik el a belépo-, ill. kilépovályú, amelyekre állítható fogazott bukóélek vannak szerelve. Az eloülepített szennyvíz a tartály rekeszein soros kapcsolásban
SZENNYVÍZTISZTÍT
1113
As
Te~rDgof 30m3 29-102. ábra. Szennyvíztisztító 1 mammutszivattyú;
(finn rendszer)
2 légbefúvás; 3 aprÍtó; 4 fúvó; 5 iszap~visszatáplálás
1 14
16 17
15
4
3 \
18
I
6
5
29-103. ábra. Szennyvíztisztító
4
3
2
1
(angol rendszer)
2 átemelószivattyú; 3 szennyvíz; 4 változtatható vízszív6; 51égbefúvó cso; 6 mammulszivattyús visszatáplálás; 7 ülepítotér; 8 kevert szennyvíz; 9 íszapszállítás; 10 klórozó; II tísztított szennyvíz; 12 átemeloszivattyú; 13 tisztított szennyvíz; 14 íszapéleszto tartály; 15 újjáélesztett iszap visszatáplálása; 16 szüro; 17 áramIás-ellenorzés; 18 levegoszállító cso; 19 légkompresszor; 20 ellenorzo tábla 1
szennyvíz;
10 29-104. ábra. Szennyvíztisztító
(OMS-rendszer)
1 szennyvíz; 2 levegoztetorotor; 3 légbevezetés mammutszivattyúval; 4 elfolyóvályú; 5 tisztított szennyvíz; 6 beömlés; 7 mammulszivatlyú; 8 iszapvisszavezeto cso; 9 kompresszor; 10 utóülepíto; II levegoztetomedence; 12 kezelohíd
1114
CSATORNÁZÁS
8
A metszet
~
/
.
"
,- ,-
me/szet
"".
FOlli:stza.o'
,
.~h!".P."!:~""""""tdbO 29-105. ábra. Szennyvíztisztító (TABTA-rendszer) 1 átemelo; 2 levegoztetomedence; 3 ut6ülepítö; 4 íszapsurítö; 5.fep(Ötlenítö; 6 iszapvíz ; 7 szurokosúr; 8 ADTA aerator; 9 iszapszikkasztó; 10 be~ fogad6; II fölösiszap
áramlik áto A mutárgy teteje hengeres, bölcso alakú, idomacél merevítésu lemez. Az egész szerkezet idomacélból készült hegesztett állványon áll. Az utóülepíto felso része henger alakú, alsó része pedig talpon álló, fordított csonkakúp alakú idom. A felso részhez csatlakozik a körgyuru alakú gyujtovályú, állítható fogazott bukóéllel (29-108. ábra). A biológiai egységbol érkezo szennyvíz a mutárgy közepén elhelyezett bevezetocsobe áramlik, majd innen alul kilépve, sugárirányban a kör alakú gyujtovályúba folyik. A leülepedett iszapot a kúpos részbol - csövön keresztül - a recirkulációs szivattyú szívja fel, s juttatja vissza nz eloülepíto tartályba. Az iszapot elvezeto két szivattyút a merülotárcsás tartály alá, hoszigetelt térbe szerelik (az egyik szivattyú tartalék). Az egyes mutárgyakat csovezeA metszet
B metszet
Felülnézet lelonélkOI
2098
=~l
18~~_j
118~~B
29-107. ábra. Merülotárcsás szennyvíztísztító merülótárcsája
C metszet
tA
8- -C 29-106. ábra. Merülotárcsás szennyvíztísztító kétszintes ülepítóje
29-108. ábra. Merülotárcsás szennyvíztisztító ut6üIepítöje
SZENNYvfZTISZTíT
Y"3, 70
1115
I
"-r-t.-,-r í ,-+-+-1' I ., rMfL_._
-1
j""2.7o
ÁS
I h••
-1
"
I
I
'
..
9
29-109. ábra. Merülotárcsás
szennyvíztisztító
1 szennyvíz; 2 elöülepített szennyviz; 3 iszap-visszavezetés; 4 iszapcso; 5 bioló~iailag tisztított szennyvíz; 6 tisztított szennyvíz; 7 megkerülovezeték; 8 eloülepito; 9 merülotárcsás biológiai tisztit6egység; 10 utóülepíto
ték köti össze megkerülovezetékkel. A vezetékeket földbe fektetik és laposházú tolózárakkal szakaszolhatók. A 29-109. ábrán a berendezés összeállítása látható.
29.7.5. A szennyvíziszap kezelése ülepíto kben, biológiai tisztítóberendezésekben szennyvíziszap marad vissza, ill. keletkezik. Az iszap vagy már kirothadt, vagy még ki kell rothasztani. A rothasztóban az iszapból égheto rrietángáz (biogáz) keletkezik, a kirothadt iszap pedig - hacsak nem toxikusan fertozött (ipari szennyvíz) mezogazdasági trágyának alkalmas. A szennyvíziszap ásványi és szerves szennyezodéseket tartalmaz. Tömege és összetétele a szennyvíztisztítási rendszertol függ. Minél jobb hatásfokú és intenzitású a szennyvíztisztítás, annál több iszap keletkezik. Általánosságban az iszap 30% szervetlen és 70% szerves alkotórészt tartalmaz. A szerves
anyagoknak mintegy 50%-a viszonylag könnyen, 20%-a pedig nehezen bontható le. A szennyvíziszap térfogata nagymértékben függ a víztartalomtóI. A 29-43. táblázatbólláthatóan az iszap víztartalma 55... 99,3% között változhat. Az iszap rothasztásával térfogata csökken, mivel a friss iszap 95... 98%-os víztartalmának 85... 87%-ra való csökkenése az iszap szárazanyag-tartalmának 2 ... 5%-ról13 ... 15%-ra való növekedését idézi elo. Az iszap rothasztása után iszapszikkasztó ágyakon való kezeléssei víztartalma kb. 55%-ra csökkentheto. Az elmondottakat jól szemléltetik a 29-43. táblázat adatai, amelyek elválasztó rendszeru csatornahálózatra vonatkoznak. Egyesített rendszeru csatornahálózat esetén a táblázat adatai legalább 20%-kal növelendok. A szennyvíziszap kezelése a következo tényezoktol függ: szag, szín, homérséklet, suruség, lebegoanyag-tartalom, ülepíthetoség, pH-érték, savasság, lúgosság, szárazanyag-tartalom, izzítási veszteség, izzítási maradvány, összes nitrogén-, ammónia-, szerves nitrogén, illósav- és zsírtartalom. Célszeru a fizikai, kémiai vizsgálatokon túlmenoen az iszapot
1116
CSATORNÁZÁS 29-43. táblázat. Iszapmennyiségek Iszapfajta és tulajdonság
tartalom,
I
g/dfo Szilárdanyag-
I
tartalom,
%anyag- , SZilárd.
A) Ülepítoberendezés Az ülepítobol a víz alól kivett friss iszap Surített friss iszap Kirothadt nedves iszap Levegon szikkasztott kirothadt iszap Utóülepítobol
~ 54 34 34 B) Csepegtetotest
I!dfo IIszapmennYiSég,
iszaprothasztóval
5 ~ 2,5 97,5 13 87 45 55 elo- és utóülepítovel,
I~ 2,16 I 0,26 I 0,13 iszaprothasztóval
I
származó friss iszap
Friss iszapelegy az elo- és utóülepítobol
kn 20 13 k 67
85 5,5 5 10
n~ Kirothadt
%
Víztartalom,
nedves iszapclegy az elo- és utóülepítobol
k 43
95 92 94,5 ~ 90
'1
0,40 0,16 1,22 I~ 0,43
n 48
Levegon szikkasztott kirothadt iszapelegy az elo- és utóülepítobol
Kiszivattyúzott
10 I 90 I 0,48 k43 45 I 55 I 0,17 n 48 45 I 55 I 0,19 C) Eleveniszapos berendezés elo- és utóülepítovcl, iszaprothasztóval
friss fölösiszap
A szelloztetomedencébol
vett iszapminta fél óra állás után
nk 25 31
I
1,5 0,7
98,5 99,3
1,67 4,43
n k 25 31
I
2,0 1,5
98 98,5
1,25 2,07
4,5 4,5
95,5 95,5
Friss iszapelegy az elo- és utóülepítobol Kirothadt
iszapelegy az elo- és utóülepitobol
Levegon szikkasztott kirothadt iszapelegy az elo- és utóülepítobol
n 79 k 85 k~
n 52 k 55 n 52
l'
7
1,75 1,87
~
O~
10 45
I
90 55
0,52 0,23
45
I
55
0,22
bakteriológiai és biológiai szempontból is megvizs- lag könnyen víztelenítheto. A szerves anyagok itt gálni. egy lépcsoben energiaszegény végtermékké (COz Az iszap kezelési folyamatok aerob és anaerob és HzO) oxidálódnak, és a folyamat során nemhogy jelleguek aszerint, hogya kezelési folyamat alatt energia szabadulna fel (mint az anaerob folyamaa levego szabad oxigénje van jelen, vagy pedig a tokban a gáz), hanem még levegoztetés útján az szerves vegyületek kötött oxigénje vesz részt az aerob mikroszervezetek oxigénigényének fedezésére oxidációban. Az aerob iszapkezelés során buzös gá- energiát kell betáplálni. Akár aerob, akár anaerob zok keletkeznek, a szerves anyagok elásványosod- . iszapkezelést alkalmazunk, az ehhez szükséges benak, magát a folyamatot iszapstabilizációnak nevez- rendezést nem szokták az iszapban levo összes szerzük. Az anaerob iszapkezelés eros buz keletkezés ves anyag lebontására méretezni, hanem csak az ún. kíséretében zajlik le és rothasztás a neve. A továbmuszaki stabilizációs határig. Aerob iszapstabilibiakban az ezekre a folyamatokra ható tényezoket záció esetén ez a határ azt jelenti, hogy a nyert végtárgyaljuk. termék már nem rothadóképes és víztartaImát könyAerob iszapstabilizáció. Az aerob iszapstabilizányen leadja. Az aerob stabilizációkor az iszapot ciós folyamat végbemehet totáloxidációs szennyvíz- mintegy 3 ...6 napig kelllevegoztetni. Ez lényegesen tisztító berendezésekben a szennyvíz szerves anya- rövidebb, mint a futött anaerob rothasztókban való gainak ásványosításával együtt, külön aerob iszap- iszapstabilizációhoz szükséges ido. Az aerob iszapstabilizáló medencében, ahol több napos levegozte- stabilizációs levegoztetomedencét naponta mintegy tés során az iszap ásványosodik a komposztálási 0,5 kgfm3 szerves szárazanyag-tartalom terhelésre eljárások során. Az aerob iszapstabilizáció célja, lehet méretezni. A szükséges villamos energia a hogy a folyamat buzképzodés nélkül menjen végbe, nyers iszap aerob stabilizáció jához ,,-,8 kwhfm3• és olyan végterméket hozzon létre, amely viszonyAnaerob iszaprothasztás. Az anaerob iszaprot-
SZENNyvfZTISZTíT
hasztás a nagy szennyvíztisztító telepeken használatos iszapkezelési eljárás. Ennek az az oka, hogy az anaerob iszapkezelés költsége a biológiai tisztítóberendezések teljes költségének mindössze 30... 4O%-a. Az anaerob iszaprothadást két együtt élo baktériumfajta okozza: a fakultatív anaerob baktériumok és az obligát (metán) anaerob baktériumok. A rothasztási homérséklet meghatározó jellegu a gázfejlodés szempontjából. Magasabb homérsék:' leten viszonylag több gáz fejlodik. A rothasztási homérséklet hatását a keletkezo gázhozamra a 29-110. ábra szemlélteti. Az ábrán a relatív gázmenynyiség a mezofil rothasztás optimális homérsékletértékére, 32 oC-ra vonatkozik. Az új iszaprothasztókban az üzembe helyezés elso idejében savas erjedés jön létre, amelyet megfelelo üzemeltetés esetén fokozatosan vált fel a lúgos erjedés. Ezt az átmeneti idot nevezzük bedolgozási idonek, és nagy rothasztók esetén 15 oC homérsékleten mintegy 6 hónapig tart. Attól függoen, hogy a rothasztót milyen homérsékletre futjük, termofil vagy mezofil baktériumok végzik a lebontást. A homérséklet függvényében a lebontás idotartama széles határok között változik, mint ahogyan ezt a 29-111. ábrán is láthatjuk. Hazánkban a mezofil homérséklet-tartomány alkalmazása a szokásos, a termofil viszonyok inkább a meleg égöv alatt megfelelok. Az ábráról leolvasható, hogy futött rothasztók esetében, ahol az iszap homérsékletét 25 ... 35 OC-ra álIítjuk be, a rothasztási ido nem egészen 30 nap, míg a kétszintes ülepítok iszaptereiben és a futetlen rothasztókban kedvezotlen, alacsony homérséklet esetén (pl. télen) a rothasztási ido 120 nap is lehet. A rothasztás folyamán az iszap szerves és ásványi alkotórészeinek aránya az utóbbi javára megváltozik. Amíg a friss iszap rv 70% szerves és 30% szervetlen anyagot tartalmaz, addig akirothadt iszapban 45% körüli a szerves és 55% körüli az ás_'"
{51.2 !:JI
/" /
~ 'e1,0/F /II.. ~
I
"
7>
/
......•
~o,s §a6
~
~ ~4 'tS "" -1::. !:J
'ij:; Q::
0,2
O
O
10 20 Rofllasllósi
30 40 50 60 homérséklet, oc
29-110. ábra. Gázhozam a rothasztási homérséklet függvényében
1117
ÁS
~ ..::: 60 ~ ,~ 50 ~ 'a. 40 ~~ -<::'30
~20 •.. ~10
~if OOj--++-t-30 45 60
90
Rofhaszfósi id0 d 29-111. ábra. Rothasztási idok
ványi anyag aránya. Az iszaprothasztáskor a szerves anyag redukciója az elso 10 napban a legnagyobb, ennek következtében ezt a:? erosen aktív periódust célszeru a lassabban végbemeno rothasztás idejétol különválasztani. Ezt általában úgy végzik, hogy a teljes rothasztási idore számított rothasztótérfogat 1{3-át elorothasztó és 2{3-át utórothasztó medence formájában képezik ki. Az iszaprothasztás folyamán gáz fejlodik. Ennek mennyisége az iszap zsírtartalmának függvénye. Minden kg leépített száraz nyersanyag-tartalom után zsírszegény iszapok esetén 600... 800 1, közepes zsirtartalmú iszapok esetén 600... 1000 1,és nagyobb zsírtartalmú iszapok esetén 1000... 1200 19áz fejlodésével lehet számolni. Megjegyezzük, hogy a nem optimális viszonyokra való tekintettel a gyakorlatban ezen értékeknek csak 50... 70%-ával számolnak. A keletkezo gázt iszapgáznak vagy biogáznak nevezzük. Átlagos összetétele a következo: 60... 70% metán, 30 ... 40% szén-dioxid és elenyészo mértékbenegyéb gázok (pl. kén-hidrogén). A gáz összetétele sok tényezotól függ. Így a sok szénhidrátot tartalmazó iszap szén-dioxidban gazdag, de metánban szegény gázt ad, a sok fehérjét és szerves zsírt tartalmazó iszapból pedig metánban gazdag és szén-dioxidban szegény gáz keletkezik. A kétszintes ülepítokben rothadó iszapból keletkezo gáz 7~ .. 80%-a metán és csak a fennmaradó 20 ... 25% széndioxid, mivel az átáramló szennyvíz a könnyebben oldható szén-dioxid egy részét oldatba viszi és kimossa. Említettük, hogy a biogá,z kismértékben kénhidrogént is tartalmazhat. Tekintettel arra, hogy a kén-hidrogén-tartalom már 0,1% felett is életveszélyes, vas-hidroxidhoz való kötéssel el kell távolítani. A szén-dioxidnak és a kisebb mennyiségben keletkezo más gázfajtáknak felhasználás elotti eltávolítására általában nincs szükség. Nyomás alatt a szén-dioxid könnyen kimosható. Az iszapkezelo mutárgy környékén tekintettel kell lenni arra, hogya biogáz-levego keverék 5... 15 tf.%
1118
CSATORNÁZÁS
biogáztartalom esetén robbanásveszélyes. A kéntelenített biogáznak nincsen szaga, ezért merkaptán hozzáadásával szagosítják.Szennyvíztisztí tás ülepíto fajtája I/LEÉ A rothasztás folyamán várható gáz mennyiségét nagy terhelésu Csepegotestes berendezés mindig laboratóriumi rothasztási kísérletekkel ken Ülepíto berendezés meghatározni. A 29-44. táblázat a különbözo Eleveniszapos berendezés szennyvíztisztító berendezésekre vonatkozóan a fejlodo gázmennyiségre ad tájékoztató adatokat. Célszeru a rothasztókban az iszap jó átkeverésérol és az úszó iszapréteg széttörésérol gondoskodni, mivel ebben az esetben a fejlodo gáz mennyisége kb. 20%-kal több. Az iszap rothasztása során az iszapba került féregpeték és fertozo baktériumok nagy része elpusztul. Egyes baktériumfajták, pl. a lépfene és tbc baktérium virulens egyedei azonban túlélik a rothasztást, ígyakirothadt iszap egészségügyi szempontból nem tekintheto sterilnek. Hasonlóképpen az iszapba került paradicsommag is átvészeli a rothasztást és csírázóképességét megtartja. Egyes anyagok, pl. a szaruanyagok, szorszálak a rothasztás folyamán egyáltalán nem bomlanak el. A szükséges rothasztási idot nem Úgy állapítják meg, hogy az összes szerves anyag teljesen leépüljön. Az iszapot csak addig ken rothasztani, amíg az szagtalanná és könnyen vízteleníthetové válik. Ez alatt az ido alatt a gázfejlodés is gyakorlatilag befejezodik, és eléri az elméleti gázfejlodés 60, ill. a gyakorlati maximális gázfejlodés 90%-át. Az ezt az állapotot megvalósító rothasztási idot muszaki rothasztási határnak nevezzük. Az iszapban a rothadás után még megmaradó szerves anyagok komposztágyakon vagy szikkasztóágyakon aerob úton tovább bomlanak. Iszaprothasztók.A rothasztók méretezéséhez vagy ismerni ken a keletkezo napi iszapmennyiséget, vagy kiszámíthatjuk a LEÉ és fajlagos iszapmennyiség ismeretében. Ezenkívül ismernünk ken az iszap tulajdonságak is. A rothasztó kat ezen adatok bir-
29-45. táblázat. Irányértékek az iszaprothasztó tartályok térfogatának mcghamrozásához Futve Futetlen iszap~ (IQ oC) I/LEÉKÜlön 320 220 180 150 150 (30 7550 OC) 25 30 (20) (22) 35 (27) 20 (15) 40 (30) iszaprothasztó tért 100 tere. kis terhelésu I rothasztó I Kétszintes
II
29-44. táblázat. Várható iszapgáz-hozam Várható iszapgázmennyiség, l/dLEÉ
Szennyvíztiszt ílÓ berendezések fajtái
15... 20
Kétszintes ülepíto iszapjából Eloülepíto iszapjából külön Íszaprothasztóban
20
Elo- és utóülepíto iszapjából, nagy terhelésu csepegtetotestes berendezés esetén külön futött iszaprothasztóban
25
Elo- és utóülepíto iszapjából, eleven iszapos berendezés esetén külön futött iszaprothasztóban
30
Az utóbbi két berendezésfajtában, rothasztóban
14
futetlen iszap-
Afegjegyzés:
lépcsoként
A zárójelben
eloirányozható
levo számok kétJépcsos
iszaprothasztó
rothasztáskor
térfogatára
az elso
vonatkoznak.
(2,5 kg szervesanyag-terhelés esetén rothasztótartály m3-enként és napon· ként, 15 napos 30 oc rothasztási homérséklet figyelembevételével.)
tokában az iszapszárazanyag-, ill. szervesanyagterhelésre méretezzük. Elsorendu fontosságú a rothasztótérfogat meghatározásakor a friss iszapmennyiség és száraz szervesanyag-tartalmának ismerete. A szükséges rothasztási idot viszont nemcsak a friss iszap szárazanyag-tartalmától, hanem a víztartalmától függoen keIl meghatározni. A 29-45. táblázat irányértékeket tartalmaz a rothasztók fajlagos térfogatára. Kialakítás szempontjából megkülönböztetünk zárt és nyitott rothasztókat. Attól függoen, hogy a zárt rothasztó kiemelt vagy a terepszint alá sülyIyesztett kivitelben készül, tartályról vagy medencérol beszélünk. A nyitott rothasztók mindig medencék. A zárt rothasztótartályok ma már általában vasbetonból készülnek. Alsó részük az iszapleülepedés megakadályozására rézsusen kiképzett fordított csonkakúp, amelynek alkotója a vízszintesseI általában 600-ot zár be. A fenékrész felett henger, efelett pedig csonkakúp alakú lezárás van. Ezt a felso részt úgy célszeru kialakítani, hogy az iszapfelszín lehetoleg kis felületu legyen, így ugyanis a keletkezo gáz úszó iszapréteg bontó hatása jobban érvényesül. Az iszapot felülrol vagy középen vezetik a rothasztótartályba. Az úszó iszaprétegre vezetett iszap elosegíti annak áttörését. Akirothadt iszapot a tartályfenék legmélyebb pontjáról vezetik el. Az iszaprothasztókat vízzáró kivitelben keIl készíteni, sot a tetoszerkezetnek gázzárónak is kell lennie. Tekintettel arra, hogya rothasztási folyamat kiényesa homérsékletingadozásokra, a rothasztók köpenyfalát és beton tetoszerkezetét kívülrol hoszigetelésseI keIl ellátni, amelyet védelemüI azbesztcement huIlámlemezzel, azbesztcement fedolapokkal vagy alumínium lemezzel borítanak.
SZENNYVÍZTISZTÍT
1119
ÁS 29-46. táblázat. Kétlépcsos (1. és II.) iszaprotbasztáshoz alkalmazható különbözo tartálytípusok kombinációi
A rothasztótartályok hoszigetelését csak a tiszta vízzel való feltöltés után szabad elvégezni, amikor a tartály vízzáróságáról már meggyozodtünk. A már említett elo- és utórothasztó alkalmazásakor a különbözo típusú iszaprothasztó tartályok a 29-46. táblázatban feltüntetett kombinációkban használható k. A nyitott iszaprothasztó medencéket általában földmedenceként alakítják ki. Elvben rézsus vagy függoleges vasbeton fallal is kiképezhetok, ez azonban lényegesen drágább megoldás. A nyitott iszaprothasztó medencéket elo- és utórothasztóként egyaránt alkalmazhatjuk. Földmedencés kivitelu nyitott iszap rothasztó medence vázlatát szemlélteti a 29-112. ábra. Az ábrán az iszapvezetékek is láthatók. A medencék négyszög vagy kör alakúak. A négyszög alakúak kivitelezése lényegesen egyszerubb. A víz feloli oldalon a rézsu 1 : 1,5, a külso oldalon 1 : 2 lejtésu lehet. A töltést legalább 2 m széles koronával célszeru építeni. A medencében az iszapmélység általában 4... 8m. A zárt iszaprothasztó tartályok futésére ötféle módszert alkalmaznak: - melegvíz-forgatásos futés rothasztótartályon belül elhelyezett futotesttel ; - kisnyomású goz befúvása; - a rothasztótartályon kivül elhelyezett, ellenáramú hocserélovel való futés; - ellenáramú hocserélo és gozbefúvás kombinációjával való futés; - öblítéses futés. A melegvÍz-forgatásos futést a rothasztótartályon belül elhelyezett futotesttel max. 1000 m3-es iszaprothasztó medencékben alkalmazzák. A ho-
Iszaprothasztó tartály típus
-----------
1. lépcsoben
Kétszintes ülepíto
I
II. lépcsoben
I Zárt, futött iszaprothasztó I tartály
Zárt, futött iszaprothasztó tartály
Zárt, futött iszaprothasztó tartály
Zárt, futött iszaprothasztó tartály
Zárt, futetlen iszaprothasztó tartály
Zárt, futött iszaprothasztó tartály
Nyitott, futetlen iszaprothasztó tartály (beton, betonnal burkolt föld vagy földmedence)
átadás a tartály belsejében megy végbe. A futovÍz homérséklete max. 65 oC lehet, mivel ennél magasabb homérsékleten az iszap rásül a futocsore és gátolja a hoátadást. A medence közepébe futotestként kettos falú függoleges acélhengert építenek be. Az acélhenger felso részében elhelyezett csavarlapátos emelo az iszapot a hengeren át nagy sebességgel forgatja. A berendezés egyúttal az úszó iszapréteget is megtöri. A futési rendszer másik kialakítási formája, hogy az iszaprothasztó tartály födémszerkezetén át a tartály belso terébe 4 ... 12 db futocsövet dugnak, amelyek a rothasztási folyamat akadályoztatása nélkül egyenként kihúzhatók és tisztíthatók (29-113. ábra). 1000 m3-nél nagyobb iszap rothasztó tartályok kisnyomású goz befúvásával is futhetok (29-114. áb.3
1 2
5
--------/
--7
/
//
29-112. ábra. Iszaprothasztó
földmedence
1 frissiszap-szivattyú; 2 iszapszikkasztó ágyakhoz; 3 frissiszap-bevezetés;4 nyomócsovezeték; 5 iszapszivattyú;
vizelfolyás
6 iszaprothasztó
medence; 7 iszap.
1120
CSATORNÁZÁS
,-------------------I
o
I
L
r----I
7
-
--
I
I
-
i
I
I
I
I
L_
I
L- __ 3
1
---
--
0--.2 _10
.'1
--11
10
29-113. ábra. Iszaprothasztó tartály belso futésseI. Maximális napi terhelés 2 kg iszap/rothasztótartály, m3 1 iszapgáz; 2 meleg víz; 3 fútökazán vagy iszapgáz~motor; 4 iszapvíz; 5 friss iszap; 6 rothasztott iszapviz; 7 forgatott, ill. oltóiszap; 8 bemerülo fütocsovek; 9 kirothadt iszap; 10 második lépcsohoz
ra). A 0,5 bar (0,5 at) nyomású gozt fúvókán keresztül az iszapbetápláló csobe nyomják. A futésre használt kisnyomású gozt rendszerint a rothasztás során keletkezo biogázzal futött kazántelepen álIítják elo. 1 m3 iszap 1°C-kal való felmelegítéséhez kereken 1,6 kg kisnyomású gozre van szükség. A gozsugárfutéses eljárásnak az a hátránya, hogy a vizet a kazánkoképzodés elkerülésére elozetesen lágyítani kell. A rothasztótartályokat leggyakrabban a tartályon kívül elhelyezett ellenáramú hocserélokkel futik (29-115. ábra). Erre a célra a hoátadási felület nagyságától függoen kettos csövu vagy csoköteges hocserélo ket használnak. Mivel az iszapszálIító csövekre (NA 125... 150) különösen magasabb homérséklet esetében nagyon könnyen rásül az iszap, a berendezést úgy kell kialakítani, hogya szállítócsövek könnyen tisztíthatók legyenek. A hocseréloket vagy kisnyomású gozzel, vagy forró, ill. meleg
13
,..g----
1 kisnyomású goz, meleg vagy forró víz; 2 iszapgáz; 3 úszóiszap; 4 hocse~ rélo; 5 fútökazán vagy iszapgáz-motor; 6 iszapvíz; 7 friss iszap; 8 rothasztott iszapviz ; 9 forgatott, ill. oItóiszap; 10 kirothadt iszap; lJ másod ik lépesohoz
vízzel futik. Mindegyik esetben felhasználható futésre a gázmotorok hutovize vagy kipufogó gáza is. Az iszaprothasztó tartályok futésére még a kisnyomású gozbefúvás és az ellenáramú hocserélos futés kombinációját is használják (29-116. ábra). Ebben a rendszerben a gozbefúvásos rendszerhez hasonlóan az iszap betáplálásakor fúvókán keresztül gozt fújnak be, de ezen túlmenoen az iszapot hocserélokkel is melegítik. Ez utóbbi az iszapbetápláló cso közé helyezett köpenycsobol áll, amelyen kisnyomású gozt, forró vagy meleg vizet vezetnek áto Kis rothasztótartályokban (500... 1000 m3) a legegyszerubb tartályfutés az öblítéses futés. Ebben a rendszerben az iszapot a rothasztótartályban forró víz vagy forró szennyvíz bevezetéséveI melegítik. A forró vizet a tartály alsó pontján vezetik be, és a lehuIt víz a tartály felso részén folyik ki. A vizet általában gáztüzelésu kazánban meIegítik, esetleg a gázmotorok huIladékégetojét használják fel a víz
:----; - -----
r-----------------~1 ! I
29-115. ábra. Iszaprothasztó hocseréloveJ. Maximális napi terhelés 3 kg iszap/rothasztótartály m3
I
I
-----~
t I
I
I
I
+---
I I I
I
71
5
'
--- --1
i~' L__
L__ i: _
l'
I
7
~
L
í2
17
29-114. ábra. Iszaprothasztó gozbefÚvással.Maximális napi terhelés 5 kg iszap/rothasztótartály m3 1 iszapgáz; 2 gozfúvóka; 3 kisnyomású goz; 4 lápviz; 5 fC.lokazán vagy iszapgáz-motor; 6 iszapvíz; 7 friss iszap; 8 rothasztott iszapvíz; 9 forgatott, ill. oltóiszap; 10 úszóiszap ; lJ kirothadt iszap; 12 második lépcsohoz
29-116. ábra. Iszaprothasztó kombinált futésscI. Maximális napi terhelés 5 kg/rothasztótartály m 3 1 kisnyomású goz; 2 gözfúvóka; 3 iszapgáz; 4 úszóiszap; 5 hocserélo; 6 meleg vagy forró víz; 7 futokazán vagy iszapgáz·motor; 8 iszapvíz; 9 friss iszap; 10 rothasztott iszapviz; forgatott, ill. oltóiszap; 12 kirothadt iszap; 13 második lépcsohoz
II
A SZENNyvíZELVEZETÉS
melegítésére. A rendszer egyedüli hátránya, hogy az öblítés következtében a tartályban az iszap mindig hígul. A szennyvíziszap suritése és víztelenítése. Az elozo eljárások valamelyikével stabilizált vagy rothasztott iszap víztartalma igen nagy. A víztelenítés elott az iszapot surítik. Az iszapsurítést egyes esetekben a nagy víztartalmú iszap rothasztása elott, más esetekben a mesterséges víztelenítés elott végzik. A hazai gyakorlatban, de külföldön is a berendezések többségében a kirothadt iszap víztelenítésére az iszapszikkasztó ágyakon való szikkasztást, ill. párologtatást alkalmazzák. A megfeleloen kirothadt iszap könnyen víztelenítheto. Ugyanis a rothasztóban nyomás alatt levo iszapból - a szikkasztóágyraengedve - a gázbuborékok a hozzájuk tapadt iszaprészecskékkel együtt felúsznak a víz-iszap elegy felszínére. Így a kigázosodott víz a szikkasztóágyak fenekén elhelyezett szivárgón át gyorsan elszivárog, a fennmaradt iszap pedig a homérséklet és a levego páratartalmának függvényében hosszabbrövidebb ido alatt kiszárad. Amennyiben a kirothadt iszapnak nincs megfelelo gáztartalma, a leírt iszapfelúszási folyamat helyett a szikkaszróágy felületén ülepedés következik be, így a víz nem tud elszivárogni, hanem elpárolog, amely lényegesen hosszabb idot vesz igénybe, mint aszikkadás. Hazánkban évente 9 ... 10 alkalommal lehet ugyanarra az iszapszikkasztó ágyra iszapot engedni, és az egyszeri rétegvastagság 30.. .40 cm. Ezekkel az értékekkel számolva, az iszapszikkasztó ágy fajlagos felületszükséglete 0,025 m2/fo. Biológiai szennyvíztisztító berendezésekben ez az érték elvben megno, azonban a hazai tapasztalatok alapján kis terhelésu biológiai csepegtetotestes telepeken elégséges 0,03... 0,4 m2/fo, nagy terhelésu biológiai csepegtetotestes telepeken 0,04 0,6 m2/fo és eleveniszapos berendezésekben 0,06 0,08 m2/fo szikkasztófelület tervezése. Rosszul szikkadó iszap szikkadási idejét koagulálószerek adagolásával vagy iszapmosással lehet rövidíteni. A leszikkadt iszap víztartalma átlagosan 55% körüli, nyári száraz idojárásban még ennél is kevesebb. Az iszapot 60 ... 70% víztartalommal lapátoini és talaj ként szállítani lehet. Az iszapszikkasztó ágyakba az alagcsöveket a hoszszanti tengelyben 1% eséssei, 0,5 ... 1,0 cm-es hézagközökkel kell beépíteni. A szuroréteget különbözo szemszerkezetu szurokavicsból és szurohomokból kell kialakítani úgy, hogyakiemelt talajra 15... 25 cm vastagságban 0 15... 30 mm-es kavicsból, a 1...5 mm felso 15... 25 cm vastag rétegben pedig homokból készítenek szuroréteget. Kis szennyvíztisztító telepeken, mintegy 5000 LEÉ-ig, a szikkasztóágyakon kiszikkadt iszapot általában kézi
0
73 Az épületgépészet kézikönyve
1121
RENDSZEREI
erovel távolítják el. Így az iszapszikkasztó ágyakat nem célszeru egy karolásnyi távolságnál, tehát 5 mnél szé1esebbre tervezni. Az iszapszikkasztó ágyakat ebben az esetben párosával célszeru egymás mellé helyezni, így minden iszapágy egyik hosszanti oldala mellé be tud állni az iszapszállító jármu. Az egyes iszapszikkasztó ágyakat egymástól legcélszerubb vasbeton oszlopok közé helyezett vasbeton pallókkal elválasztani. Az iszapszikkasztó ágyak maximális hossza 25 ... 30 m lehet. Nagyobb szennyvíztisztító telepeken a kiszikkadt iszapot gépi berendezéssel távolítják el, így a szikkasztóágy szélessége akár 8 m-re is növelheto. Célszeru keresztmetszete a 29-117. ábrán látható. Az iszapot gépi berendezésekkel is víztelenítik. Ezeknek négy alaptípusa ismert: a szuroprés, a vákuumszuro, a centrifuga és a vibrációs szuro. A szuroprés szerkezeti kialakítását és muködési elvét a 29-118. ábra szemlélteti. A szuroprésben az iszapot ",8 ... 15 bar (8 ... 15 at) nyomás alá helyezik, utána az iszap víztartalma 45 ... 65% lesz. Általános tapasztalat, hogy a friss iszap ezzel a módszerrel jobban víztelenítheto, mint akirothadt.
29-117. ábra. Iszapszikkasz\ó
ágy
1 terepszint; 2 vasbeton pal1ók; 3 iszap, teritési vastagsága 30 ... 40 cm; 4 betonalap; 5 drain-csö kavicságyban; 6 agyagréteg; 7 kavics, 015 ... 30 mm
J
/
6
29-118. ábra. Szuröprés 1 szüröanyag; 2 lemez; 3 zárófal; 4 lepény; 5 iszapbevezetés; 6 szürletelvezetés
1122
CSATORNÁZÁS
Szuropréselés elott 1 m3 iszaphoz 8.. .10 kg meszet és az iszap szilárdanyag-tartalma 6 ... 10",Io-ának megfelelo mennyiségu koaguláló vegyszert adagolnak. Jobb hatásfokúak ennél a vákuumszurok, amelyeknek egyik típusa a 29-119. ábrán látható. A gépi víztelenítoberendezések közül ezeket használják a leggyakrabban, mivel mind a nyers-, mind a kirothadt iszapot jóllehet velük vízteleníteni. Vákuumszurés elott az iszaphoz célszeru vas-kloridot és meszet adagolni. Mind a vas-klorid, mind a mész mennyiségét az iszap szárazanyag-tartalmára vonatkoztatják. Így friss és kirothadt iszap esetén a vas-klorid mennyisége 1,5... 5,0%, eleveniszap esetén 4 ... 7%. A megadott értékek mosatlan iszapra vonatkoznak. Amennyiben az iszapot szurés elott mossák, a vas-klorid mennyisége 40 ... 80%-kal csökkentheto. A mészszükséglet friss és kirothadt iszap esetén 1,0... 6,5 kg, eleveniszap esetén 2,5 ... 7,5 kg. A vákuumszurok óránként mintegy 10... 30 kg iszap-szárazanyagot állítanak elo 1 m2 szurofelületen. Az így kezelt iszap víztartalma eleveniszap esetén 80... 83%, friss iszap esetén 53... 68% és kirothadt iszap esetén 58... 75%. 1 m2 vákuumszuro energiaszükséglete kb. 0,9 kWh. A centrifugákat és a vibrációs szuroket ritkán használják, így ezek ismertetésére nem térünk ki. Az eddigi víztelenítési eljárásokkal maximálisan 55% víztartalomig lehetett az eredeti víztartalmat csökkenteci. Ennél nagyobb arányú csökkentést már csak termikus szárítással lehet elérni. A termikus szárítás fogalomkörébe tartoznak a szárítódobok, a szalagszárítók, a tányérszárítók és a szárítótornyok. A termikus szárítással kezelt iszapot a mezogazdaságban szórótrágyaként lehet használni, mivel víztartalma csekély, 5... 40% körüli. Az eljárás nagy elonye, hogy hoközlés következtében az iszapban levo patogén baktériumok és féregpeték elpusztulnak. Hazánkban még nem alkalmazzák. Megvalósítása ugyanis nemcsak komoly felkészültségu szakembereket, hanem jelentos anyagi befektetést is kíván.
29-119. ábra. Vákuumszuro 1 iszaplepény ; 2 mosóvíz; 3 terelogörgo ; 4 szállítószalag ; 5 feszítohenge-
rek; 6 mosóvíz-elvezetés; 7 víztelenítendo íszap
A szennyvíztisztítás folyamatában keletkezett iszap leghigiénikusabb és legkorszerubb kezelési formája az iszap elégetése. Elégetés elott az iszap víztartaimát vákuumszurokkel csökkentik, hogy ezzel az égetéshez szükséges hoenergiát csökkenthessük. Hazánkban az iszapégetést még nem alkalmazzák. A szennyvíziszap elhelyezése. Az ismertetett mód· szerek valamelyikével kezelt iszapot a szennyvíztisztító teleprol el kell szállítani és el kell helyezni. Az elhelyezésre különbözo módszerek vannak, és a megfelelo módszert a helyi adottságoknak és hatósági eloírásoknak megfeleloen kell kiválasztani. Az elhelyezés egyik módja a mezogazdaságban trágyaként való felhasználás. Bár ez a legkézenfekvobb, hiszen az iszapban visszamaradt trágyaértékek így nem mennek veszendobe, korlátozás nélküli alkalmazása nem javasolható. A korábbiak szerint ugyanis akirothadt iszapban patogén baktériumok és féregpeték maradnak, így pl. közvetlen emberi fogyasztásra kerülo konyhakerti növényeket egyáltalán nem, állati fogyasztásra szánt mezogazdasági növényeket pedig csak korlátozottan lehet szennyvíziszappal trágyázni. Teljesen veszélytelennek minosítheto viszont a szennyvíziszap-trágyának oszi kihordása és a talajba való szántása. Megfeleloen kirothasztott iszapot agyaggödrök feltöltésére is fel lehet használni. Az ilyen feltöltött területen bizonyos ideig építési tilalmat kell elrendelni. Jobb megoldás híján az iszap elhelyezheto fóldmedencékben, ún. iszaptavakban is. Hazánkban nem megengedett, azonban egyes külfóldi országokban a megfeleloen kirothasztott vagy stabilizált iszapot megfelelo hígítást adó vízfolyásba vezetik. Elhelyezés elott az iszapot külön hatósági eloírásra 550... 650 mgjl-es klóradagolással fertotleníteni kell. Megfelelo keverés esetén a kontaktido legalább 20 min.
29.7.6. Ipari szennyvíztisztítási feladatok
A korszeru városban nemcsak lakótelepek, hanem a lakosság szükségleteit kielégíto kisebb ipari üzemek is létesülnek. A lakóházak közé ékelt vendéglátóipari létesítmények, mosodák, garázsok, autójavítók és egyéb kisebb ipari üzemek szennyvize közvetlenül a városi csatornahálózatba folyik. Egyes üzemeké ugyan házi szennyvíz minoségu, de nagy mennyiségu szennyezoanyagot tartalmaz, míg más üzemekbol a csatornahálózat anyagára vagy üzemére kifejezetten káros és veszélyes anyagokat tartalmazó szennyvíz folyhat a csatornába. Ezeket a
A SZENNYVÍZ
MENNYISÉGI
szennyvizeket a csatornahálózatba való bevezetés elott bizonyos mértékig tisztítani kell. Mosodák szennyvize. Az utóbbi másfél évtizedben újfajta, szintetikus mosószereket hoztak forgalomba. A keletkezo szennyvizek összetétele igen változatos, a mosószerfajtáktól, a mosási technológiától és az öblítés módjától függoen. Általános sajátosságok: a habképzodésre való eros hajlam, olaj- és zsírtartalom, valamint a szennyezoanyagok összetételének gyors változása az egyes mosóvízfajták lebocsátásának függvényében. Az olaj- és zsírtartalom visszafogására célszeru helyi zsír- és olajfogót beépíteni. Ez egyrészt megakadályozza a dugulást a csatornában, másrészt az értékes zsír- és olajanyagok visszanyerhetok. A mosodák szennyvizét célszeruen csak megfelelo nagyságú szennyvíztisztító telepen lehet tisztítani, mert a különféle szennyvizek minoségi kiegyenlítésére egy-egy mosodában elegendo hely nem áll rendelkezésre. A korábban használt detergensek (mosószerek) a biológiai tisztítótelepeket erosen igénybe vették, ezért a veszélyesebb, lágy detergensek használatát beszüntették. Galvanizálóüzemek szennyvize. A galvanizálás technológiája kis és nagy üzemekben lényegében azonos. A felület ellenállóbbá tételére vagy tetszetosebb felület elérésére a fémtárgyakat elektrolitikus úton más fémmel vonják be. A bevonandó fémtárgy felületét eloször tisztítás céljából csiszolják vagy maratják. A csiszolásból reve és fémpor marad vissza, amely nem jut aszennyvízbe, de a maratás savas vagy lúgos szennyvizet eredményez. Tisztítás után a fémtárgyakat az elektrolitot tartalmazó kádakba helyezik, ahol addig maradnak, míg a kívánt rétegvastagságot el nem érték. Ezután a tárgyat az elektrolitból kiemelik, és tiszta ivóvizet tartalmazó kádban vagy kádakban leöblítik. A gyakorlatban a galvánfürdok (elektrolitok) pH-értékei igen nagy szórást mutatnak. A 29-47. táblázat a leggyakrabban használt galvánfürdok pH-értékeit szemlélteti. A galvanizálóüzembol elfolyó szennyvizet minden körülmények között, még a csatornába eresztés elott tisztítani kell. Nagy tömegu, de viszonylag kis töménységu, 20... 100 mg/I kémiai szennyezodést tartalmaz az öblíto kádakból folyamatosan túlfolyó szennyvíz. Kis tömegu, de nagy töménységu, 50... 500 mg/l kémiai szennyezodést tartalmazó szennyvíz jut idoszakosan a csatornába az elektrolitos kádakból a kimerült elektrolit cseréje esetén. Az elfolyó víz szennyezettsége tehát kimondott an kémiai jellegu, a szennyezok általában fémionok lúgos vagy savas vizekben. Különösen veszélyes a ciánvegyü1eteket tartalmazó lúgos, valamint a króm73·
ÉS MINOSÉGI
1123
JELLEMZOI
29-47. táblázat. Galvánfürdok pH-értékei Fürdc5tlpus
Gyors nikkelezofürdo Fényes nikkelezofürdo Savas rézfürdo Cianidos rézfürdo Savas horganyfürdo Cianidos fényes horganyfürdo Sárgaréz fürdo Savas ónfürdo Lúgos ónfürdo Kadmiumfürdo Ezüstfürdo Zsírtalanítófürdo
pH-érték
5,2 ... 5,6 3,5 .. .4,5 0,9 1,5 10,0 11,0 4,3 .. .4,6 13,5 9,8 10,2 0,9 1,5 12,5 12,0 13,0 10,8 11,0 13,5
vegyületekkel terhelt savas szennyvíz, de semlegesíteni kell az egyéb savas és lúgos szennyvizeket is. A cián az emberi szervezet l kg-jára számítva már l mg töménységben, az élovízben a halakra l mg/l esetén halálos. A hatás nélküli, még megengedheto koncentráció 0,002 mg/l. A krómsók ártalmassági határa 0,1 ... 0,2 mg/l, és kb. ugyanilyen koncentrációnál válnak ártalmasakká a rézvegyületek is. A keletkezo szennyvíz-térfogatra a 29-48. táblázatban (1 m2 bevonandó fémfelületre vonatkozóan) közlünk adatokat. Az adatok eléggé széles határok között változnak, mert a keletkezo szennyvíztérfogat nagymértékben függ az öblítés módjától. A szennyezoanyagok azonban az öblítés rendszerétol függetlenül a szennyvízbe kerülnek, az öblítés módjától tehát a szennyezodések koncentrációja függ. Az öblítés lehet túlfolyó vagy ellenáramú rendszeru. Kis üzemekben az elobbit használják. Az ellenáramú öblítés gazdaságosabb. Pl. ugyanahhoz a feladathoz egyszeru túlfolyós kádban 200 1, két fokozatú ellenáramban 6,3, három fokozatban 2,0, míg négy fokozatban csak 1,13 1 öblítovÍz szükséges. 29-48. táblázat. A galvanizáláskor keletkezo szennyvíz mennyisége 1 m2 bevonandó felületre vonatkoztatva Munkafolyamat
Szennyvíztermelés,
I/m'
Teljes folyamat (elokészítéssei) Zsírtalanítás Maratás Elektrolitszurés Öblítés Egyéb
80 0,3 0,2 0,05 20 60
165 0,5 0,3 0,06 25 140
1124
CSATORNÁZÁS
Akisüzemi tisztítási eljárásokban (29-120. ábra) az egyes szennyvízfajtákat különálló aknába vagy medencébe vezetik, az összegyuIt szennyvizet kezelik és a csatornába engedik. Egymuszakos üzemben a medencét egynapi szennyvíz befogadására célszeru méretezni, és a szennyvizet a muszak végeztével lehet kezelni. Amennyiben ebbol igen nagy méret adódna, a berendezés folyamatos muködése céljából két aknát vagy medencét alkalmaznak. Amíg az egyikben kezelik a szennyvizet, a másik befogadja az érkezot. Nagy mennyiségu szennyvíz esetén az ún. átfolyásos, nagy üzemi tisztítási eljárás célszerubb. Helyes muködésüknek elofeltétele a kisüzemekben úgyszólván megvalósíthatatlan teljes automatizáltság. A ciános szennyvíz mindig lúgos kémhatású. A ciántalanítás leggyakoribb eljárása a klórozás. A ciántartalmú szennyvizet klórmésszel, nátriumhipoklorittal vagy más klórkészítménnyel keverik össze. A klór a cianidokat elobb cianátokká roncsolja, majd ezeket is felbontja szén-dioxidra és nitrogénre. A reakcióido a pH-értékkel változik. Ha a pH-értéket nátronlúg adagolásával I2,5-re állítják be, a reakcióido 20 ... 30 percre csökkentheto. Kis berendezések esetében - bár erre eloírás nincs:n - célszeru a klórozásos eljárást alkalmaZnI.
A nagyüzemi eljárásokban alkalmazzák a vas-szulfátos kezelést, amely a mérgezo és a vízben oldott cianidokból nem mérgezo, vízben oldhatatlan komplex vas-cianidokat képez. A kromáttartalmú szennyvíz mindig savas kémhatású. Hat vegyértéku krómvegyületeket tartalmazó szennyvizek krómfürdok, fényezofürdok, kromátozófürdok és krómtalanítófürdok használatakor fordulnak elo. A szennyvíztisztítás elso lépéseként a hat vegy-
3
4-
29-120. ábra. Ciántalanítás J
nyers szennyviz; 2 osztóakna; 3 zsilip-tolózár; 4 tisztított szennyvíz elvezetése; 5, 6 ciántalanítómedencék; 7 vegyszeradagoló
értéku krómot három vegyértékure redukálják, amelyhez kéntartalmú savakat vagy azok vegyületeit használják. Hasonlóképpen a vas kénsavas pácolásakor keletkezo ferro-szulfátot (FeSOJ is felhasználják, mert a kénsavat a kénsavas hulladékpác már tartalmazza. A ferro-szulfátos eljárás mellett használatos még a nátrium-biszulfidos redukálás is. Ez a reakció csak akkor mehet végbe, ha a szennyvíz pH-értéke legfeljebb 2,5. Amennyiben a pH ennél nagyobb, hígított kénsavval kell savazni. Mivel a ferro-szulfátos kezelés után a keletkezett fem-szulfátot még ki kell csapatni, kémiai és gazdasági szempontból a nátrium-biszulfitos eljárás elonyösebb. A ciántalanítás után a lúgos vizek savazása, a kromátos vizek kromáttalanítása után azok semlegesítése következik. A galvanotechnikai szennyvizek tisztításának újabb szemlélete van kialakulóban, amely a szennyvizek tisztítását az üzemi termelési folyamatok ré· szévé kívánja tenni, mivel egyrészt a tisztítási eljárások egyszerusítését, másrészt azok szakszerubb és ellenorizhetobb elvégzését érik el. Egyik fajtájuk az elgozölögtetés. A ciántartalmú szennyvizeket nem engedik a csatornába, hanem kazán ban elgozölögtetik, a besiíritett, ciánban dús oldatot pedig a galvanizáláshoz újra felhasználják. Más módszer szerint a ciános fürdobol kiemelt munkadarabokat eloször hipokloritoldatot tartalmazó kádba merítik, utána pedig bo folyóvizes öblítésseI lemossák. A cianid okat ahipoklorit elroncsolja. További módszer az ellenáramú öblítés. Savas és lúgos szennyvizek semlegesítése. A savas és lúgos szennyvizek iparágak és üzemek egész sorára jellemzok. Keletkezhetnek a galvanotechnikai üzemekben, kémiai laboratóriumokban, muanyagipari és fémipari üzemek ben stb. A savas és lúgos szennyvíz kezelésén semlegesítésüket értjük. A kezelés tehát kimondottan kémiai jellegií. A savas és lúgos szennyvíz semlegesítésére szükség van, mert korróziós hatásuk folytán a csatornák, szennyvíztisztító berendezések és az ezek környezetében levo lakóépületek, ipari létesítmények, utak stb. állékonyságát veszélyeztetik, valamint a befogadó vízfolyások és tavak öntisztulási folyamatait rontják, esetleg teljesen megszüntetik. A savas és lúgos víz semlegesítése tulajdonképpen egymásnak fordított muvelete, ezért csak a savas vizek semlegesítését ismertetjük. A savas vizek semlegesítésére elvben bármilyen lúgos kémhatású anyag használható, a gyakorlatban azonban négy alapeljárást különböztetünk meg: Ha egy üzemben nemcsak savas, hanem lúgos szennyvíz is keletkezik, a kétfajta víz összekeverése útján kiegyenlített kémhatású keverék víz jöhet lét-
VíZNYELOK,
BERENDEZÉSI
re. Amennyiben azonban a keverék víz kémhatása még lúgos, akkor savazással, ha még savas, akkor pedig a további eljárások egyikével kell változtatni a VH-értéken. Ahol a befogadó élovíz kalcium- és magnéziumhidrogén-karbonát-tartalma nagy, és a bevezetés saválló anyagú csatornával megoldható, az élovíz lúgossága ismeretében ennek lj3-át leköthetjük a savas szennyvíz semlegesítésére. A semlegesítés vegyszerekkel is megoldható. A vegyszer megválasztásakor lényeges tényezo a semlegesítendo sav fajtája, a vegyszer (reagens) reakcióképessége, ára és beszerezhetosége. Általában minden olyan anyag felhasználható reagensként, amely a szabad savval reakcióba lép, és a reakció végterméke nem savas jellegu. A gyakorlatban mészkövet (CaC03), égetett meszet (Ca O), mésztejet [Ca(OH)2]' dolomitot (CaC03' MgC03), égetett dolomitot (CaÖ' MgO) és nátronlúgot (NaOH) alkalmaznak erre a célra. Kénsavas víz semlegesítésére a felsorolt reagensek bármelyike megfelel. Ha kalciumvegyületet alkalmaznak, mindig gipszcsapadék keletkezik, amely jól ülepítheto ugyan, víztelenítése viszont hosszú idot vesz igénybe és igen nehéz. Magnéziumvegyületet használva, a keletkezo magnézium-szulfát jól oldódik a vízben, tehát sem ülepítési, sem víztelenítési problémát nem okoz. SÓ- és salétromsavas víz semlegesítésére a kalciumvegyületeket (elsosorban az olcsó mészkövet) használják, mert ezekbol nem keletkezik csapadék. A kontakt eljárások alapja mészkovel megtöltött árok vagy medence, amelyen a savas vizet folyamatosan átvezetve megy végbe a kívánt semlegesítési reakció. A mészkofajták közül a dolomit és a dolomitmárga vált be a legjobban. A tapasztalat azt mutatta, hogy minél kisebb a felhasznált mészko szemcsemérete, annál nagyobb a reakció hatásfoka. A kontakt eljárás kénsavas víz semlegesítésére nem alkalmas, mert gipsz keletkezik. A keletkezo gipsz a mészkoszemesék felületén záróréteget alkot, és a további semlegesítést meggátolja. Kiválóan bevált a kontakt eljárás a sósavas és salétromsavas vizek semlegesítésére. A reakció során keletkezett kalcium-klorid, ill. kalcium-nitrát a vízben jól oldódik, a mészkoszemesék felületét tehát nem zárja el a további semlegesítés elol. Ha azonban a savtartalom 1,2%-nál nagyobb, a karbonátokból keletkezo szénsav a koszemcséket beburkolja és a semlegesítést végzo aktív felületet csökkenti. A kontakt eljárást ezért csak híg sósavas és salétromsavas víz esetén célszeru alkalmazni. A természetes reagensek nemcsak hatóanyagot, hanem meddot is tartalmaznak. Ezt a körülményt a reagens tömegének megállapításakor figyelembe kell venni.
TÁRGYAK,
SZERELVÉNYEK
1125
A semlegesítoberendezéseket saválló anyagból kell készíteni vagy védobevonattai, védoburkolattal kell ellátni. Éttennek, konyhák szennyvize. Nagyobb éttermekbol, üzemi konyhákból elfolyó szennyvízben olyan nagy mennyiségu zsiradék van, amely egyrészt. a csatorna üzemét, másrészt a csatorna állagát is veszélyeztetheti. Minden konyhához, ha a napi termelés a 300 adagot meghaladja, zsírfogó alkalmazása kötelezo. A zsírfogók különféle szerkezeti megoldásait és célszeru méreteit a 29-121., 29-122. és 29-123. ábra szemlélteti. A zsírfogóban a víz szintje a bevezeto csatorna fenékszintje alatt legalább 4 cm-re legyen. A zsírfogó az úsztató berendezések közé tartozik, méretezéskor a zsír emeikedési sebessége a dönto. A tiszta zsír surusége 0,94 kgjl és a vízben 4 mmjs sebességgel emelkedik. Ha 2,5 mmjs emeikedési sebességgel számolunk, még a homokszemcséhez tapadt zsír felszínre emelkedése is biztosított. A zsírfogó medence szélességi és hosszúsági aránya legalább 1 : 2 legyen. A csatlakozó csatorna átmérojével azonos vastagságú vízréteg áramlási sebessége 20... 50 mmjs között, az átáramlás ideje pedig 1...3 min legyen. A zsírfogó hatásfoka növelheto, ha a fenekén finoman elosztott légbuborékokat fúvunk be. Az átfolyó szennyvíz minden m3-ére 0,2 m3 levegot célszeru befújni 3 min-os átfolyási idot számítva.
29-121. ábra. Zsírfogó akna
1126
CSATORNÁZÁS
1 r/J20... 40
29-122. ábra. Rövid zsírfogó akna 1 szellozés; 2 ülepÍlotér ; 3 sovány beton
A zsmogóra legalább 15 cm belso átméroju szellozocsövet kell elhelyezni, és olyan sapkával kell ellátni, hogy azon keresztül külso szennyezodés vagy csapadékvíz a mutárgyba ne juthasson. A zsír· fogó kezelése (a zsír leszedése) és tisztítása céljából lezárható búvónyílásokról is kell gondoskodni. Az MSZ 15 376 szerÍnt 2, 3, 4 és 5 lIs terhelésre készültek zsírfogó típustervek. A szabvány szerinti
típustervet a fobb méretekkel a 29-124. ábrán láthatjuk. Garázsok szennyvize. A garázsokban, kocsimosókban a gépkocsikat vízsugárral mossáJ. A gépkocsikról lemosott szennyezoanyagok elvben kétfélék: esos idoben a kocsikra csapódott talaj anyag (sár), amely a víznél nehezebb, és a gépkocsi alkatrészeirol lemosott olaj, zsír, elcsurgó
29-123. ábra. Öntisztító zsírfogó 1 téglafal; 2 beton; 3 terelolemez; 4 tisztítóakna; 5 szellozonyílás; H hosszúság
1127
VíZTÁROLÓK
,,",,
------ ...n~~-----_, ~.----___rrT L------lLJ-I
JI
I
'\~
-
29-124. ábra. Zsírfogó akna (MSZ 15376)
benzin, amely a vÍZnél könnyebb. A mosóvÍZ vÍZnyelon keresztül a csatornába folyik. Ezeket a helyiségeket tehát olyan különleges kivitelu víznyelo berendezésekkel kell ellátni, amelyek legalább ez utóbbiakat (benzin, olaj) visszatartják. Ilyen különleges szerelvény az ún. benzin- és olajfogó csatornatönk. Az elvi megoldást a 29-125. ábra szemlélteti, amellyel az összegyult benzint és olajat külön edényben lehet kiemelni. Erre a célra gyakran használják az ún. REX benzinfogót, amelynek szerkezeti megoldását a 29-22. ábrán már ismertettük. Ennél az egymásba illeszkedo részeket a pontos záródás céljából megmunkálva készítik. Nagy hátránya a vi-
Teljesítmény.
1,5 2,0 6,0 1,0 4,0 3,0 5,0
I/s
fe~~et.
szonylag nagy szerkezeti magasság, amely miatt a födémen át az alatta levo helyiségbe is benyúlik. Nagyobb garázsok és kocsimosók számára az ismertetett csatornatönkön túlmenoen külön benzinfogót, olajfogót és iszapfogót kell építeni. Mivel a gépkocsimosókban elég nagy tömegu suru iszappal lehet számolni, a benzinfogó elé célszeru homokfogót is beépíteni. A benzinfogó jó muködése végett meg kell akadályozni, hogy a benzinfogóba utólagos bekötés révén másfajta szennyvíz kerülhessen, a vÍZlegalább 3 min-ig tartózkodjék benne, és maximálisan 10 mm/s legyen az áramlási sebesség. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a medence legkisebb térfogata a másodpercenkénti térfogatáram kb. l80-szorosa. Magát a benzingyujtot a könnyebb 29-49. táblázat. Benzinfogó teljesítménye Kocsiállások száma 200 20 1002 1szennyvíz400 10 78 1503 12 100 600 5berendezések 2 300 500 25 60 40 50 4 Csapoló15 száma legnagyobb \
I
0,5
29-125. ábra. Benzin- és olajfogó
I
felfogó
I
Bekapcsolható
CSATORNÁZÁS
1128
A
metszet
=t=~~~}-_j
29-127. ábra. Épített iszap- és olajfogó akna 1 fedél; 2 betonfaI; 3 merülofal; 4 hágcsó; 5 vízzáró vakolat; 6 vasbeton folyóka; 7 folyókafedél
29-126. ábra. Öntöttvas olaj- vagy benzinfogó 1 zsír, benzin, olaj; 2 iszap; 3 iszapkiemelö vödör
29-50. táblázat. Kocsimosók kiömlocsatoma-csatlakozója
kezelhetoség végett legfeljebb 801térfogatúra szabad készíteni. A 29-49. táblázat a benzinfogók teljesítményadatait tartalmazza, míg a 29-50. táblázat a kiömlocsatorna-csatlakozás minimális méretére ad tájékoztató adatokat. A szabadtéri kocsimosóknál akiömlocsatlakozás méretének megállapításakor a mosóvízen túlmenoen a csapadékvizet is figyelembe kell venni. A homokfogó méreteit célszeru úgy meghatározni, hogy minden mosott gépkocsira 20 1 térfogatot számítunk. A benzinfogó tartályait olyan gyakran kell kiüríteni, hogy benzin vagy olaj ne kerülhessen a csatornába. A leülepedett fenékiszap kiemelésére csak a benzin elozetes eltávolítása után kerülhet sor. Mivel a kiemelt iszap benzint és olajat is tar-
Hozzáfolyás.
Csatornaátméro, mm
100 125 150 200 250
3 5 10 15 30
talmazhat, zárt tartályokban kell szállítani, és ezek csak a szabadban üríthetok ki. A 29-126. ábra öntöttvas olaj- vagy benzinfogót, a 29-127. ábra pedig betonból vagy vasbeton ból épített iszap- és olajfogó aknát ábrázol. Gyakran
!1
2 29-128. ábra. Benzinfogó iszapfogóval J
Ijs
benzin; 2 iszap
SZlVATIYÚK
elofordul, hogy a benzinfogót és iszapfogót külön mutárgy ként sorba kapcsolva helyezik el a garázs bekötocsatornáján. Ilyen megoldást szemléltet a 29-128. ábra. Az épített benzin- és olajfogókat 6 lfs-nál kisebb teljesítmény esetén legalább 25 mm átméroju, efelett
1129
pedig 70 mm átméroju szellozovel kell ellátni. A szellozot úgy kell elhelyezni, hogy szabadba való torkollása a talaj felszínétol és a falnyílásoktói legalább 3,0 m távolságban legyen, és a szabvány eloírása szerinti fémszitával, kavicszárral legyen védve.
29.8. IRODALOM
[1] Bartha 1.: Olaj ipari szennyvizek tisztítása. Budapest, Tankönyvkiadó, 1962. [2] Benedek P.: Házi szennyvizek tisztítása. Budapest, Tankönyvkiadó, 1964. [3] Benedek-Bolberitz-Muhits: Szennyvízelvezetés. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1966. [4] Egyedi L.: Épületgépészeti kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [5] Fleps. W.: Szennyvízkémia. Budapest, Tankönyvkiadó, 1967. [6] Hunyadi D.: Közmuvesítés, vízellátás, vízelvezetés. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1970. Berlin, [7] Husmann. J.: Praxis der Abwasserreinigung. Springer Verlag, 1964. [8] Illés 1.: Ipari szennyvíztisztítás. Budapest, Tankönyvkiadó, 1969.
[9] Imho./f. K.: Taschenbuch der Stadtentwasserung. München, R. Oldenbourg, 1966. [10] Magá 1.: Élelmiszeripari szennyvizek. Budapest, Tankönyvkiadó, 1962. [11] Nagy L. D.: Szennyvíztisztító berendezések és csatornahálózatok muködése, kezelése és karbantartása. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1962. [12] Nemeth T.: Galvanizálás. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [13] Randor[. R.: Kanalisation und Abwasserbehandlung. Berlin, VEB Verlag für Bauwesen, 1965. [14] Muszaki eloírás (ME 58--68). Épületek csatornázásának tervezésére. Budapest, Építésügyi Tájékoztatási Központ, 1968.
30. Gázellátás Szerzok: HEGEDUS OSZKÁR, DR. MESZLÉRY CELESZTIN, DR. VIDA MIKLÓS, VÖLGYES ISTVÁN Lektor: Oravecz Béla
30.1. Égheto gázkeverékek 30.1.1. Gázkeverékek tüzeléstechnikai jellemzoi Gázösszetétel. A gáz keveréket száraz és kátránymentes állapotára vonatkoztatott összetételévei jellemezzük. A gázkeverék összetétele a kémiailag egynemu gázalkotók gézelemzo készülékkel megállapított térfogataránya, m3/m3 vagy térfogatszázaléka, tf'> /c,. A gázkeverékek a gyártás, a szállítás és a felhasználás során többnyire nedvességet is tartalmaznak. A gázban levo nedvességmennyiséget az abszolút és a relatív nedvességtartalommal fejezzük ki. A gáz abszolút nedvességtartalma, a száraz gáz egységnyi tömegére jutó vízgoztartalom tömege, a molekulasúlyok és a nyomások ismeretében számítható: Pv x- Mv .------
- Mg
b+L1pü-Pv
_ Mv . CPPvtel - Mg b+L1Pü-CPPvtel'
(30-1)
ahol Mv a vízgoz és Mg a gáz molekulasúlya. A gáz relatív nedvességtartalma, az 1 m3 nedves gázban levo és az adott homérsékleten a gázt telí-
tetté tevo vízgoz suruségének hányadosa, kifejezheto a vízgoz parciális nyomásával is: cP=~=~'
ev tel
(30-2)
Pv tel
Gáztérfogat. A gáztechnikában a gázkeverék állapotjelzoi és nedvességtartalma szerint három gáztérfogatot különböztetünk meg: üzemi térfogat (V, m3) az üzemi homérsékleten és nyomáson, a vízgoztartalommal együtt, fizikai normáltérfogat (Vn, Nm3) a gázkeverék által 273 oK (O oC) homérsékleten és 101325 Njm2 (1 atm) nyomáson, száraz állapotban, gáztechnikai normáltérfogat (Vg n' gnm3) a 288 K (15 oc) homérsékleten és 101325 N/m2 (1 atm) nyomáson, vízgozzei telített állapotban elfoglalt térfogat. Az átszámítási összefüggések a 30-1. táblázatban találhatók. Égésho, futöérték. Az égésho (felso futoérték, Hr) az egységnyi fizikai normálállapotú gáz tökéletes elégésekor a kémiailag kötött energiára jellemzo átalakulási ho, ha a gáz és az égéshez felhasznált levego kezdeti homérséklete, valamint az égéstermék véghomérséklete azonos, az égéstermék víztartalma folyékony halmazállapotú, és az égési levego nitrogéntartalma nem oxidálódik. Ha az elobbi feltételek mellett az égéstermék nedvességtartalma
30-1. táblázat. A fizikai nonnál-, gázteclmikai normál- és üzemi térfogat átszámítási összefüggései
(b, Llpü'Pv' N/m2) Gáztérfogat
-------
0,00289 áltérfogat 273+1
101325I b+Llpü-pv 273u
v273+t
Gáztechnikai normáltérfogat
FIzikai normáltérfogat
b+Llp--p , _1273+ t. ----.!Q! 1 325 b+Llpü-pv 0,932 1,073 346 273+L_ 1
,
Uzemi térfogat
ÉGHETO
1,00 (C2H4) I tf.%I
-10760 -14012644 59955 35797 rlIft I "L,riHai rtHa Hat 342 (CtlHs) Ha= kJJNm' kJJNm' Gázösszetétel
rt
Hft
I
GÁZKEVERÉKEK
30-2. táblázat. Égésho és futoérték számítása
--
Az alkotók égésh6je, 146371 64016 39858 12770 12644 Hf="L,r;Hfi Részeredmények
gozhalmazállapotú, a kémiailag kötött energiából a futoértéknek (alsó futoérték, Ha) megfelelo energiamennyiség szabadul fel. Az égésho tehát az égéstermék nedvességtartalmának párolgáshojével nagyobb a futoértéknél. A száraz gázkeverék égéshoje (futoértéke) a gázösszetétel és az alkotók égéshoje (futoértéke) ismeretében számítható. A számítás táblázatos formában is végezheto (30-2. és 30-3. táblázat). A gázösszetétel megállapításakor a nehézszénhidrogén-tartalmat általában tovább nem elemzik, a számításhoz viszont ismerni kell az alkotókat. A gyakorlati számításokban ezért a nehézszénhid-
1,00 I (C2H4) tf.%
----- -
rogén-tartalmat a számítás végeredménye szempontjából megfelelo keverékkel helyettesítik. A helyettesíto keverék összetételét kísérleti számításokkal állapítják meg. Hazai viszonylatban a Wagenermódszert használják, amelynek feltételezése szerint a szénhidrogén-tartalom (C"Hm) 80% etilénbol (C2H4) és 20% benzolból (CsHs) áll. Az égésho és a futoérték mérésére kalorimétert használnak. Ismert állapotú és térfogatú gázt égetnek el vízköpennyel körülvett térben. Az áramló víz a felszabaduló energiamennyiséget gyakorlatilag teljes egészében felveszi. A mennyiségek és a homérsékletek mérésével, a rendelkezésre álló ada-
30-3. táblázat. Számpélda égésho és futoérték számítására
rt Az alkot6k égéshöje, kJJNm' kJJNm' kJJNm' kJJNm' 12874 146371 10760 64 12770 4993 016 505 4207 863 12644 12644 1239 1239 11 562Gázösszetétel39,1 18376 20555 140 59955 342 922 527 39858 Hft 35797 2,9 9,8 0,0144 0,004 0,137 0,36 1,44 32,3 13,7 0,4 0,029 0,098 0,0036 Hat 0,323 0,391 rlIft rlIa't (C.H.) Ha="L,r;Ha; Részeredmények Hf="L,r;Hf; [
1131
1132
GÁZELLÁTÁS
tok birtokában az égésho, ill. a futoérték meghatározható. Ha a számított és mért futoérték egyaránt ismert, ajánlatos a mért futoértékkel számolni, mert abban nem fordul elo a gázelemzés hibája. A futoértéket az esetek többségében valamely normáltérfogat-egységre vonatkoztatják. Tetszoleges állapotban mért futoérték értelemszeruen redukálható a normálállapotokra (30-4. táblázat). A számított futoérték mindig száraz gázra vonatkozik. A városigáz-típusú gázok azonban a termelés, száUitás és elosztás során rendszerint vizgozt is tartalmaznak. A száraz és nedves gáz futoértéke közötti összefüggés: (30-3)
A tiszta gázok égéshojét és futoértékét a 30-5. táblázat, a propán-bután gázkeverékét az összetétel függvényében a 30-6. táblázat tartalmazza. Relatív gázsurüség. A relatív gázsuruség adott állapotú gáz suruségének és azonos állapotú levego suruségének a viszonya, tehát a gázkeverékre jellemzo, állapotától független számérték. Megkülönböztetünk száraz és nedves (vizgozzel telített állapot) relatív gázsuruséget. A relatív suruséget Bunsen-Schilling-készülékkel határozzák meg. Méró'hengerbol azonos állapotú és térfogatú gázt, ill. levegot engednek ki, és mérik a kiömlési idoket, amelyek négyzeteinek aránya adja a relatív gázsuruséget. A készülék vizzáras rendszeru, a gáz, ill. levego vizgozzel telítodik, ezért a nyert eredmény a vizgozzel telített gáz és levego suruségének hányadosa, a nedves relatív gázsuruség. A nedves
30-4. táblázat. A flitliérték átszámítása különbözo állapotokra (b, Llpü' Pv N/m2) Üzemi
Gázállapot
I
Fizikai normál
1 101 325 346 101325 b+Llpü-Pv 273 b+Llpü-Pv
I
273+1
273 273+1 0,932 -1,073
0,(lO2 89
Gáztechnikai normál
1
273+1
b +~""- P.
30-5. táblázat. Gázok égéshoje és flitoértéke Gázfajta
Fútoérték, Ha
I
kJ}Nm'
I 241 118 Acetilén 2570 2654934 3143156 11265418 119617 425731 33520 14320 13600 14090 34960 29510 70422 8550 29050 39858 24320 12644 21070 50786 2873401 2880100 1423512 41944 49488 121627 10760 1333454 59955 286168 3050 15290 16820 15370 47562 32010 47436 31 40277 45720 45594 530 132010 64 58992 12770 016 55601 35797 890 9520 49949 591 2221516 2041400 93575 22350 46 348 101 823 49279 2072466 283446 1937358 88216 3020 283446 tO 132 12644 51958 3278264 1560839 1310468 49572 140 123552 64351 56940 48651 342 146371 800 893 134019 50409 tO 132 22540 46055 94370 2648235141974 I50367
I
kJ}kg Égésho,Hr I kJ}kmól
I
kcal}Nm'
I
kJ}Nm'
kJ}kg
-/-
kJ}kmól
I kcal}Nm'
ÉGHETO 30-6. táblázat. Propán-bután Hf
Összetétel Propán kJ/Nm' kJ/Nm' 31 014 125944 27714 112622 118825 24730 23477 98293 104 95871 289 101 22350 823 134019 123552 32010 129850 119670 28583 116034 30081 122280 26899 29206 109 26143 28383 415 115590 106 25412 27508 393 112525 103539 26876 109 100 24086 26 631 185 844 8426 106 25530 891 22898 24909 24320 93575 29510 36,46 0,7 47,16 92,34 n-Bután 0,00 l,O 12,95 87,05 0,9 25,08 74,92 0,8 63,54 0,6 52,84 57,24 42,76 66,76 33,24 75,75 24,25 0,2 7,66 0,00 0,5 0,4 0,3 15,74 0,0 kcal/Nm' kca1/Nm' 0,1 I I 100,00
8'=~--
gázkeverék égéshéije és futoértéke az összetétel függvényében
Térfogatarány Fútóérték r,tf.% Ha
t:2
elev
1133
GÁZKEVERÉKEK
Égésb6
(30-4)
-:t2' lev
és a száraz eg sz 8=---
(30-5)
elevsz
V=f .
+ 0,622
rpPvtel
b+L1pü-
(8' rpPvtel
-1).
Wo= Hf ys' (30-6)
A gázkeverékek relatív surusége az alkotók relatív suruségeinek ismeretében számítható: 1,02: 0,6 0,9 0,8 0,5 0,3 0,4 0,1 0,2 8= 0,7
1-1
30-7. táblázat. Propán-bután gázkeverék sür!isége és relatív surusége az összetétel függvényében Összetétel 8suruség ll,. 2,380 Suruség 2,246 2,531 2,454 2,127 2,311 2,071 2,185 0,2 0,5 0,4 0,1 0,3 1,7880 n-Bután 2,703 2,614 0,9 0,8 0,7 0,6 1,0 2,0223 1,9581 1,8979 1,6900 1,8413 1,6023 1,6450 1,7376 2,0908 2,019 1,5617 0,0I I Relativ kgJNm'kg/kg
n Propán
0,0 Ti8j. Tömcgarány,
(30-7)
A 30-7. táblázatbanpropán-bután gázkeverék surusége és relatív surusége látható az összetétel függvényében. Más gázok surusége a 30-8., egyéb jellemzoi a 30-9. táblázatban találhatók. Wobbe-szám. A gázégobol kiáramló gázkeverékre jellemzo a kémiailag kötött energia árama, amely az égésho és a kiáramló mennyiség szorzata Q=17Hf•
, ....)
(30-8)
Az áramlástechnikából ismert kiömlési képlet alapján megállapítható, hogy a kiáramló mennyiség függvénye a kiömlési lCeresztmetszetnek, a kilépéskor létrejövo nyomásesésnek, a kiömlési tényezonek, a relatív sUfUségnek, a nyomás- és homérsékletviszonyoknak stb.
(30-9)
A kémiailag kötött energiaáram összefüggésébol csak a tüzeléstechnikai jellemzonek tekintett gáztulajdonságokat hagyva meg, kapjuk a Wobbeszámot:
relatív gázsUTuségközötti összefüggés: 8=8'
(... IX, A, y-.1p, ys 1
I
I
(30-10)
1134
GÁZELLÁTÁS 30-9. táblázat. Gázok molekulasúlya, molekulatérfogata és gázállandója
30-8. táblázat. Tiszta gázok normálsíírfisége (O oC, 1 atm) és relatív surusége
Gázfajta GázCajta Szén-dioxid Szén-monoxid n-Pentán Etilén Metán Iwbután Benzol Etán n-Bután n-Hexán Kén-dioxid Propán
n-Heptán Propilén Vízgoz Oxigén Kén-hidrogén Nitrogén Argon Hidrogén Acetilén Acetilén Argon
--
Slirfiség fizikai Relativ normálképlet suruség, Leveg? állapoton, kg/kmól s II•• kg/Nm'-
1,1709
1------
-
Kémiai 22,17 Itérfogat 28,96 GázMolekulaR, M, l/kgK Vm, súly; Nm'/kmól Ar I188,6 CO 22,41 22,26 42,081 22,39 296,8 22,40 244,0 296,4 276,5 106,4 20,87 22,46 78,115 72,151 143,1 129,8 23,46 21,78 21,97 64,06 44,01 518,3 22,43 2,0159 H2S 259,8 31,9988 208,1 319,3 26,038 39,948 28,0134 22,25 28,054 115,2 21,50 44,097 58,12 30,07 83,0 96,5 22,44 100,21 22,47 86,178 461,5 188,9 197,6 21,88 28,011 18,016 287,1 16,043 22,24 C2H2 C4H1O C2Hs CsH14 C6HG 22,38 C7H1S C4H1O C2H4 CO2 CH4 O2 CaHs S02 CóH12 H20 H2 N2 21,84 C3HS I állandó, 34,08 4124,7 22,14 1
Molekula-
0,9057
2,703 3,47763 1,7839 1,356 0,08987 4,459 3,84 2,019 1,25 1,2928 1,2605 2,668 0,804 3,457 1,2505 1,915 1,42895 0,7168 1,5392 1,9768
0,975 2,69 2,0908 1,0489 0,9673 2,9703 2,674 0,0695 1,1906 0,6219 1,4813 3,4491 2,0637 1,5617 1,3799 0,9669 1,0000 1,1053 0,5545 1,5291
Adott gázfajtával üzemelo gázfogyasztó készüléken egy másik gázfajtát égetve el, a felszabaduló energiamennyiségek csak akkor egyenlok, ha a két gázfajtára a VH c szorzat azonos. Ez gyakorlati követelmény, mert a gázfogyasztó készülékeket a névleges hoterhelésre méretezik. Feltétel a Wobbe-számok egyenlosége, ha természetesen az egyéb jellemzok, a kiömlési tényezo, fúvókaátméro stb. változatlanok maradnak. A (30-9) összefüggés kapcsán említett paraméterek közül a gázellátó rendszerekben leginkább a gáznyomás változik, ezért alakították ki az ún. módosított vagy bovÍtett Wobbe-számot:
°b-- H c lfV-8-' Ltpst
Jv.
(30-11)
ahol LtPst a statikus csatlakozási gáztúlnyomás. A Wobbe-szám nem additív jellegu, ezért a gázkeverék Wobbe-száma az alkotók Wobbe-számának ismeretében, a keveredési törvények alapján
nem határozható meg. A tiszta gázok Wobbe-számát a 30-10. táblázat tartalmazza, a 30-1. ábráról pedig az égésho és relatív suruség ismeretében leolvasható. Gyulladási homérséklet. Az égheto gázkeverékben az égési reakciót vagy külso gyújtóforrás, vagy az öngyulladás jelensége indítja meg. A gyulladás és a gyújtás egyaránt energiaáram következménye. Az öngyulladás során a teljes keveréktérfogatban adott homérséklet elérésekor a lassú oxidációs reakciók hirtelen, robbanásszeTUen gyors égési reakciókba mennek áto Az öngyulladási homérséklet meghatározott rendszeren belül az a legalacsonyabb égheto keverék-homérséklet, amelynél a legkisebb homérséklet-emelkedés hatására a rendszerben már végbemehet a reakció öngyorsulása. A rendszer határolófalának azt a legalacsonyabb homérsékletét, amelynél az öngyulladás bekövetkezhet, gyulladási homérsékletnek nevezzük. Az öngyulladási és gyulladási homérséklet nem a gáz-
1135
ÉGHETO GÁZKEVERÉKEK
~ P "'-
..,~ .§
s;
5=0,2
16 20
14 18
412 8 6210
4
6
10
8 Hf'
12
103kcal/Nm3
30·1. ábra. Wobbe-szám
fajta, hanem a kísérleti rendszer jellemzoje,. ezért csak homérséklethatárok között adható meg, mert a vonatkozó kísérleteket különbözo méró'berendezéseken hajtották végre. Függ tehát a gázfajta öszszetételétol, az energiacsere feltételeitol, a tuztér falhomérsékletétol, az áramlási viszonyoktói, a környezet hokapacitásától stb. Az öngyulladási homérsékletet befolyásolja pl. az égheto keverék összetétele. Legalacsonyabb a sztöchiometrikus 30-10. táblázat. Gázok Wobbe-száma
összetételhez közeli keverékek esetében, a dús vagy szegény keverék öngyulladási homérséklete jóval magasabb. Gyújtáskor külso gyújtóforrás segítségével az égheto gázkeverék egy részével közlünk olyan menynyiségu energiát, amely a reakció felgyorsításához és terjedéséhez vezet. Néhány gázfajta öngyulladási, gyulladási homérséklethatárait tartalmazza a 30-ll. táblázat. A gyújtási koncentráció határai. A gyújtási koncentráció határai az égheto anyag olyan koncentrációértékei, amelyek a lehetséges gyújtás tartományát határolják. A gyújtás felso koncentrációhatára alatt pl. a keverék meggyulladhat, felette azonban nem. Az égheto gázkeverék gyújtási koncentráció határaira több tényezo hat, így pl. a kezdeti nyomás és homérséklet, az inerttartalom, a szennyezo- és adalékanyagok stb. A nyomás csökkentése a koncentrációhatárok szukülését vonja maga után, és adott minimális nyomás alatt a gyújtás lehetetlenné válik. Az inerttartalom növekedése ugyancsak szukíti a gyújtási tartományt, bár lényegesen csak a felso koncentrációhatár változik. A gázkeverék gyújtási koncentráció határait Le Chatelier összefüggésévei számoljuk : B
1+ 1-B B'
Z= Zég l+Zég
ahol Zég a keverék égheto részére számított alsó (felsó') gyújtási koncentráció határ, B az inerttartalom. 30-11. táblázat. Gázok ÖDgyulladási, gyulladási homérsékletbatárai atmoszferikus nyomáson (zárójelben az irodalomban
közölt legkisebb kisérleti érték)
Wobbe-szám
Homérséklet. oC
Gázfajta
Gázfajta kJ/Nm'
--
Acetilén 17 543
.
-204 12785 982 19456 9711 21317 16423 46818 21948 11566 48959 18521 22137
196019 68758 89250 91890 81458 40656 48426 53529 .92638
Metán Benzol Szén-monoxid Etán Etilén n-Bután I Propilén Kén-hidrogén Hidrogén
-
(30-12)
1-B
levegoben
kcal/Nm'
Propán
-- -
Acetilén490 460 270 662 455 490 510
-
-
556 ... 658 700 (500) 520 630 (365) (350) 416 (540) 440 580... 740 (595) 650 750 (470) 530 630 (590) 637 (605) 644 ... 658 (450) 580 (510) 590 590 (485) 500 (425) 519 542 547 (305) 406 480
~
oxigénben
1136
GÁZELLÁTÁS
1
Z· eg
~-ZI n
(30-13)
réi!.1
1-1
Az összefüggésben ZI az alkotók alsó (felsój gyújtási koncentráció határa, régi az égheto komponensek térfogatarányai a keverék égheto anyagára vonatkoztatva. A mértékegység mindkét öszszefüggésben m3 fm3• Gázok gyújtási koncentráció határait tartalmazza a 30-2. ábra.
Nonnál lángterjedési sebesség, égési sebesség. Az égheto keveréket adott helyen meggyújtva, az égési reakció meghatározott sebességgel terjed szét az egész térfogatban. Az égés adott idopillanatban a még elégetlen égheto gázkeveréket és az égésterméket mintegy elválasztó, vékony rétegben megy végbe. Ezt a réteget - bár a valóságban konkréten nem értelmezheto - a jelenségek könnyebb megértése céljából égési felületnek vagy lángfrontnak nevezzük. Az égési reakció sebessége a normál lángterjedési sebességgel jellemezheto, amely a lángfront normális irányú lineáris terjedési sebessége. Nyitott, rövid csoben vizsgálva a lángfrontot - gyakorlatilag állandó nyomáson végbemeno égés -, tételezzük fel a lángfront egyenletes tovaterjedését, felületének változatlanságát (30-3. ábra). Egységnyi ido alatt a dA elemi felületen elégo keverék térfogata: dV=uodA=udf (30-14) Az összefüggésbol az égési sebességet kifejezve: dA --=--dJ cosffJ Uo
u=u o
(30-15)
Az égési sebesség a ffJszög koszinuszával fordítva arányos, azaz úgy aránylik a normállángterjedési Acetilén Hidrogén
szénmonoxid Etilén Metán
l
Etán
o 10 20 30 40 50 50 70 80 90 100 Gázlorlolom I If. %
30-2. ábra. Gáz-oxigén keverékek gyújtási koncentráció határai atmoszferikus nyomáson és 20 oC homérsékleten
U ~i
un
////~//// / / 30-3. ábra. A normál lángterjedési és az égési sebesség kapcsolata Un
oormálláogterjedési
sebesség; U égési sebesség; A a láogfroot felülete
f a cso
keresztmetszete;
sebességhez, mint a lángfront felülete a csokeresztmetszethez. A normállángterjedési sebesség nem egyenlo az égési sebességgel. A normál lángterjedési sebesség az égheto gáz fizikai-kémiai jellemzoje, független a konkrét berendezéstol, amelyben a gázt elégetjük, míg az égési sebességet az elégetés . köriilményei - a konkrét berendezés kialakítása befolyásolják. Elobbi példánkban az égési sebesség a lángfrontnak a csofalhoz viszonyított sebessége, megfigyelt lángterjedési sebesség. A nyitott, rövid csoben, a nyugalmi állapotú égheto gázkeverékben alángfront u sebességgel halad. Ha az égheto gázkeveréket az égési sebességgel ellentétes irányban, u áramlási sebességgel mozgatjuk, a lángfront helyben marad és uj gázmenynyiség ég el. Ebbol következik, hogya lángfront az áramlás irányával szemben halad, ha az áramlási sebesség kisebb az égési sebességnél, és fordítva, az áramIással megegyezo irányban, ha nagyobb. Alángfront stabilitásának (a lángfront helyzete és alakja változatlan) szükséges feltétele: az égheto keverék áramlási sebességének a lángfrontra meroleges irányú összetevoje minden pontban azonos nagyságú, de ellentétes irány ú legyen a normál lángterjedési sebességgel. A normállángterjedési sebesség nem additív tulajdonság, ezért az összetételbol a keveredési törvények alapján nem számolható. Függ az összetételtol, a kezdeti homérséklettol és nyomástól, a légellátási tényezotol stb. A gyakorlatban használatos gázok közül a legnagyobb normállángterjedési sebessége a hidrogénnek van, míg a metáné és szénmonoxidé viszonylag kicsi (30-4. ábra). A maximum a sztöchiometriai keverék közelében, de az elméletileg szükséges levegoaránynál kisebb értéknél mutatkozik. Meghatározott gáz-levego keverékarányoknál végzodnek a görbék, ezek alatt, ill. felett a gázt már nem lehet meggyújtani (alsó, ill. felso gyújtási koncentráció határ), a normál lángterjedési sebesség zérussá válik. A normállángterjedési sebesség maximális értéke közeIítoen az abszolút homérséklet 1,8-ik hatványával arányos. Hid-
ÉGHETO
1137
GÁZKEVERÉKEK 0,10
280r--r-r
UmaxS
uf/,cm/s
71f 0,09
240
f),08
200 0,07
160
0,06
I---t--H----+---
-H ++--
1
0,05 (WI,.
\
40
50
60
70
80
ott
30-6. ábra. A maximális normállángterjedési sebesség meghatározása az Olt-szám segítségéve!
40 o
90
-szám
o
20
40
Gáz/arta/om,
60 tf %
heto részre mért érték ismeretében - a következo empirikus összefüggésseI határozhatjuk meg:
80
30-4. ábra. Normállángterjedési sebesség gáz-kwgo rékben a gáztartalom függvényében
keve-
rogén-szén-monoxid-metán keverék maximális normállángterjedési sebességének értékei láthatók a 30-5. ábrán az összetétel függvényében. A normállángterjedési sebességet kísérleti úton, méréssel határozzuk meg, mert az elméleti megközelítések eddig nem adtak megbízható eredményt. Maximális értéke számítható pl. az Ott-számból is (30-6. ábra). Az inerttartalmú égheto gázkeverék maximális normállángterjedési sebességét - az égH2
281cm/s
unin=unég[1-0,8(N2)-l
,6(C02)+ 3(0.0], (30-16)
ahol Uninaz inerttartalmú keverék maximális normállángterjedési sebessége; unég az égheto rész maximális normállángterjedési sebessége. Az öszszefüggésben az inert gáz-alkotók mértékegysége m3Jm3•
Ott-szám. Az Ott-szám a gázkeverék égési tulajdonságaira jellemzo tapasztalati érték. Meghatározására Teclu-égot használnak, amelyen a primer levego mennyisége skálabeosztással ellátott, csavarmenetes tárcsával szabályozható. A levegobevezetést teljesen lezárva, az égobe ömlo gáz nyomását 4 mbar (~40 v.o.mm) túlnyomásra szabályozzák, majd meggyújtják az égot. Ezután fokozatosan primer levegot adagolnak mindaddig, amíg a láng visszagyullad és a fúvókán ég. Az égore épített mutató ekkor a skálatárcsán az Ott-számot mutatja. A leolvasott érték birtokában a maximális normállángterjedési sebesség a 30-6. ábrán látható diagramból meghatározható.
30.1.2. Gázok égési folyamatainak számítása
CO
,1 \ \i
13,6cmls
1'0
vr
20
v" \f-/Y-...:..r-v
V ~ 3'0
40
50
60
70
80
90
\
CHI;
4~ 5 cmls
CHI;,I[%
30-5. ábra. H2--CO-CH, terjedési sebessége
keverék maximális normál láng(Scholte és Vaags nyomán)
74 Az épütetllépészet kézikönyve
Az égési folyamat egymás után következo részfolyamatok összessége. A részfolyamatok: - a tüzeloanyag elokészítése; - az égheto gáz-levego keverék eloállítása; - a gyújtás és gyulladás; - a keverék égheto tartalmának kiégése; - a keletkezoégéstermékek elvezetése.
1138
GÁZELLÁTÁS
Az égheto· gázok elokészítési muveleteit (tisztítás, inert tartalom csökkentése, elomelegités stb.) rendszerint nem a felhasználási helyen végzik, így gáztüzelés esetén az égési folyamatot négy részfolyamat összegeként tárgyalhatjuk, amely az égoben és a tuztérben megy végbe. Más tüzeloanyagoknál azonban sok esetben a tüzeloanyag elokészítés is szervesen illeszkedik az égési folyamatba (pl. olajtüzelés esetén a tüzeloanyag porlasztása stb.). Éles határvonal természetesen sem az egyes részfolyamatok, sem az égo és a tuztér között nem vonható, az égési folyamat törvényszeruségeit kölcsönös egymásra hatásukban kell vizsgálni. Az égheto gázok égési folyamatának sematikus ábrázolása a 30-7. ábrán látható. Az égési folyamat jellemezheto az égési egyenletekkel,amelyek kizárólag az égési folyamat megindulása elotti, ill. az égheto tartalom kiégése utáni
állapotot rögzítik, tehát önmagukban nem alkalmasak a folyamat közbenso szakaszai törvényszeruségeinek, a folyamat sebességének leírására. Az égés egyenletei. Az égés bruttó egyenletei az égheto gáz keverék elégetését írják le olyan formában, amely csak az alkotók kiindulási, ill. végtermék-állapotát rögzíti, azaz a közbenso reakciókat figyelmen kívül hagyja. Vonatkozhatnak egységnyi, mólnyi mennyiségu vagy móItérfogatú anyagra: 32
28,01 kg CO+2 kg O2=44,01 kg CO2; 2239 Nm3 O2=22,26 Nm3 22,44 Nm3 CO+-t-
CO2;
2 mól CO+ I mól O2=2 mól CO2; I kg CO+0,571 kg 02= 1,571 kg CO2; de leggyakrabban az atomszám-állandóságon alapuló sztöchiometriai egyenletek formájában használják oket: CO+O,502=C02
A gáztechnikai gyakorlatban használt sztöchiometrikus egyenleteket a 30-12. táblázat tartalmazza. Az égési reakció térfogatváltozással vagy anélkül megy végbe. A sztöchiometrikus egyenlet ekbol látható, hogya szén-monoxid reakciója térfogatcsökkenést eredményez:
30-12. táblázat. Sztiiddometrilu. égési egyenletek
-, I I
Gázfajta
I
Szénhidrogének
I
Metán
+
I I
I I I I I --'I
Sztöchiometrikus egyenlet
I CnHm+(n+~)02=lIC02+~H20 CH.+2
Etán
C2He+3,5
--------
C2H.+3
Acetilén Etilén Propán
C3Hs+5
H20
O2=2 CO2+H20 O2=3 CO2+4
H20
---------~---~._-C.HlO+6,5
Pentán
1-
.
Szén-monoxid
O2=4 CO2+5
H20
CaH12+8 O2=5 CO2+6 H20
I
Hexán
--~---,~ Kén-hidrogén
O2=2 CO2+2
C3He+4,5 O2=3 CO2+3 H20
-------
Hi~rogén
H20
O2=2 CO2+3 H20
------------
------
Propilén Bután
Benzol
30-7. ábra. Az égési folyamat sematikus ábrázolása
C2H2+2,5
I
02=C02+2
CeH14+9,5 O2=6 CO2+ 7 H20 CeHe + 7,5 O2= 6 CO2 + 3 H20 CO+O,502=C02
--
H2+O,502=H20 _--._--~----_._---_.~_.~~H2S+J,502=H20+S02
ÉGHETO
termokémiai egyenleteket) használjuk, azokból az égésho meghatározható. A tömegegységre vonatkoztatott égésho ugyanis a reakcióhlS és a molekulasúly hányadosa:
CO+O,502=C02; 1 mó1+0,5 mól - 1 mól; a metáné térfogatváltozás nélkül megy végbe: CH4+2 02=C02+2 I mól+2 mól-3
1139
GÁZKEVERÉKEK
H20;
(30-19)
Hr=Er> M'
mól;
A metánégés termokémiai egyenlete pl.:
míg a propáné térfogat-növekedéssel jár:
C3HS+5 O2=3 CO2+4 H20; 1 mól+5 mól-7
és így a metán égéshoje
mól.
Az égés kémiai termodinamikai folyamat, amelynek lényege, hogya kezdeti és végállapot energiakülönbsége átadódik a környezetnek. Az égés exoterm reakció, energiafelszabadulással jár, az energiaváltozást reakcióhonek vagy átalakulási honek nevezzük. A termodinamika elso fotétele értelmében az izochor reakcióho egyenlo a rendszer belso energiájának változásával: Ev=iJU,
(30-17)
ahol Ev az izochor reakcióho. Az izobár reakcióho pedig a rendszer entalpiaváltozásával: Ep=iJJ,
(30-18)
ahol Ep az izobár reakcióho. A térfogatváltozás nélküli reakciókban a kétféle reakcióho megegyezik. Hess törvénye szerint a reakcióho független a reakció lefolyásának útjától, csak a rendszer kezdeti és végállapotától függ. Ezért, ha az átalakulási hovel kibovített sztöchiometriai egyenleteket (az ún.
H -
r
891 788 - 55598 kJjk 16,04 g.
A futoérték a vízglSz párolgáshlSjével kisebb, ha tehát a páro1gásho 45 050 kl jkmól, a metán futoértéke:
,
891 788-2' 45 050 -49980 kljk 1604 g. A száraz, tiszta atmoszferikus levego összetételének alapján: H a
m3jm3
0,2100 0,7805 0,0003 0,0092
oxigén nitrogén szén-dioxid nemesgázok
az égési egyenletek levegovel is feIírhatók. A levego szén-dioxid-tartalmát rendszerint elhanyagoljuk. A nemesgáztartalom majdnem egészében argon, így ezt az alkotót Ar-rel jelölve, pl. a szén-monoxid égése leveglSvel
30-13. táblázat. Égési egyenletek (levegovel) Gázfajta
Égési egyenlet
(levegovel)
Metán Etán
74·
C,H14+9,S Oz+3S,72 Nz=6 COz+7 HzO+3S,71 Nz C3H, +1,5 57,5 Oz+18,8 Nz=3 COz+4HzO+ 18,8 NzNa C2H4+3 CO+O,S Hz+O,S C4HlO+6,S HzS+ C2H2+2,S Oz+ Oz+ Oz+11,28 Oz Oa+9,4 Oz+24,44 +1,88 1,88 2,82 Nz=HzO+ Nz=COz+ Nz=HzO+SOz+2,82 Nz=2COz+HzO+9.4 Nz=2COz+2 Nz=4 COz+S 1,88 1,88 Nz Na HaO+ HzO+24,44 Nz 11,28 Nz Nz Na C,H, C,Ht2+8 Oz+3O,08 Oz+28,2Nz=6 Nz=S COz+3 COz+6 HzO+30,08 Na ~H8+4,S 16,92 Nz=3 COz+ 3HzO+28,2 HzO+ 16,92 Nz CaH,+3,S Oz+ 13,16 Nz=2COz+3 HaO+ 13,16 Na
1140
GÁZELLÁTÁS
CO2+ H20+ N2+ Ar+ 02+ CO+ +H2+CH4+C"Hm= 1.
CO+0,5 02+ 1,858 N2+O,02l9 Ar= =C02+
1,858 N2+O,02l9 Ar.
A gyakorlati számításokban a nemesgáz- és nitrogéntartalmat összevontan számolják (30-13. táblázat), így pl. CO+0,5 02+ 1,88 N2=C02+
J,88 N2.
Levegoszükséglet, légellátási tényezo. Az ismertetett gázféleségek közül alkotókban rendszerint a városi gáz a leggazdagabb, ezért összefüggéseinket erre a gáztípusra írjuk fel. Más gázféleségek esetén - egyes alkotók hiányában - az összefüggések természetesen egyszerusödnek. A megkülönböztethetoség kedvéért a zárójelben írt kémiai képlet az égheto gáz keverék alkotóit, a zárójel nélküli képlet az égéstermék alkotóit jelöli. A metántartalmat mint fontos alkotórészt kiemeljük a szénhidrogének közül. Megkülönböztetjük a levego nemesgáztartaImát is, amely kisebb pontosságigényu gyakorlati feladatokban a nitrogéntartalommal összevontan számítható. A gázanaIízisbol adódó gázösszetétel mindig száraz gázra vonatkozik, így tehát a városi gáz szimbolikus jelölése: (CO)+(H2)+ (CH.) + (C"Hm)+ + (C 02) + (N2)+ (02)= 1.
(CO)+ (H2)+
(CH4)
A sztöchiometrikus egyenletek alapján az ismert összetételu égheto gázkeverék tökéletes elégetésének levegoigénye, ill. az égés végtermékei számÍthatók. A tökéletes égéshez szükséges legkisebb oxigénmennyiség (minimális oxigénszükséglet) 1 Nm3 száraz gázra vonatkoztatva: 02min= 0,5(CO)+ 0,5(H0 + 2(CH4)+
+ (n+ T ) (CnHm)-(00· (30-25) A levego-összetételt figyelembe véve, az elméleti levegoszükséglet (minimális levegoigény): Lmin= ~:2mt =4,762 02 min'
+ (C"Hm)+ (C02) +
+ (N0+(02)+(H20)= 1. (30-21) Nemcsak a felhasznált városi gáznak, hanem az égési levegonek is van nedvességtartalma. Számításainkban azonban mindkettot száraznak tételezzük fel. Részben azért, mert az eltéro nedvességtartalmak az összefüggésekben nehezen vehetok figyelembe, részben pedig az elhanyagolhatóságot mind a gáz-, mind a levegooldalon az égéstermék vízgoztartaImához képest csekély abszolút nedvességtartalom indokolttá teszi. Az elméletileg szükséges levegomennyiséggel tökéletesen elégetett gáz égésterméke : (30-22) Levegotöbblettel végbemeno tökéletes égéskor: (30-23) Tökéletlen égés esetén az összefüggés az elégetlen gázalkotókkal bovül:
(30-26)
A gázégokben a gáz és a levego olyan keverése, amely teljesen homogén gáz-levego keveréket eredményez, azaz minden egyes gázmolekula mellett ott van az elégéshez szükséges oxigénmolekula, gyakorlatilag nem valósítható meg. Ezért a tökéletes égés biztosításához a gázkeveréket levegotöbblettel égetik el. Az égésben ténylegesen részt vevo levegomennyiség viszonya az elméleti levegoszükséglethez a légellátási tényezo: A= Lté •
(30-20)
A valóságban a városi gáz természetesen nedvességet is tartalmaz, ezért a nedves gázt leíró összefüggés egy taggal bovül.
(30-24)
Lmin
(30-27)
A légellátási viszonyok szabják meg az égés jellegét: A:>l
A=l A
tökéletes, oxidáló; tökéletes, semleges; tökéletlen, redukáló.
A klasszikus termikus gázfelhasználás során a légellátási tényezo értéke mindig nagyobb egynél, míg a technológiai termikus és különleges felhasználásoknál gyakran szándékosan egynél kisebb légellátási tényezovel dolgoznak a tökéletlen égés, a láng redukáló jellegének megvalósítása végett. A gázüzemu berendezések gazdaságosságát - a hatásfokot - a légellátási tényezo erosen befolyásolja. A 30-8. ábrán példaképpen különbözo égéstermékjárat-felületu gáztüzelésu cserépkályhák hatásfokának változása látható a légellátási tényezo függvényében. A cél tehát a minél kisebb légellátási tényezo melletti tüzelés, amely a különbözo tüzeloanyagfajták közül elsosorban a gáztüzeléssel valósítható meg. Az égéstermék mennyisége és összetétele. A tökéletlen égéskor A= 1 légellátási tényezo esetén keletkezo minimális száraz égéstermék-mennyiség szén-dioxidból, nitrogénbol és nemesgázokból áll:
.----- .~~
_---._-----_
..
_------------------------------------------------1141 ÉGHETO GÁZKEVERÉKEK
.•.
I
~ O ~
i
+
~E
-'"
'SI
::C.
'U
::c I stl
~ I
~
~I
.•
.Il' .r;!-; ~ 1", "s
Z+'I
UI ol 11
U Ö
I
•• Q; •..
~ ~ III
+ O,nos Lmin+
(NZ)
•...
-'"
::C~ ,,1
ij
t:
+ 0,OO92Lmin.
(30-28)
A szén-dioxid-tartalmat a minimális száraz égéstermék-mennyiséghez viszonyítva nyerjük a maximális szén-dioxid-koncentráció értékét:
:;: .~
:il 'ol! ..I
= (~~~j-JCH4)+n(CnHm)+(COz) max
Vé min
E
I
UI -O
<
q,
1::C
I '1
cE
I I
c::
1.-.~
,5
.,,:::":....;
+1
o.l
ö
.
+ 1,5~
~
~
'lU
II
~
-
~
ó N·u....;:::..: ólII II
l
1
N
~:::..:-...; c5 f'I
ó "'1 II
~
I
'e
I·u ~
~ r-
(30-29)
I
::l
cs
.
~I
A levegotöbblettel elégetett gáz tökéletes égése során az égéstermék oxigént is tartalmaz. A keletkezo száraz égéstermék-mennyiség (A.> 1): (30-30)
míg a tényleges nedves égéstermékmennyiség (A.> 1) a vízgoztartalommal nagyobb: Vén= Vémin+ A( -1)Lmin+(Hz)+2(CH4)+
-'" 'CO
§
,!1 ::;~
U "E'.:
~ E
Z
";;;..~
':';'
-\-
~
~
I
2'"
=1
'e 'e
,5'~ ," ~ ::;]~ ,5 .~ 1I::C -\-ca
I
I
+
m
+2- (CnHm)·
Z I
8' COz
-;:.
c
U -
J;
11
'
I t;i
+
••
I
-...;I
II!
.~ ~-UE ~ .:.c '.. .u,~::c:::":
e
II
I
:;,
1;;
o
I
1
ali III :C
V~min=(CO)+(CH.)+n(CnHm)+(COz)+
I
u
cuI ~ 'J ~
c I~~:::..:'"
<~
ZIL
I
..•..
~+ c ::C:::..:
~ .5
'e 1N::,:,U;:;'
'"'~c
-...;
30-8. ábra. Gáztüzelésu (ún, lengyel égéstermékjáratÚ) cserépkályhák hatásfoka a légellátási tényezo függvényében 8 órás üzemido után, különbözo égéstermékjárat-felületek esetén
I
CI
~:::..:'" ~ ~8I ~ ról óI
UI
EIN e
;tI lb+
::I::':'u ::c I
U~
I
c I
~-
~::.:.U N';; c c 6' tri ~ ~ ~ U -...;r-_ o-
OE
E I
I
"';::..,-4J
o
II"
(30-31)
Az égéstermék-összetétel számítási összefüggései a 30-14. táblázatban találhatók. Az égéssel kapcsolatos számításokat gyakran táblázatosan áHítják össze. Ilyen a 30-15. táblázat, amelyhez számpéldát a 30-16. táblázat tartalmaz. Az égéstermék-hígítási tényezo és a légellátási tényezo összefüggése. Az égéstermék-hígítási tényezo az égés során ténylegesen keletkezo száraz égéstermék (A.> 1) és az elméleti minimális száraz égéstermék (A.= 1) térfogatának viszonya:
II
••e
II"
E ~
U O
•••• E
I
Z••
<
I
o
~ o ,~
I i
ö
..••
"0
'0 <
'§ , :a ,o ~
I
o
Ill>I
~
I
I'~Z
ZEell
I
'll>
-o
o .~ Ó
~~N
1142
GÁZELLÁTÁS
-
30-15. táblázat. Az égés táblázatos számítása (1.=1) Szorzó(10) 1 ' OIDlin oXIgen= 1:(3) (8) O2 ml •• tartalma termék 2 , Min.i~is fz tényez6 Égés2 -1 6 3 I szükséglet 2 1 3 6 5=IX4 3=IX24 1 7=IX6 20,79(9)+ tényez6 tartalma I 0,5 0,5 7,5 Nm3/Nm3 vízgoz- Szorzó(N2) +2'(7) 2'(5) szén~dioxíd.. Égéstermék 2'(5) 1 INm3fNm3 Szorzó(l3) Vén=(12)+2'(7) (l2) Vónsz=(IO) Nm3/Nm3! (9) Lmin = (8) 4,762
-----
---f.--
--- ----------- f. - ----+
(10) Vómin=2'(5)+ (ll) COz max=--
30-16. táblázat. Számpélda az égés táblázatos számításához (.1.=1) =5,313 Nm3fNm3 (l2) Vónsz=(IO)= (10) Vómin= =4,2364 Nm3/Nm3 (10) tartalma 11SzorzóMinimális Égéstermék Nm3fNm3 oxigén2'(5) szén-dioxidSzorzóSzorzóvízgoz1=1 24,5558 fz 4230,098 szükséglet 2614,2364 02min 12'(5)=0,5004 7=IX6 5=IX4 6=0,1182 230,0288 3=lx2 0,391 0,0036 0,029 0,0144 0,137 0,0216 0,098 0,027 0,646 0,323 ,646 0,323 00,1955 ,0432 0,0108 0,5 0,049 0,0288 0,391 Nm3fNm3 Nm3/Nm3 Nm3fNm3 tényezo 0,029 7,5 =tényezo Nm3/Nm3 Nm3fNm3 2'(7)= 1,0766 (13) Vén=(12)+2'(7)= (8) 02 ••• 1•• = 1: (3)= =0,9567 Nm3JNm3 -0,004 1 0,0041-1 Oz max=--= (9) Lmin= I 4,762(8) = I =2'(5)+0,79Lmin (N2) = -
ÉGHETO
1143
GÁZKEVERÉKEK
2
(30-32) Kifejezheto a száraz égéstermék szén-dioxid, ill. oxigéntartalmával. Az égéstermék szén-dioxid-tartalmának állandósága alapján (30-33) az égéstermék-hígítási tényezo:
(02mOt
h= CO2 max,
C02sz Az égéstermék oxigéntartalma származik:
1
(30-34)
a levegotöbbletbol o O
t
O2 oz
(30-35)
=0,21(h-1)Vémin,
Or21
(il-oo)
(A = 1) °2sz,NmJíNmJ 30-9. ábra. Bunte-diagram
ahonnan
h=
0,21. 0,21- 02sz
(30-36)
A légellátási és égéstermék-hígítási tényezo között szoros összefüggés van. A (30-30) és (30-32) összefüggésekbol A=
Vémin Lmin
(h-l)+ 1.
(30-37)
Az ismertetett összefüggések segítségével az égéstermék-elemzés adatai ból - az égéstermék-hígítási tényezo számításán keresztül - meghatározható a légellátási tényezo értéke. Ugyanezen adatokból - ismeretlen gázösszetétel esetén is - számítható a maximális szén-dioxid-koncentráció. A (30-34) és (30-36) összefüggésekbol ugyanis CO
= 0,21 C02sz 2 max 0,21- 02sz .
(30-38)
Az égés tökéletességének ellenorzése. Az égéstermék-hígítási tényezo két kifejezési formájából az égéstermék szén-dioxid-tartalmát kifejezve: C02sz=C02max-
,
C~;~ax 02-5z' (30-39)
és az egyenloség mindkét oldalához 02sz·t hozzáadva: COisz
]-2 egyenesre esik, az égés tökéletes,
ha alatta marad, akkortökéktkn. Hasonló célra használható az égéstermék-összetétel háromszögdiagramja, az ún. Ostwald-diagram (30-10. ábra). A száraz égéstermék szén-dioxid- és oxigéntartalma ismeretében a szén-monoxid-tartalom kiolvasható. A száraz égéstermék szén-monoxid-tartalmát az összehasonlíthatóság kedvéért általában a hígítatIan égéstermékre, az elméleti égéstermék-mennyiségre vonatkoztat juk. Az ún. elméleti szén-monoxid-tartalom: COelm=COS7 ~O~ 2sz max.
Az égéstermék homérséklete, i-T diagram. Elméégési homérsékletnek nevezzük az adiabatikus égéskor az égéstermékek disszociációjának figyelembevételével számított homérsékletet. Az adiabatikus égési folyamat energiamérlegét felírva, a tökéletes égés reakcióhoje (Q) és az égheto gázkeverék kezdeti energiatartalma (Qe) egyenlo az égéstermék energiatartalmának (Qé) és a disszociáció energiaszükségletének (Qd) összegével:
Mivel az égéstermék energiatartalma: n
Qé=Té ~ -C~~iax ) , (30-40) nyerjük a Bunte-diagram (30-9. ábra) szerkesztésének alapegyenleteit. A diagram az égés tökéletességének gyors ellenorzésére alkalmas. Ha az égéstermék-e1emzés adataiból C02sz+ 02sz értéke az
(30-42)
Q+Qe=Qé+Qd'
+ O2sz= CO2 max+
+ 02sz ( 1-
(30-41)
(30-43)
V/cp/,
/,~ 1
az elméleti égési homérséklet:
T.=Q+Qe-~ e n ~
/,= 1
V/cp/
.
(30-44)
1144
GÁZELLÁTÁS
város/goz
(/(oóónfjo)
1972
évi
ól/ogos összetétel, Nm.JjNm.1 CO/mux = 0,1154
Cll" 0,38
- (A-;1)--
CO COz
.::;
~
.., '" <.;<:: '-> .1:: ;;:;:.
C.H. CzH* Hz Oz
0,08 ---. 0,06 0,04
Nz
0,085 0,027
0,001 0,004 0,315 0,002 O/65
0,02
o
°
0,02
0,04
0,06
(;/=1) 30-10. ábra. Ostwald-diagram
Kalorimetrikus égési homérséklet nek nevezzük a disszociáció nélkül :
Te"=
Q+ Qe ' ~
1=\
(30-45)
V/cp1
.
harmatponti homérséklete. Attól függoen, hogy az égéstermék tisztán vizgozt vagy pedig savgozöket is tartalmaz, harmatpontról (tulajdonképpen vizharmatpontról), ill. savharmatpontról beszélünk. A harmatpont számításához meghatározzuk az égéstermék vizgoztartalmának parciális nyomását:
tényleges égési homérsékletnek a sugárzási veszteségeket is figyelembe véve számított homérsékletet:
T.= Q+Qe-Qo-Qs e " ~
•
(30-46)
V1Cp1
1-\ Az i-T diagramban az égéstermék entalpiáját ábrázolják az égési homérséklet függvényében. ElviI felépitése a 30-ll. ábrán látható. Az adott fütoértéku gázra szerkesztett diagramból az égési levego és a gázhomérséklet, valamint a légellátási tényezo (pl. A= 1,2) ismeretében az égéstermék homérséklete az ábrán látható módon határozható meg. Különbözo gyakorlati megoldás ú i-T diagramok ismertek, legelterjedtebbek az ún. RosinFehling-diagramok, amelyek közül példaképpen bemutat juk a fóldgázra szerkesztett diagramot (30-12. ábra). Az égéstermék harmatpont ja. Az a homérséklet, amelyen az égéstermék goztartalmának parciális nyomása eléri a telitési goznyomást, az égéstermék
.~ ~..~1'" .~ I
Ilu
~~
·-1
'~l'
T
30-11. ábra. i-Tdiagrdnl
elvi felépítése
1145
ÉGHETO GÁZKEVERÉKEK
je
ID
I
tharm v I Goz + folyadék I I keveréke I I
600
I I I
!
I
I
•
I
I
1.00
I I
i
_
200
o
v,
100 •
o
500
o 2500
2000
1000
té, 30-12. ábra. Rosin-Fehling-diagram
IZ,
0/ /0
30-13. ábra. Viz-kénsav
Kénsav,
I
1
%
••.
100 O
egyensÚlyi diagram
tharmv víz· harmatpont
oc
földgázra
70 tnorm, oC
60
m (H~+2(CH4)+2Pv=
V.en
(CnHm)
50
b,
(30-47)
majd ezt a telítési vízgoznyomással egyenlové téve: Pv=Pvtel'
a 30-17. segédtáblázatból visszakeressük az ehhez tartozó homérsékletet, a harmatponti homérsékletet. Savak jelenléte módosítja a harmatponti homérsékletet. Közismert pl., hogya kénsavkoncentráció növekedése nagymértékben emeli a savharmatponti homérsékletet. A 30-13. ábrán víz-kénsav egyensúlyi diagramja látható. Adott koncentráció esetén a kondenzáció a savharmatpont (B pont) elérésekor kezdodik meg, és az A pontban fejezodik be. A t.-13 homérsékletek között egyaránt jelen van a folyadék- és gozfázis, amelyek aránya pl. tetszoleges t2 homérsékleten megegyezik a CD és CE szakaszok arányával, azaz D koncentrációjú goz tart egyensúlyt az E koncentrációjú folyadékkal. Kezdetben kis mennyiségu, de nagy savkoncentrációjú kondenzátum válik ki. Az égéstermék harmatpont jára a légellátási viszonyok erosen hatnak. A 30-14. ábrán a budapesti városigáz harmatpont jának alakulása látható a légellátási tényezo függvényében. Az ábrát 1 atm nyomásra szerkesztettük, azonban a légköri nyo-
20 10 ~-
o
1
6
7 A
30-14. ábra. Budapesti városi gáz harmatpont ja a légellátási tényezo függvényében (1970. évi átlagos összetétel alapján számolva)
másváltozás hatása elhanyagolható, a hazai viszonylatban eloforduló barométerállások között a görbe hibája ± 2 oC-on belül marad. Az égéstermék összetétele függvénye a légellátási körülményeknek. A 30-15. ábrán a budapesti városigáz égéstermékének összetétele látható a légellátási tényez6 függvényében. A légellátási tényezo növekedése csökkenti a vízgoz térfogatarányát, azaz a harmatponti h6mérsékletet (30-14. ábra).
1146
GÁZELLÁTÁS
Az égés elméleti levegoszükséglete a gázösszetétel, de ebbol következoen a fütoérték függvénye. Ezt-szemlélteti sematikusan a 30-16. ábra. Az égéstermék mennyisége szintén a gázfajtától és igya futoértéktol függ (30-17. ábra), és termé30-17. táblázat. Segédtáblázat az égéstermék barmatpontjáDak számítisához oc Pytel NJm' 40 71 41 72 45 44 74 47 12335 50 20 12960 52 22 16510 15740 25 17312 19917 19015 60 59 29 30 20859 31 25007 65 66 27331 67 28557 68 29842 31 166 69 70 33960 42 73 385SO 36961 75 40 188 46 76 41894 77 43649 48 78 79 Pvtel 13 21 14292 53 55 23 54 56 24 26 57 18146 58 27 28 61 21839 62 32 22849 63 33 23909 64 34 35 26 145 36 37 38 32538 35431 43 45473 49 ttorr 39 23,76 17,54 19,83 21,07 26,74 36,1 30,04 31,82 42,6 35,66 33,70 39,90 47,07 49,69 55,32 52,44 58,34 64,SO 71,88 68,26 89,1 738301,4 9,60 3,71 8,02 92,51 97,20 18,65 118,0 07,2 25,21 22,38 1102,1 12,5 29,8 28,35 49,4 156,4 37,73 171,4 187,5 42,18 44,56 196,1 205,0 214,2 233,7 23,7 61,SO 54,6 2265,7 77,2 5,65 27,3 41,0 23,8 163,8 179,3 43,9 314,1 I15001 I 51612
1-7I
szetesen térfogata a homérséklettel arányosan változik. A gázfajta jóságának a tüzeléstechnikai jellemzok önmagukban nem kritériumai. A gázfajták jósági sorrendje mindig csak az adott felhasználási célra állitható fel. Ha pl. a gázlángot technológiai célra, mintegy szerszám ként használjuk, a nagy futoértéku f'óldgáznál kedvezobb a kis futÖértéku vizgáz használata, mert a vizgáz Iángh6mérséklete magasabb, mint a fóldgázé. 100
ff. % 90
80
70
60
50
40
JO
20
10
o
1
2
3
4
5
6
7 A
30-15. ábra. Budapesti városi gáz égéstermékének összetétele a légellátási tényezo függvényében (1970. évi átlagos összetétel alapján számolva)
N~o/N~JG8G8G08e§ 1Nm3gáz Ha,kca//Nm3
O 10000
O 9000
O
O
8000
7000
O O O OO 6000
5000
30-16. ábra. A fütoérték hatása az elméleti levegoszükségletre
4000 3000 200{)
ÉGHETO
1147
GÁZKEVERÉKEK
városi gázra IXbe1= [4,94+0,5
30
100-0,024 t ( 100 t )2]
;,25 ' WO,75
(30-50)
;,25' WO,75
(30-51)
szén-dioxidra 25 IXbe\=
20
[ 3,82+0,7 100-0,033 t ( 100 t )2]
hidrogénre IXbe\=
15
WO,75 ( 5,3+0,13 100 t ) (ig,25
(30-52)
'
égéstermékre 10
(30-53)
5 6000
7000 9000 8000 10000
IXbel= [ 3,6+0,26
100-0,0076 t ( 100 t )
30-17. ábra. Az égéstermék mennyisége a fútóérték függvényében
30.1.3. Gázok hoátadási jellemzoi A gázok hovezeto képességét, hovezetési tényezojének számítását az elozoekben már tárgyaltuk, most a konvekciós és sugárzásos hoátadási viszonyokkalfogmlkozunk. Kényszerített
ahol
ra:
IX'=
(30-55) ill.
4,36 ~; az
IX;\
égéstermék hidrogén nitrogén oxigén szén-dioxid szén-monoxid vízgoz
Nu= 0,35Reu,56
(30-48)
IX
viszony különbözo gázok1,12 1,5 1,0 1,0 1,12 0,99 1,2
dg,25' WO.75
az utóbbi összefüggést 6% szén-dioxid- és 6,5% vízgoztartalmú égésterméknél mérték, 1,17 légellátási tényezo mellett. Egy csoszál körül keresztirányban áramló égéstermék hoátadási tényezoje, 400< Re< 7000 határok között az
lamináris áramlás csoben: IXbel= IX' 1X~1,
2]
(30-54)
Ha, kca//NmJ
(30-56)
összefüggésselszámítható. Csokötegben a 'csövek közötti bulens áramlásban :
keresztirányú
tur-
eltolt csoelrendezéssel 0,69
Wo
IX=C
(]O,31
'
(30-57)
ill.
Nu= C • ReD·69,
Turbulens áramlás csoben: a következo összefüg-
géseket ajánlja a szakirodalom (a csoátméro mértékegysége 01, a Wo közepes gázsebesség normáIállapotra vonatkozik): általában gázokra
(30-58)
C=5,3 két csosor,
C = 6,1 három csosor , C=6,6 négy csosor, C=7,0 öt csosor esetén; soros csoelrendezéssel
wO.75
IX
= 19,3cO,81 A0,15_°_ bel lj (]O.25
'
(30-49)
(30-59:
1148
GÁZELLÁTÁS
ill. Nu= C . ReO,654,
(30-60)
3 __
C=4,2 két csosor, C=4,4 három csosor, C=4,5 négy csosor, C=4,55 öt, ill. több csosor esetén.
ocSC02=e V
0,0568Reo,78
• PrO·78
PC02S[0,0513(tco2-tr)-30,25],
(30-62)
a vízgozé
Sima fal melletti áramlásban, Re> 170 000 esetén az égéstermék hoátadási tényezoje Nu=
A láng sugárzásos hoátadási viszonyaiban a dönto a szén-dioxid- és a vÍzgoztartalom. A szén-dioxid sugárzásos hoátadási tényezoje
(30-61)
(a Reynolds-számba jellemzo méretként a fal áramlás irányába eso hosszát kell helyettesíteni).
OCSH20= ep~~~,6[0,107(tH2o- tr)- 46,5], (30-63) ahol P a parciális nyomás, at; s a sugárzó réteg vastagsága, m. A láng sugárzásos hoátadási tényezoje jó közelítéssel:
(30-64)
30.2. Gáztermelés, gázgyártás A földgáz tennelése. A természetes gázok közül legelterjedtebben a földgázt használják fel, részben közvetlenül hotermelési célokra, részben vegyipari alapanyagként. A földgáz lelohelyei az egymástól független földgáz-Iencsék vagy az egymással összefüggo, nagy kiterjedésu földgázmezok. A földgáz a földfelszín alatt különbözo mélységekben (200 ... 3000 m) helyezkedik el. A földgázlelohely mélységét, a földgáz nyomását, összetételét, égéshojét stb., valamint valószínu mennyiségét próbafúrásokkal állapítják meg. A lóldgáz kitermelését különösen óvatosan végzik azokon a helyeken, ahol koolajjal együtt fordul elo, mert a földgáz nyomásának jelentos szerepe van a koolaj felszínre juttatásában. Rosszul szervezett termelés során a földgáz nyomása olyan mértékben csökkenhet, hogy az olajkutak hozamát veszélyezteti, esetenként el is apaszthatja oket. A koolajjal együtt feltöro földgázt az olajtól elválasztják. A földgáz fo alkotórésze a metán (50 ... 99 tf%). A hazai földgázfajták összetételét és jellemzo értékeit a 30-18. táblázat, összehasonlításképpen a világ híresebb lelohelyein található földgázfajták adatait a 30-19. táblázat tartalmazza. A városi gáz eloállítása. A városi gáz az esetek túlnyomó részében többfajta komponensbol álló gázkeverék. Az eloállítás során az alkotó gázokat olyan arányban kell összekeverni, hogy a szabványos eloírásoknak megfeleljen (30-20. táblázat), és ugyanakkor gondoskodni kell arról, hogya szenynyezoanyagok mennyisége a megengedheto határérték alatt maradjon. A klasszikus városi gáz legfontosabb alkotója a
koszéngáz. Több országban a városi gáz szabványosított égéshoje olyan nagy (18 841...20934 kJJNm3, '" 4500... 5000 kcaIJNm3), hogya koszéngáz erre a célra közvetlenül is felhasználható. Ennél kisebb égéshoju városi gáz eloál1ításakor a koszéngázt rendszerint vízgázzal, generátorgázzal vagy bontott földgázzal keverik. A szénhidrogéneket akkor lehet nagyobb arányban felhasználni a városi gázhoz, ha elozetesen bontási eljárásnak vetették alá oket. A bontott gázok égéshoje általában kisebb, mint a városi gázra megállapított érték, ezért dúsításra szorulnak, ami a legegyszerubben földgáz hozzákeverésével valósítható meg.
30.2.1. Gázgyártási eljárások Kigázosítás. A kigázosítás a gázgyártásnak az a módszere, amikor a szenet a levegotol elzárt térben hevítik. Az eljárást szénlepárIásnak is nevezik, alacsonyabb (500... 600 oc) vagy magasabb (800... 1400 oc) homérsékleten mehet végbe. A hevítés során a szénben levo szénhidrogének és egyéb vegyületek gáz, ill. goz formájában kiválnak, és az eredeti szénnél karbontartalomban dúsabb szilárd anyag, a koksz marad vissza. Városi gáz gyártására csaknem kizárólag a magasabb homérsékletu lepárlást alkalmazzák. A kigázosításra legalkalmasabb alapanyag a gázdús fekete koszén. A gázgyártás során sok értékes melléktermék is keletkezik (30-18. ábra). A koszéngázt (vagy másképpen kamragázt) retortában vagy kamrakemencében termelik. A szaka-
GÁZTERMELÉS,
1149
GÁZGYÁRTÁS
30-18. táblázat. Hazai földgázfajták átlagos összetétele, sfirfisége és flitoértéke (tájékoztató adatok) Összetétel, tf. % ~á~t~Jtak .. I Jele IMetan I
Hep-
Etan
Propán
suruseg,
. tán, SzénSzén" HidroI I Butan hexán dioxid monoxid OXIgen gén I stb.
I
Nitrogén
e, NormálkgfNm'
I
Felso
~~~~
~e~at,ív suruseg, s
.é~té~ (egesho), füto-
(fútö-
21009118878 (5018) I (4509) I 21 114 18908 (5043) (4516) 21051 18807 (5028) (4492)
28052 (6700) 28734 (6863) 28311 (6762)
szám I
Wo I WobbeHe I Ha I klfNm' (kcalfNm')
I
érték), érték
1. 2.
37,5 38,1
--
-
-
1,0 0,5
3,3l 2,4
9,2 8,7
0,4 0,2
30,8 32,5
17,8 17,6
0,729 0,729
0,564 0,564
3.
39,0
-
-
-
0,2
5,8
8,1
0,2
33,8
12,9
0,736
0,569
4. 5.
23,0 4,1
-
-
-
4,7 8,7
6,4 11,4
19,5 9,7
0,0 0,1
44,6 40,7
1,8 25,3
0,662 0,9696
0,612 0,7499
(4989) \ 20888 20247 (4836)
(4505) 18862 18225 (4353)
(6973) 29195 24292 (5802)
6.
11,2
-
-
-
6,1
6,1
19,3
0,2
46,6
10,5
0,825
0,640
20976
19029
26042
7.
17,4
-
6,2
6,2
1,7
3,6
12,7
0,4
32,9
25,1
0,775
0,600
20972 (5010) (5009) I 20934 (5000) 41 156 (9 830) 40 863 (9760) 40738
19226 (4 545) (4592) 18916 (45\8) 32221 (8 890) 36886 (8810) 36802
27214 (6220) (6500) 27 110 (6475) 519\6 (12 400) 52335 (12500) 5\\26
II
I
I
8.
13,0
-
-
-
6,9
6,8
9.
86,9
5,3
1,4
0,4
0,5
1,2
10.
9\,7
3,5
0,8
0,3
0,4
\1.
92,6
2,1
0,9
0,6
0,7
17,4 I
0,2
-
-
0,7
-
-
0,9
--
---
45,\ . I -
10,6
0,780
0,600
4,3
0,828
0,640
-
2,6
0,754 I 0,610
2,2
0,794
I
0,614
(9- 730) (7200) (8 790) (12-450) 14654 130145 (3500) 30 982 II
13. 12.
33,4 80,0
1,9 1,0
0,7 0,4
0,3 0,3
0,3 0,2
60,8 16,4
--
--
-
2,6 1,7
1,54 0,96
1,19 0,74
14.
74,4
2,3
1,0
0,6
0,7
0,6
-
-
--
20,4
0,89
0,69
15.
56,2
4,4
0,1
-
0,1
0,5
-
-
-
38,7
0,96
\6.
63,7
5,7
8,0
4,6
2,1
0,5
-
-
-
15,4
\,10
0,85
-
17.
89,3
3,4
1,6
1,0
0,5
1,1
-
-
-
3,1
0,83
0,64
-
18.
85,1
3,8
2,5
2,2
1,6
1,8
-
-
-
2,5
0,91
0,70
I
'0,74
(7400) 23027 (5500) 43124 (10300) 37681 (9000) 41031
-
-
-
(9800)
19.
80,7
4,5
4,6
2,9
3,3
2,6
-
-
-
1,4
0,99
0,77
-
44 799 (10700)
-
20.
88,2
6,2
1,9
1,1
0,5
1,1
-
-
-
1,0
0,84
0,65
-
39775
21.
83,3
1,5
0,5
0,5
0,3
1,9
-
-
-
12,0
0,81
0,63
-
22.
96,0
1,\
0,4
0,2
-
1,9
-
-
-
0,4
0,77
0,59
-
23.
91,4
5,7
0,6
0,1
--
1,2
-
-
-
1,0
0,79
0,61
--
33494 (8000) I (9500) 35588 (8500) 37263
I
---
-
(8900)
24.
88,8
6,0
2,2
1,\ I
0,4
1,9
-
--
9,6 I
0,89
0,69 I
i
36006 (8600)
-
1150
GÁZELLÁTÁS 30-18. táblázat folytatása
lel
Oázfajták
1.
Városi gáz, Budapest-Óbuda Városi gáz, Budapest-Tomcsányi Városi gáz, Budapest-Albertfalva Városi gáz, Pécs Városi gáz, Baja Városi gáz, Gyór Városi gáz, Sopron Városi gáz, Szombathely Földgáz, Hajdúszoboszló Földgáz, Berekfürdó Földgáz, Kardoskút, országos Földgáz, Kardoskút, regionális
2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10.
ll. 12.
A-. --------O-ázt1-a-jt-ák-------13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.
u.
szos üzemu kamrakemencék közül legelterjedtebb a vízszintes típusú (30-19. ábra). A kemencékben futo- és lepárlókamrák váltakoznak egymás mellett. A kemence tetején sínen mozgó kocsiról adagolónyílásokon keresztül juttatják be és egyengetik el a kamrákban az aprított, orölt szenet. A lepárlókamrákból kiinduló gázelvezeto csövek közös gyujtocsóbe torkollanak. A kemencét futo gázt és az égési levegot regenerátorkamrákban elomelegítik. A regenerátorkamrák rendszerint a lepárlókamrák alatt helyezkednek el. A lepárlókamrák
Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz, Földgáz,
Kardoskút, szénsavas Szandaszöllos Fedémes A telep Demjén-Fedémes keverék Szank, országos Szank, regionális Üllés AIgyo, kíséro Mezócsokonya Bajcsa Bázakerettye Babocsa, helyi
közötti futokamrákban Bunsen-rendszeru égokben égetik el a futogázt. A kb. 22 ... 24 óra hosszan tartó lepárlás végén sínen mozgó automatikus szerkezet nyitja ki a lepárIókamra ajtaját és tolja ki a kokszot a sínen mozgó kocsira. A koksz 900... 1100 oC homérsékleten, izzó állapotban kerül ki akamrából, ezért azt huteni kell. A vízpermetezéses hutésnél gazdaságosabb az ún. száraz hutés, amelynek során kamrákba helyezik az izzó kokszot, és szén-dioxid, valamint nitrogén átfúvatásával hutik. Elgázosítás. Az elgázosítás olyan gázgyártási el·
30-19. táblázat. Földgázfajták átlagos összetétele a világ híresebb lelobelyein
Magasabb Szén-
Lelohely
-
-- -----
'-0,05 0,6 0,4 0,8 0,3 00,2 ,1 ,3 15,1 0,1 2,2 1,1 0,3 15,5 1,0 0,5 4,4 0,9 0,4 14,0 5,2 0,5 6,8 3,8 3,3 1,3 0,4 0,1 7,0 0,7 0,3 0,5 3,1 1,2 0,6 0,2 2,7 3,0 5,1 0,8 12,5 1,2 1,4 0,9 7,4 32,0 3,3 98,0II 10,0 I Sebelinszko HassyR'Mel Sandusky, Ohio
---
Metán . Etán 83,S 69,5 98,S 71,S 94,0 93,0 79,6 67,0 91,2 89,9 99,5 81,85 I I I 97,9 ,
J
I
Propán I Bután
I
Heptán I
Kén-
~~~~t I dioxid I NitrogénI hidrogénI --I
Hélium
1151
GÁZTERMELÉS, GÁZGYÁRTÁS Gáz 30... 35 mJ
lakkoldószerek l1osós-fiszfílós Szo/venf naffa Oldószerek Szövetek vízmentesdés . Gumioldószerek
Festékipar IlIalos anyagok
Xi/ol
.. Foljékony Karburalós tuze/oanuagokJ M, oIoruzem ..
kaucsuk, gumi Zsír, olaJ il/dolaj Ruhanemu tisztítás festékanyagok
Benzol Toluol
Ammónia 0,3 kg
Kiizponfi futés [gyedi f/ífés ---------:7 Vasalvoszto Nogyo/vaszfo
Piridén
Oldás Denaturá/ás
Krezol
Fesfékek Sza/ici/iav
Antracén
fesfékanyag
Szurok
Tetofedo lakk Brikettezés
Sií~
Koksz 70... 80kg
r
Naftolin
Hidronaffa/in Festékek Börkonzervá/ás
I
30-18. ábra. A szénlepárlás (kigázosítás) termékei
30-19. ábra. Vízszintes kamrakemence lkitol6gép; 2 tisztítatlan gáz; 3 súntöltö
kocsí; 4 töltonyílás; 5 gázelvezetés; 6 pajzskocsí; 7 izz6koksz; 8 kokszoltókocsi; 10 füstjárat; Jllepárl6karnra; 12 fútókamrák
9 fútögáz-vezeték;
1152
GÁZELLÁTÁS 6
járás, amikor a szenet levego jelenlétében hevítik. Az elgázosítás végterméke az ún. generátorgáz a kis fütoértéku gázok közé tartozik (4605... 6280 kl/Nm3 ~ 1100... 1500 kcal/Nm3). A termelo egységben, a generátorban - leegyszerusítve - két folyamat megy végbe. A szenet szén-dioxiddá égetik el, majd szén-monoxiddá redukálják. A gyártás alapanyaga koksz, koszén vagy barnaszén. Generátorgázt ma már nem gyártanak.
m 30-20. ábra. Levegos földgázbonló 1 földgáz; 2 levego; 3 samott; 4 katalizátor; 5 reaktor; 6 forró Icvc:gö; 7 forró bontott gáz; 8 hocserélo; 9 huto; 10 bontott gáz
30.2.2. Szénhidrogénbontás A gáz- vagy folyékony halmazállapot ú szénhidrogének ho hatására szétbomlanak, a nagyobb molekulák kisebbek re hasadnak, krakkolódnak. A bontás intenzitása az alkalmazott homérséklet és az ido függvénye. A gázgyártáskor a szénhidrogének termikus bontásával nyert kis molekulasúlyú szénhidrogéneket oxidatív úton átalakítják. Az ún. oxidatív konverzió során a bontás végtermékei COn CO- és Hz-tartalmú gázkeverékké oxidálódnak. Oxidálóközegként levegot, vízgozt, esetenként a ketto kombinációját, ritkábban oxigént vagy oxigénnel dúsított levegot használnak. A szénhidrogénbontáshoz elonyös katalizátorok alkalmazása, amivel a bontás intenzitása no, a nemkívánatos mellékreakciók száma és a koromképzodés csökken. A bontás homérséklete általában 100... 150 oC-kal alacsonyabb lehet, mint katalizátor nélkül. Földgázbontás levegovel. A szénhidrogénbontás reakciójának sémája levego jelenlétében (a reakció exoterm):
n CnHm+2 Oz+2n Nz=n
m
CO+T
Hz+2n Nz. (30-65)
A levegos földgázbontó technológiája könnyen áttekintheto, üzeme rugalmas. A termékgáz önköltsége kicsi. Felfutés után az üzem folyamatos, mert Pa (kcal/Nm3) (kcalfNm3) (kcal/Nm3) az exoterm reakcióho elegendo hoveszteség pótRelatív suruség Futoérték, kJ/Nm3 Égési sebesség, Wobbe-sním, kJ/Nm3 Gáztúlnyomás acm/s fo- aelott, gyasztó méroje lására, a 750... 850 oC homérsékleten végbemeno katalitikus folyamat fenntartására. A levegos földgázbontó (30-20. ábra) fobb részei: a kataIizátort magában foglaló reaktor, a hohasznosító berendezés és a vizes gázhuto. A reaktor acéllemezzei borított, hoszigetelt, samottfalazatú hengeres test. A reaktorakna alsó részében vannak a futo-, a levego- és a földgázbevezeto nyílások. A fütonyílásokba épített elokeveréses fóldgázégokkel futik fel a reaktort induláskor az üzemi homér-
sékletre. Az akna alján samott-törmelék, felette tartószerkezeteken a katalizátorréteg helyezkedik el. A reaktorból távozó, kb. 700 oC homérsékletu bontott gáz energiatartalmának hasznosítása növeli a bontóüzem hatásfokát. Ezért vagy a bontáshoz szükséges levegot, esetleg a levego-földgáz keveréket melegítik elo hocserélo ben, vagy más hohasznosító berendezést (pl. vízgoztermelés) építenek be. A földgáz és az elomelegített levego a keverotéren keresztül lép be a reaktor aljába. A keverék átáramlik a katalizátorrétegen, miközben a bontási reakciók lejátszódnak. A homérséklet a földgázlevego arány változtatásával módosítható. Nagyobb levegoarány mellett a földgáz tökéletesen ég el, ekkor a homérséklet emelkedésévei a termékgáz szén-dioxid-tartalma is no. A reakcióhomérséklet a levegoarány csökkentése mellett kis mennyiségu vízgoz bevezetésévei is csökkentheto. A vízgoz alkalmazása elonyös a gázösszet~telre, és csökkenti a koromképzodés lehetoségét. A levegos földgázbontással termelt gáz átlagos összetételét a 30-21. táblázat tartalmazza. 30-20. táblázat. Néhány adat a városigáz-szabványból (MSZ 10984) Fontosabb jellemzok
490 ... 785 1528213 18422 ... 25121...32448 23865 816 15 910 588 ... t 275 17585 18003 ... 19259, 1-(6000 0,45 0,65 (3650 ..... .4 200) (3300 4... ... 600) 3800) 30... 55 (4400 ... 7750) 5700) (5000) Égésho, kJfNm3 20934 (v.o. (50 ... 80) (60 130) 0,55 ... 0,70 I (4 300 35 55mm)
I
Bcsoport
A csoport
I
GÁZTERMELÉS,
1153
GÁZGYÁRTÁS
30-21. táblázat. Leveglivel bontott f"öldgáz jellemzéSi 11
Levegos-
leJlemzök j
--
Levegos bontás
Szén-dioxid Metán 7637 Szén-monoxid 6799 3,8 0,2 40,5 38,3 46,0 0,2 2,2 16,3 2,6 0,633 3,2 Hidrogén 31,7 (1824) (1624) 14,8 (1715) (1542)
I vlzgozös
bontás
6456 7180 0,703 2 30-21. ábra. Szakaszos üzemu vízgózös földgázbontó 1 földgáz;
Vízgözös földgázbontás. A vízgozös szénhidrogénbontás reakciósémája (a reakció endoterm): CnHm+n H20=n
CO+ (n+ ;)
H2•
(30-66)
A bontáshoz szükséges homérséklet fenntartásához a bevezetett földgázt részben elégetik., Az égéstermékkel közvetlen (átvezetik a reaktorban elhelyezett katalizátorágyon) vagy közvetett (a csövekben elhelyezett katalizátor körül áramoItatják) úton melegítik a katalizátort. Közvetlen melegítés esetén az üzemmenet szakaszos (ciklikus), közvetettnél folyamatos. A folyamatos technológia elonye, hogya bonyolult átváltóberendezések, ill. szerelvények elmaradnak, így üzeme egyszerubb. Hátránya a költséges csorendszeres katalizátorelhelyezés és a nyersanyag (fóldgáz) minoségéveI kapcsolatos fokozottabb igény. A korszeru, nagy kapacitású vÍZgozös bontók között gyakoribbak a szakaszos üzemuek. A szakaszos üzemu vÍzgozös bontó fobb egységei: az elégetokamra, a reaktor, a hotároló, a hoértékesíto kazán, a kémény és a vizes gázhuto (30-21. ábra). A szakaszos üzem futési periódusában a fóldgázt nagy légfelesleggel égetik el az elégetokamrában. A nagy levegotöbblet azért szükséges, hogy az égéstermék a katalizátor nikkeltartalmát nikkel-oxiddá oxidálja és az esetlegesen lerakódó kormot leégesse. A reaktoron átáramló forró égéstermék felmelegíti a katalizátorréteget. A reaktor után kapcsolt hoértékesíto kazánban energiatartalmát részben leadva, kéményen keresztül a légkörbe távozik. A bontási periódusban a futés szünetel. A vízgoz 75 Az épülctgépészet
kézikönyve
2lcvego; 3 égetokamra; 4 reaktor; 5 goztároló; 6 tápvlz; zán; 8 kémény; 9 csappantyú; 10 huto; 11 bontott gáz
7 ka-
és a földgáz megfelelo arányban keverve (H20 f CH4= 1,6 m3fm3) a reaktorba áramlik, és a katalizátorágyban végbemegy a bontási folyamat. A bontott gáz a kazánon és a gázhuton keresztül a gáztartóba jut (a kémény zárva). A hoértékesíto kazánban termelt goz fedezi az üzem gozszükségletét. A kazánban eloállított nagynyomású telített gozt eloször a levegoventillátorokat meghajtó turbinában hasznosítják. A turbinából távozó gozt tárolóba vezetik és a bontási periódusban felhasználják. A konverziós gozszükségIet az összes gozmennyiségnek mintegy 60%-a. A vÍzgozös fóldgázbontó üzem a korszeru gázszolgáltatás igényeit kielégítoen rugalmas, teljesítménye gyakorlatilag 0 ... 100% között változtatható. 48 órás üzemszünet után 2 órás felfutéssel már teljes termelésre alkalmas. A termelt gáz átlagos összetétele a 30-22. táblázatban található. Benzinbontó eljárások. A benzin bontására alkalo mas technológiák a földgáz- és az olajbontó eljárások között helyezkednek el. A fóldgáz és a benzin közötti átmeneti jellegu nyersanyagnak fogható fel 30-22. táblázat. Vízglizzel bontott f"óldgáz jeUemzlii
I
leJlemzok
Gázösszetétel, tf.%
Szén-dioxid Oxigén Szén-monoxid Hidrogén Metán Nitrogén
Égéshó, kJfNms (kcalfNmS)
Futóérték, kJfNms (kcal/NmS)
Relatív suruség
Értékek
8,5 0,2 13,5 69,3 7,2 1,3 13 427 (3207) 11744 (2805) 0,364
1154
GÁZELLÁTÁS
a propán és a propán-bután. A bontási technológiát illetoen a propán-butánt gyakorlatilag a földgázhoz lehet számítani, azaz a földgázbontó technológiák a propán-bután bontásra is alkalmasak. Benzinbontás esetén az egyik lényeges különbség a földgázbontáshoz képest, hogy a bontóüzemhez gáztisztító berendezések is tartoznak (foként, ha a benzin magasabb forráspontú és telítetlen, valamint aromás vegyületeket tartalmaz). A naftalin, ill. a kátrányos vegyületek eltávoIításán kívül kéntelenítés is szükséges lehet. A benzin bontását megvalósító technológiák legtöbbje katalitikus eljárású. Pusztán termikus eljárásra legfeljebb a nehézbenzin ek bontása kor kerülhet sor. A katalizátorokkal szemben támasztott követelmények szigorúak. A hoállóság jelentosége is növekszik, mert a koromképzodés elkerülhetetlen, és ennek oxidatív eltávolítása idoszakos helyi túlmelegedést okoz. A benzinbontó eljárások egyértelmuen nem választhatók szét levegos és vízgozös bontásra. A levegos benzinbontás ugyanis lényegében levegosvÍZgozös bontás, a folyamat os üzemu vÍZgozös benzinbontókban pedig úgyszólván kivétel nélkül sor kerül levego adagolásra. A folyamatos és szakaszos benzinbontásra egyaránt alkalmassá tehetok az esetek többségében a földgázbontó technológiák. A benzinbontás járulékos berendezései: a tárolótartály, a szivattyúk, a vezetékrendszer, az elgozölögteto (esetleg lepárló), a porlasztó, az égo stb. A folyamatos üzemu benzinbontó eljárás a könynyubenzinhez alkalmazható. A benzin forráspontjának emelkedéséveI fokozatosan növekszik a koromképzodés veszélye. Akorom és a kén eltávolí;tására a bontást idonként meg kell szakítar:ti, és oxidáci6s szakaszokat kell beiktatni. A szakaszos üzemu benzinbontó eljárások közül hazánkban csak az olasz Cifuindus cég által kifejlesztett 88C eljárást alkalmazzák. Az eljárás egyúttal földgázbontásra is alkalmas. Az 88C benzin bontó futo- és bontóperiódusa egyaránt a reaktorban megy végbe (elégetokamrája külön nincsen). A reaktorban tuzálló acélrácson helyezkedik el a katalizátor. A futoszakaszban a reaktor tetején, beépített égoben égetik el a beporlasztott benzint. Az égéstermék a katalizátort a mintegy 800 oC bontási homérsékletre melegíti, majd a reaktor aljából hoértékesíto kazánon és kéményen keresztül a szabadba távozik. Ha a katalizátor a bontási homérsékletet elérte, az automatika a bontási periódusra vált áto A benzin-túlhevítettvÍZgoz keverék ugyancsak felülrol lefelé áramolva halad át a katalizátorrétegen. A bontott gáz eloször a bontáshoz használt goz túlhevítojén halad
keresztül, majd a hoértékesíto kazánba jut. Innen a permetezo huton át a gáztartóba vezetik (a kémény zárva). A futo- és bontószakaszok a katalizátorágy homérsékletétol függoen követik egymást. A termelt gáz égéshoje 14650 kl JNm3 ev 3500 kcaIJNm3), amely a desztillációs elopárlattal dúsÍtva 17580 kl JNm3-re (rv 4200 kcaIJNm3-re) növelheto. További dúsításra a propán-bután keverék használható. Olajbontó eljárások. Az olajbontó eljárásokkal, mivel ezek hazai alkalmazása nem várható, részleteiben nem foglalkozunk. Lényeges vonásuk, hogy mind szakaszos üzemuek, mert az elkerülhetetlen koromképzodés miatt, annak eltávolítására futoszakaszokat kell közbeiktatni. Úgyszintén általános érvényu, hogyabontáshoz vízgozt kell felhasználni. Az eljárás a vízgozös földgázbontáshoz hasonló.
30.2.3. Propán-butáll
gáz
Olyan területeken, ahol nincs vezetékes gázellátás, a lakások, a kommunális és ipari létesítmények hoigényét palackban vagy tartályban forgalomba hozott cseppfolyósított gázzal: propán-butánnal, röviden PB gázzal lehet ellátni. Általában kétféle PB gáz ellátási mód különböztetheto meg: - ellátás egy vagy több palackról, - központi ellátás elpárologtatón keresztül. A palackos PB gáz ellátó rendszerben a fogyasztókészülékek megfelelo nagyságú PB palackról (palackokról) nyomáscsökkenton keresztül kapják a gázt. Általában minden egyes fogyasztókészülékhez külön .palackot használnak. Ilyen esetben a palackot és a készüléket gumitömlovel kötik össze. Amennyiben egy palackról több fogyasztókészüléket kell ellátni, külön acélcsobol fogyasztóvezetéket kell készíteni. Központi PB gáz ellátó rendszer készítheto kisebb települések (kb. 200 ... 1000 lakásos lakótelepek, városközpontok, községek) vagy ipari létesítmények részére. A gázellátó rendszer a PB gáz tartályból (vagy palackokból), elpárologtatóból~ az elosztó és a fogyasztói vezetékrendszerekbol áll. Központi PB gáz ellátó berendezésekben vagy az ipari fogyasztóknál a cseppfolyós gáz tárolására helyszínen rögzített, nagy befogadóképességu (kb. 1...10 tos tartályokat vagy szállításra is alkalmas kisebb befogadóképességu ún. szállítóhordókat használnak. A szállítóhordók 100, 200, 300 kg
GÁZTERMELÉS,
".:---:-;,",--
:Y::r":L-f
;
:', " ~'.:::
o:'. :.• o"
7
8 2
3 30-22. ábra. Elpárologtatóberendezés
elvi vázlata
J palack; 2 elpárologtató; 3 elpárologtatócso;
4 hokozlo folyadck; 5 szabályozó; 6 gázkilcpCs; 7 termosztát; 8 hömcrséklet-érzékelö
cseppfolyós gáz befogadására alkalmas nagyságban készülnek. A PB gázt a kisfogyasztók (elsosorban háztartá-
1155
GÁZGYÁRTÁS
sok és kommunális intézmények) részére könnyen szállítható alumínium vagy acélpalackokban hoz zák forgalomba. A palackok négyféle nagyságban, 5, ll, 22 és 33 kg cseppfolyós gáz befogadására készülnek, 13, 26, 52 és 79 1belso térfogattal. A palackokat hosugárzás ellen ezüstfehérre festik, s tartalmuk jelölésére körbefutó piros csíkkal látják el. Tartozékuk a tölto-üríto szelep és aszelepvédo sapka. Nagy PB fogyasztás esetén a palackból (vagy tartályból) a gázt cseppfolyós halmazállapotban kell elvenni, s az elpárolgáshoz szükséges homennyiséget az ún. elpárologtatóban kell közölni. Ezzel a megoldással tetszoleges nagyságú fogyasztás esetén is fenntartható a gáz állandó összetétele. Az elpárologtató lényegében nyomás nélküli, állóhengeres, hoszigeteléssel ellátott acéltartály , amelyben hoközlo folyadékkal körülvett spirális csokígyó van (30-22. ábra). A folyadékot (víz, olaj vagy más folyadék) az acéltartály alján elhelyezett futoberendezés tartja melegen. A hoközlo folyadék által melegített csokígyóban a ho hatására a cseppfolyós halmazállapotú PB gázhalmazállapotú lesz, s kb. 30...40 oC homérsékleten lép ki az elpárologtatóból. ügyelni kell arra, hogy a gáz homérséklete a 40 OC-ot ne haladja meg.
30.3. Gáztárolás A gázfogyasztás változásai. A klasszikus városigáz-gyártó eljárások - különösen a szénlepárlás technológiája folyamatos üzemu. A közel egyenletes termelés eredményezi a legjobb hatásfokú gyártást. A föld gáz kitermelésekor is elonyösebb a kutak egyenletes terhelése, mert változó intenzitás ú termelés esetén - a földgázmezoben a víz-gáz határ elonyomulása egyenetlen, és a föld gáz egy része a tárolókozetben maradhat; - a csúcsfogyasztás csak a kútszám növelésével elégítheto ki; - nagyobb kapacitás ú gázelokészíto, ill. gázszállító berendezések re van szükség. A termelés tetszoleges idofüggvény szerinti kialakítása egyedül akorszeru szénhidrogénbontókban valósítható meg. A gázfogyasztás ~óránkénti értékei nagyon eltérok, mert sok tényezotol függnek. Az idojárás (levego-homérséklet, szélviszonyok, napsugárzás sth.) pl megszabja az energiafogyasztás id{lbeli alakulását. A környezeti levego homérséklete és a gázfo75'
gyasztás fordítottan arányos, függvénykapcsolatuk a hazai vizsgálatok szerint egyenessei közelítheto (30-23. ábra). A napi viszonyokat célszeru a 30-24. ábrán megadott módon ábrázolni. Az ordinátával párhuzamos egyenes azt fejezi ki, hogy a gázfogyasztás egy része független a napi átlaghomérséklettol, míg további része homérsékletfüggo.
~
o
5
ro
~
Havi aflaghOmérséklef,
~
oc
30-23. ábra. A havi gázfogyasztás és a külso homérse1det összefüggése
1156
GÁZELLÁTÁS
);
30-23. táblázat. Különbözo fogyasztói kategóriák csúcsfogyasztása az éves gázfogyasztáshoz (Va) viszonyítva
x=óll.
Csúcsfogyasztás Fogyasztó
-~ ~ 300 r
JO
.~ 290
20
~
10
~ 280 -ti "- 270
' 30 13-135-1'-- Háztartási ,- 3030 , I
0,1 0,22 0,11VaVa
téli napi
0,22VaVa 0,1 Va 0,11
o
Futési Kommunális -10 '----"0,4. 0,6 0,8 ""O U M 1,6 Vórosigózfogyosdós,10G m3/nop
~
<:
30-24. ábra.
A napi gázfogyasztás összefüggése
és az átlaghomérséklet
A gázfogyasztás évszakok szerinti vizsgálata azt mutatja, hogy pl. Budapesten a csohálózaton télen átlagosan a nyári gáztérfogat többszörösét kell szállítani. A gázellátó rendszernek természetesen a fogyasztási csúcsokat is ki kell elégitenie. A 30-25. ábrán néhány téli-nyári vasárnap fogyasztási görbéje látható. A 30-23. táblázat néhány tájékoztató adatot tartalmaz az egyes fogyasztói kategóriák csúcsfogyasztására és az éves gázfogyasztásra vonatkozóan. A fogyasztók fajtája és jellege is hatással van a fogyasztás alakulására. Az ipari fogyasztók terhelése túlnyomórészt állandó, de legalábbis elore meghatározható, mert az a technológia függvénye. A háztartási és a kommunális fogyasztók terhelése elore nem látható, véletlenszeru hatások folytán alakul, amelyek összegezodését a valószínuségszámítás segítségévellehet vizsgálni.
I~ ~ - Yvosórnop ~4gó6
103m3Jh 140~ 150r 130
-7,5·C ~O mJ
f20 110
100
90 80 70 60
50
40~/JP 30 ~"''q ,p"-o.d ".. 20 ". II ./ p,l 10
téli havi
"\;.-,r.;:€:""
o L....-'--'--'-......1... o 2 ~
30-25. ábra.
ff
Nyári
__
n
8 10 12 14 15 18 20 22 24
és téli vasárnapok óránkénti változása
gázfogyasztásának
A gázfogyasztás és gáztermelés. A termelés tech· nológiailag megkívánt egyenletessége és a fogyasztás hullámzása feltétlenül zavarokat idézne elo a gázszolgáltatásban, ha különbözo módszerekkel nem gondoskodnánk a kiküszöbölésükrol. Lehetoségek az összhang megteremtésére: - a fogyasztás egyenletesebbé tétele; - a terhelés alkalmazkodása a fogyasztás változásaihoz; - a tárolás. A fogyasztás kiegyenIítésének módszerei: - tarifadifferenciálás (a csúcsfogyasztási idore magasabb díjszabást állapítanak meg, hogy a fogyasztók maguk kezdeményezzék ez idoben más energiahordozó alkalmazását); - az üzemi menetrend (a nagyipari fogyasztók üzemét olyan idopontra ütemezik, amikor más fogyasztó-fajtáknál a gázfogyasztás mélyponton van); - váltott (alternatív) tüzelésre berendezett nagyfogyasztó üzemek (a gázfogyasztás csúcsidoszakaiban, pl. a téli hónapokban a nagyipari üzemek tartalék berendezésekben gáz helyett szén- vagy olajtüzeléssel fedezik hoszükségletüket). A termelés és fogyasztás közötti összhang megvalósítására a termelés oldaláról is be lehet avatkozni. Így pl.: - kamragázgyártás esetén a kigázosítást magasabb homérsékleten végzik, így a folyamat ideje rövidítheto. A kemencék kapacitása ezáltal bizonyos határig (1O... 15%-kal) növelheto, mert az egyes kamrák 24 óra helyett már 20 ... 22 óra eltelte után ürithetok; - csúcsidoszakokban különbözo gáztermelo egységeket kapcsolnak be az egyenletesen termelo kamragázgyártás mellett (régebben erre a célra generátorgáz-, ill. vízgázgyártó berendezéseket használtak, ma már szinte kizárólag csak fóldgázbontókat);
GÁZTÁROLÁS
- a hirtelen kiugró csúcsterheléseket tárolt földgáz vagy propán-bután gáz felhasználásával egyenIítik ki; - kooperációs távvezeték hálózat építésével, amely a gáznyomás növelésével tárolóként is alkalmazható. Gáztárolás. A tárolás energiagazdálkodási és gaz· dasági elonyei: - a pillanatnyi tényleges szükségletnek megfelelo teljesítmény szolgáltatása az energiafogyasztók részére; . - a teljesítményhiánnyal járó esetleges károk kiküszöbölése; - abeépítendo termelokapacitás csökkentése (beruházás megtakarítás); - a termelo- és elosztó berendezések átlagos kihasználásának javítása (üzemviteli megtakarítás); - a természeti energiaforrások rendelkezésre álló teljesítoképességének kihasználatlanságából eredo energiaveszteségek kiküszöbölése. A tárolás viszont költségekkel jár. A tárolandó mennyiség gazdaságossági elemzés végeredményeként adódik, a helyi viszonyok és a termelési csúcsok alakulásától függoen.
30.3.1. Gáztartók A gáztartókat építésük és a tárolt gáz nyomása szerint csoportosítjuk. Építésük szerint - természetes és - mesterséges, a tárolt gáz nyomása szerint - kisnyomású és - nagynyomású gáztartók vannak. Akisnyomású gáztartók vizes vagy száraz rendszernek, a nagynyomásúak kizárólag száraz gáztartók. Kisnyomású vizes gáztartó. A gáztartók legrégibb típusa, 1000... 300 000 m3 közötti ÜTtartalommal építik. A kisebb urtartalmú gáztartó lényegében vÍzmedencébe helyezett, nyílásával lefelé fordított harang, amelyet a bevezetett gáz nyomása emel egyre magasabbra. A nagyobb urtartalmú gáztartókat ún. teleszkópos rendszerrel építik (30-26. ábra). A teleszkópos gáztartó fobb részei: a vasbetonból vagy téglából épített, kör keresztmetszetu vízmedence, a megtámasztó vasszerkezet sínein görgokkel vezetett hengerek, az ún. teleszkópok, amelyeket vÍZzár kapcsol össze, valamint a legfelül elhelyezkedo harang. A töltés során a harang, amenynyiben már gázzal megtelt, a vele összekapcsolt legbelso teleszkópot maga után húzza, majd sorra a
llS7
30-26. ábra. Teleszkópos vizes gáztartó 1 vasszerkezet; 2 görgovezeték; .3harang; 4 vizzár; 5 1. teleszkóp; 6 2. teleszkóp; 7 viz; 8 hetonmedence
többit is. A vízmedencéhez kapcsolódnak a vizet és a gázt bevezeto, ill. elvezeto csovezetékek. A tárolt gáz nyomása aszerint változik, hogy a vÍzmedencébol hány teleszkópot emelt ki, azaz a nyomás az illeto gáztartó alkatrészeinek súlyától függ. Kisnyomású száraz gáztartó. A kisnyomású száraz gáztartókat általában 100 000 m3 nagyságrendben építik. Lényegében alul zárt henger, amelyben dugattyú mozog. A bevezetett gáz a dugattyút felemeli (30-27. ábra). A tárolt gáz nyomását tehát a dugattyú súlya szabja meg. Legkényesebb része a dugattyú és a henger falának légmentes tömítése, 7
6
5
2 J
1
30-:
~••-~ K:snyomású száraz gáztartó
1 olajllYl\ito; 2olaj\ ék;.3 tömítés; 4 fedél; 5 olajtartály; 6, 7 szellozteto; 8 mozgatha.~ létra; 91efúvató; 10 gázhevezetés; II gáz
GÁZELLÁTÁS
1158
amelyet rendszerint acélszalag vagy gumilemez tömítésseI és olaj vagy kátrány zárófolyadékkal oldanak meg. A tömítoszalagot emelokar végén elhelyezett ellensúly szorítja a falhoz. Nagynyomású száraz gáztartó. A nagynyomású száraz gáztartó henger vagy gömb alakú. Építése általában 10 000 m3 urtartalomig gazdaságos, a tárolt gáz nyomása 5... 10 bar (,,-5 ... 10 att). FeltöItéhez kompresszor vagy nagynyomású gáz szükséges. Hazánkban több helyen építettek 5 bar (~5 att) túlnyomású gömb gáztartót (30-28. ábra). Föld alatti gáztárolók. A gázellátás nagyarányú fejlodése az eddigieknél lényegesen nagyobb befogadóképességu gáztartók létesítését tette szükségessé. A hosszabb ideju, nagy mennyiségu gáztárolásra célszeru módok: - a geológiailag alkalmas földrétegekben vagy nagy üregekben való tárolás; - a gáz cseppfolyósítása után nyomásmentes tartályokban vagy a cseppfolyósított gáz elnyeletése (abszorbeálása) útján megvalósított tárolás; - a szénhidrogének szilárd halmazállapot ú tárolása hidrátok formájában. Legelonyösebb a föld alatti tárolás, amellyel nagy gázmennyiségek olcsón tárolhatók. A föld alatti gáztároláshoz a kimerült földgázrétegek felhasználhatók, de alkalmasak az olyan homokos kozetrétegek is, amelyek fölött gázt át nem ereszto boltozat helyezkedik el, és porozitásuk kb. 30... 35%. A gáz elilIanását alulról vízzel telített kavics- vagy homokréteg akadályozza meg (30-29. ábra). Az ilyen gáztartók létesítési költsége az épített gáztartókéhoz viszonyítva rendkívül csekély, a tárolt gáz 1 m3-re eso beruházási költség az épített gáz-
30-29. ábra. Föld alatti gáztárolö 1 távvezeték; 2 kompresszorállomás; 3 kút; 4 gázzáró réteg; 5 gáztartó • porózus réteg
tartókéhoz képest negyvened-hatvanad rész, és az üzem költség csak a kompresszorokból adódik. Ez a költség is csökkentheto, ha a kis fogyasztású idoszakokban közvetlenül a nagynyomású távvezetékrol töltik. Cseppfolyósított földgáz tárolása. Általában a 20 napnál rövidebb idoközönként várható csúcsfogyasztások kielégítését az utóbbi idoben úgy oldják meg, hogya gázt a felszínen vagy közvetlenül a felszín alatt elhelyezett tartályokban cseppfolyósítva tárolják. A cseppfolyós állapothoz atmoszferikus nyomáson -161°C-ra kell a földgázt lehuteni. A termék vízfehér folyadék, amelynek minden köbmétere kereken 600 Nm3 földgázt tartalmaz. A cseppfolyósító berendezések hármas feladata: a cseppfolyósítás, a tárolás és hidegen tartás, az elgázosítás. A földgáz cseppfolyósítására többféle eljárást dolgoztak ki. A 30-30. ábrán az egyik megoldás elvi vázlata látható. Az 1 bereqdezéssel a gáz CO2és H2S-tartalmát, a 2-vel a víztartalmát távolítják el. Azután a gázt három fokozatban hutik: a 3 hutoben propánnal mintegy -40 oC-ra, majd a 4-ben etilénnel mintegy -100 oC-ra, végül az 5-ben metánnal mintegy -161°C-ra. A propán az elso fokozatban lehuti a földgázt és kondenzálja a második fokozat hutofolyadékát, az etilént. Az etilén TtÍrolók
goze Cseppfolyósító
~
larolokhoz
30-28. ábra. Gömbgáztartö 1 tartály; 2 láb; 3 gázbevezetés; 4 gázelvezetés; 5 kompenzátor; 6 kileve.. göztetö; 7 vízleereszto csonk; 8 búvónyílás; 9 nyomásméro; 10 jelzo; II próbacsap; 12 nyomásíró; 13 biztonsági lefúvató; 14 elzárócsap; 15 lefúvatócso; 16 szúro; 17 biztonsági gyorszár; 18 nyomásszabályozó; 19 visszacsapószelep ; 20 méro perem
30-30. ábra. Földgáz-cseppfolyösítö
elvi vázlata
GÁZTÁROLÁS
részben tovább huti a földgázt, részben lehuti a harmadik fokozat hutoközegét, a metánt. 1000 m3 földgáz cseppfolyósításának teljesítményszükséglete 12... 25 kW. A kétfalú fémtartáiyban, a fagyasztott talajban levo üregtárolóban vagy a föld alatti különleges
1159
betontartályban tárolt cseppfolyós földgáz elgázosításakor a folyadékot szivattyúkkal szívják ki a tárolóból, és vízzel melegített csokígyókon át nyomják a gázelosztó vezetékhálózatba. A vizet gáztüzeléssei melegítik, esetenként úgy, hogy az égésterméket közvetlenül a vízbe vezetik.
30.4. Gázok szállítása, elosztása 30.4.1. Gázok szállítása Gázszolgáltatási alapfogalmak. Gázfogyasztás. A gázfogyasztó készülékben két megadott idopont között eltüzelt gáz térfogata, üzemi, fizikai normál-, ill. gáztechnikai normáltérfogatban egyaránt megadható. Hofogyasztás. Az azonos állapotjelzokre vonatkoztatott gázfogyasztás és futoérték szorzata. Gázterhelés (térfogatáram). A gázfogyasztó készülékben idoegység alatt eltüzelt gáz térfogata. A gázfogyasztó készülék névleges gázterhelését az összehasonlíthatóság kedvéért valamelyik normálállapotra adják meg, az ugyanazon normálállapotra vonatkozó futoérték egyideju megadásával. Hoterhelés. Az azonos állapotjelzokre vonatkoztatott gázterhelés és futoérték szorzata, a gázfogyasztó készülék névleges hoterhelése a legfontosabb alapadata. A gázvezeték terhelése. A vezetékben a megengedett nyomásesés mellett a gáz térfogatárama. Kihasználási óraszám. A gázüzemu berendezés tényleges évi gázfogyasztásának és névleges gázterhelésének hányadosa azonos állapot jelzok esetén. A gázvezeték szállító képessége. A gázvezeték terhelése és az ido szorzata, többnyire az évi szállítóképességet adják meg. A gázvezeték terhelési tényezoje. Valamely gázvezetéken az évente ténylegesen szállított gáztérfogat és a gázvezeték évi szállítóképességének hányadosa, azonos a kihasználási óraszám és az évi üzemórák hányadosával. Egyidejuségi tényezo. A gázvezeték-szakaszra kapcsolt fogyasztók várható, valószínu, egy idoben fellépo gázterhelése és a fogyasztók összegezett névleges gázterheléseinek hányadosa. Hoteljesítmény. A gázfogyasztó készülék hoterhelésének éshatásfokának szorzata. A gázvezetékek csoportosítása. A gázvezetékeket a szállított gáz üzemi túlnyomása, a vezeték rendeltetése, elhelyezése és egyéb szempontok szerint cso-
portosítjuk. A különbözo nyomásfokozatú vezetékekre más-más hatóságok eloírásai érvényesek, a rendeltetés szerint pedig a létesítéssei és üzemeltetéssei, valamint a tulajdonjogokkal és biztonsági feltételek betartásával kapcsolatosan eltérok az eloírások. Nyomás szerinti csoportosítás. A kisnyomású vezeték üzemi túlnyomása kisebb, mint 50 mbar ( '" 500 v.o.mm). A középnyomású vezetékben az üzemi túlnyomás 50 mbar és 3 bar (-·,,500 v.o.mm és 3 att) közötti. A nagyközépnyomás határai 3... 6 bar (",3 ... 6 att) és végül a nagynyomású vezetékben az üzemi túlnyomás 6 bar-nál ('" 6 attnál) nagyobb. Rendeltetés szerinti csoportosítás. A gázvezetékhálózat egyes vezetékeinek a rendeltetésük szerint különféle elnevezései használatosak. A távvezeték a gázt a termelési helyrol a gázzal ellátandó helyiségig szállítja. Az elosztóhálózat több, esetleg különbözo nyomású vezetékszakaszból álló, elágazásokkal ellátott gázvezeték-rendszer, amely zárt gázellátási közterületen osztja szét a gázt a fogyasztók között. Az elosztóhálózatról ágaznak le az egyes létesítményeket, épületeket ellátó gázvezetékek. Az utcai elosztóhálózat leágazási pontjától a gázfogyasztó készülékig terjedo vezetékszakaszt két fobb egységre bontják, a csatlakozó- és a fogyasztói vezetékre. A fogyasztói vezeték a gázméro (vagy gázfocsap) és a gázfogyasztó készülék kötése közötti vezeték. A csatlakozóvezeték a gázszolgáltató által üzemben tartott vezetékszakasz, amely az elosztóhálózattói a gázméroig, ill. méro hiányában a gázfocsapig terjed (30-31. ábra). A csatlakozóvezeték több önálló elnevezésu szakaszát különböztetjük meg. A bekötovezeték a csatlakozóvezeték közterületi része, az elosztóhálózattói a telekhatárig, ill. közterületi beépítés esetén az épületbe belépésig terjedo vezetékszakasz. Az alapvezeték a csatlakozóvezeték telekhatáron belüli, ill. közterületi beépítés esetén az épületen belüli legalsó szinti, általában vízszintes szakasza.
1160
GÁZELLÁTÁS
30-31. ábra. Csatlakoz6vezeték-rendszer J beköt6vezeték; 2 biztonsági vízzár; 3 vizgyíljt6; 4 földi alapvezeték; 5 pincei alapvezeték; 6 baloldali elhúzás a gázméróhöz; 7 felszáIl6,,'czcté· kek; 8 elhúzás a födém alatt
Földbe fektetett, pincei, szereloszinti vagy földszinti alapvezetékeket különböztetünk meg. A fe1szállóvezeték az alapvezetéket az épület többi szintjével összeköto függoleges vezeték, a méroig terjed. Elhelyezés és egyéb szempontok
szerinti csoportosí-
tás. Anélkül, hogy valamennyi vezeték elnevezését ismertetnénk, néhány példát sorolunk fel. A gázvezeték lehet földbe fektetett vagy szabad vezeték, épületen belüli vagy épületen kívüli gázvezeték ; az épületben szabadon szerelt vagy horonyba fektetett; az elosztóhálózatban sugaras vagy körvezeték stb. A gázellátó-rendszer fogalma. A gázelIátó-rendszer feladata, hogy a városokat, településeket stb. gázzal lássa el. Ebben az értelmezésben a termelo· egység, a gázelosztó vezetékrendszer és a gázfo-
gyasztó készülékek egyaránt a gázellátó-rendszer tartozékai. A városi gázelIátó-rendszerben (30-32. ábra) a gáztermelo helyrol a gázt kompresszorokkal szál· lítják a városba a nyomócsohálózaton keresztül. A nyomócsohálózathoz gáztartók kapcsolódnak, és a végpontjain nyomásszabályozók helyezkednek el. A gáztartók a termelés és fogyasztás kiegyenlítésére valók, ezért legcélszerubb azokat a gáztermelo egység közelében elhelyezni. A kompresszorokban a szá1lítandó gáz nyomását a nyomócsó'hálózatban uralkodó nyomás szabja meg. A gáztartó telepek egy részén a város külso területeinek gázellátását biztosÍtó nyomásfokozó kompresszorok is muködnek. A nyomásszabályozók választják el a nyomócso-
1161
GÁZTÁROLÁS Elosdóhólózot Terme/p üzem
1
Közterület
2
J
'1
8
10 ••
30·32. ábra. Gázellátó-rendszer 1 foldgázbontó;
2 üzemi gáztartály; 3 kokszoló; 4 kompresszor; 5 nyomócsohálózat; 6 nyomásszabályozó; 9 fogyasztóvezeték ; 10 csatlakozóvezeték
hálózatot akisnyomású elosztóhálózattói, amelyen keresztül a gáz a fogyasztókészülékekbe jut. A városi gázos gázellátó-rendszerben a termelohelyrol általában max. 0,5 bar (5000 v.o.mm) túlnyomású nyomócsohálózaton szállítják a gázt a fogyasztási körzetbe, ahol a jelenlegi gyakorlat szerint 30... 350 mbar ("'-'300.. .3500 v.o.mm) közötti üzemnyomású hálózatról töltik a gáztartókat és táplálják a körzeti nyomásszabályozókat. A fogyasztókat 5... 15 mbar ("'-'50... 150 v.o.mm) nyomású elosztóhálózatróllátják el. Földgáz esetén 40 ... 60 bar ("'-'40... 60 att) nyomású távvezeték a 6 bar ("'-'6 att) ún. nagyközépnyomású ágvezeték-rendszerhez kapcsolódik, a kisnyomású elosztóhálózat üzemi túlnyomása 25 ... 40 mbar ("'-'250.. .400 v.o.mm). A földgáz szállítása. Az esetek többségében a fóldgázt nem az elofordulás helyén, hanem attól gyakran néhány száz kilométeres vagy még nagyobb távolságban levo fogyasztóhelyeken hasznosítják. Nagy mennyiségu földgázt folyamatosan távvezetéken szállítanak. Ez acélból készült, hegesztett csovezeték. A gázt a tisztítási muveletek után saját nyomásával vagy kompresszorral táplálják a vezetékbe, és nagyobb szállítási távolságok esetén nyomásfokozó kompresszorállomások közbeiktatásá-
7 városigáz-tartó;
8 kompresszor;
val tartják fenn a vezeték teljes hosszában a kello nyomást. Alkalmazták azt a megoldást is, hogy a távvezetéket váltakozva használták koolaj és földgáz szállítására. Ilyenkor az olaj és a gáz érintkezési helyén ún. csogörényeket helyeztek a csovezetékbe. A csogörény a gáz nyomásával mozgatott mechanikus tisztítóberendezés, amely az olajat a földgáztói elválasztja, és a csofalTól a lerakódásokat eltávolítja. Ezzel a módszerrel üzemelt a zalai olajmezoket Budapesttel összeköto távvezeték. A fóldgázt szállítják cseppfolyósított állapotban is, kisebb mennyiségben acélpalackokban, esetleg speciális vasúti kocsikban. Nagyobb mennyiségben vízi úton, tankhajókban. Gázelosztó hálózat szállítóképességének
növelése.
A csohálózat szállító képességének növelésére a következo megoldások jöhetnek szóba: - kis átméroju vezeték nagyobbra cserélése; - párhuzamos vezetékek elhelyezése; - az üzemnyomás növelése; - a gáz égéshojének növelése; - a hálózat több helyen való táplálása; - a középnyomású hálózat kiterjesztése, új nyomásszabályozók létesítése.
1162
GÁZELLÁTÁS
Vezetékesere. Eza megoldási mód általánosan elterjedt. Költséges volta miatt csak ott érdemes alkalmazni, ahol az átméro növelésén kívül a csövek állapota, életkora is már indokolttá teszi a cserét. Hegesztett acélvezeték építésével a csere során egyben megteremthetok az égésho növelésének feltételei, a vezeték száraz fóldgáz szállítására is alkalmassá válik. Párhuzamos vezetékek fektetése. Csak akkor alkalmazható, ha az érintett utcában, közterületen még elegendo hely áll rendelkezésre. Városi közterületen ez általában csak nagy megkötöttségekkel valósulhat meg, és az elérheto kapacitásnövekedés mértéke rendszerint nem elégíti ki az igényeket. Az üzemi nyomás növelése. Világszerte foglalkoznak a hálózati nyomás fokozásával. Távvezetékek esetében jelenleg a kompresszorok teljesítménye, a vezetékanyag és a szerelvények, muszerek igénybevétele 60 bar (,,-,60 att)-ban szabja meg az alkalmazható nyomás felso határát. Városon belül a készülékek, ill. a házakban felszerelendo nyomásszabályozók elhelyezésének lehetosége, valamint a csovezeték tömítéseinek tömörsége az irányadó szempont. A jelenlegi biztonsági vizzárak helyett pl. az épületbe való bekötés elott mindenütt biztonságosan záró szerkezeteket kellene felszerelni. A vezeték gázszállítását meghatározza a Pbe betáplálási nyomás (a nyomásszabályozó kilépési nyomása) és az a minimális Ph hálózati nyomás, amely feltétlenül szükséges a készülékek üzemben tartásához. Az égésho növelése. A szállítóképesség növelésének e módjában a szolgáltatott gázhoz nagy égéshoju gázt (legtöbbször földgázt) kevernek, s ezáltal no meg a csó'hálózat kapacitása. Az égésho növelésének határt szab a meglevo készülékek égokonstrukciója, ill. az átalakítás költsége és munkaigénye. Az égésnövelés mértékének és megoldásának során elvileg négy eset különböztetheto meg: - nem kell a készülék - és égokonstrukción, sem a csohálózaton változtatni; - minimális mértéku változtatásra van szükség a készülékeken: fúvókacserére, fojtásra, beszabályozásra, és a hálózaton sem kell lényeges változtatásokat eszközölni; - az égoket kell kicserélni, és a vezetékeken nagyobbmérvu változtatásokra van szükség (vízzárak stb.); - végso határesetben az égéshonövelés földgázra való átállást jelent. Ekkor ún. univerzális égokre és a csohálózat tömítéseinek kiszáradása elleni hatásos kezelésre van szükség. A hálózat táplálása több ponton. A hálózat több helyen való betáplálása elsosorban távvezetéki el-
látás esetén jöhet számításba. A többlet-gázmenynyiséget adó újabb betáplálási pont meghatározása csak pontos hálózatvizsgálat alapján végezheto, foleg a nagynyomású vezeték és az ellátandó terület adottságai tóI függ. A középnyomású hálózat kiterjesztése. A kisnyomású hálózatra megfeleloen telepített középnyomású hálózat nyomásszabályozókkal biztosítja a szükséges gázmennyiségeket és a kielégíto nyomásviszonyokat. A középnyomású hálózat kiépítése és a nyomásszabályozók helyes telepítése jelentosen növeli a kisnyomású hálózat szállítókapacitását. Adott I hosszúságú vezetéken, amelyen V gáztérfogatáram halad át - közbenso elvétel nélkül a nyomásesés LJp=C1V2.
Amennyiben közbenso elvétel is van, akkor csökken a nyomásesés és növekszik a szállítókapacitás. A vezeték menti folyamatos elvétel esetében, ha ez az átáramló térfogattallineárisan függ össze:
a vezeték szálIítókapacitása Vo=v}"3
(30-33. ábra). Városi gázelosztó hálózatok vezetékeibol a suru leágazások miatt az elvétel általában folyamatosnak tekintheto. A kisnyomású hálózat kapacitása növekszik a középnyomású hálózat és a nyomásszabályozók telepítésének hatására. Ha egy kisnyomású vezeték eredeti szállítóképessége folyamatos gázelvétel esetén VO= 100%, a vezetéket mindkét. végén táplálva a vezeték szállítókapacitása 2Y2Vora növekszik (30-34. ábra).
(V'D-----, xo
Ph
t p
o
x-
f
30-33. ábra. Egy betápIáIási pont: a vezeték elején
GÁZTÁROLÁS
1163
x ---
xPbe
t p
Ph
P
!
o
o
x ---
..!.., 5
1., 1., 5 5 X_
l.., 5
!
30-34. ábra. Két betápIálási pont: a vezeték elején és végén
30-36. ábra. Három betápláIási pont: a vezeték elt:jén, valamint 215 és 415 távolságban
Vegyük most második betáplási helyként a vezeték hosszának 2f3-át úgy, hogy az elején y3Vo és 2/31 távolságban 2y3Vo mennyiséget táplálunk be, akkor a vezeték eredeti szállítókapacitása 3y3Vo-ra növekszik (30-35. ábra). Amennyiben a vezetéken három ponton, az elején és célszeruen a 2/51 és 4/51 távolságban táplálunk be gázt, akkor a szállítókapacitás 5Y5Vo-ra növekszik (30-36. ábra). A közölt összefüggések és adatok csak folytonos elvételre érvényesek.
30.4.2. Gázfogadó és nyomásszabályozó állomások
t
VO
V
x-
f
t p
o
X_
I
30-35. ábra. Két betáplálási pont: a vezeték elején és a hossz 2/3-ában
A nyomásszabályozó állomás magában foglalja a nyomásszabályozót, a járulékos szerelvényeket és tartozékokat, valamint az elhelyezésükhöz szükséges szerkezeteket, esetenként építményt. A nyomásszabályozó állomásokat részben a vezetéken érkezo gáz nyomásfokozata, részben elhelyezésük szerint csoportosítjuk. Megkülönböztetünk nagy-, nagyközép-, közép- és kisnyomású, ill. gázfogadó, körzeti, ipari nyomásszabályozó állomásokat. A gázfogadó állomás, amely rendszerint a városon (településen) kívül helyezkedik el, egész város (vagy városrész) gá:zszükségletét elégíti ki. A városon belül telepítik az egyes gázellátási körzeteket ellátó körzeti nyomásszabályozó állomásokat, ill. ipartelepeken az ipari nyomásszabályozókat. Gázfogadó állomások. Telepítésükkor a szükséges védotávolságokat be kell tartani, és figyelembe kell venni a környezo épületek, létesítmények tuzállósági fokozatát. Nagynyomású fogadóállomást az utak szegélyétollO m, vasúti vágányoktói 16 m távolságra lehet elhelyezni. Nagyközép- és középnyomású fogadóállomások az útszegély kövétol, az útárok vagy úttöltés belso padkájától 1,5 m, a vasút vagy villamosvasút urszelvényétol 2,0 m, föld alatti víz-, csatorna- és melegvíz-vezetéktol vagy föld alatti kábeltol 0,5 m távolságban helyezhetok el.
1164
GÁZELLÁTÁS
Fogadóállomás közvetlenül az üzem mellé, az üzem tetoszintjére vagy a falsík mellett állványzatra is elhelyezheto, ha 3 m-en belül nyílászáró nincs, és az épület 1., II. vagy Ill. tuzállósági fokozatú, nem robbanásveszélyes (D és E tuzveszélyességi osztályú). Az A, B és C tuzveszélyességi osztályú létesítmények mellé csak akkor telepítheto, ha azt a létesítményt látja el gázzal. A különálló épületben vagy zárt helyiségben kialakított fogadóállomás természetes légcseréjérol (legalább óránként háromszoros légcserét kell figyelembe venni) és a megfelelo robbanásbiztos világításról gondoskodni kell. Az épületet villámvédelemmel kell ellátni. A szabad- vagy fél szabadtéri és lemezszekrényes fogadóállomást a környezo talajszint fölé 15 cm-rel kiemeit, burkolat nélküli beton szerelolapra kell helyezni, és megfelelo környezeti térvilágításról kell gondoskodni. Az épületben vagy lemezszekrényben elhelyezett fogadóállomást csak akkor kell futeni, ha azt a szerelvények és muszerek vagy az átáramló gáz tulajdonságai szükségessé teszik. A fogadóállomás elotti és utáni vezetékszakaszba min. 5, max. 50 m távolságon belül elzárószerelvényt kell beépíteni. Ha a közterületi vezeték katódosan védett, akkor a fogadóállomás elotti vezetékszakaszban - a telekhatár után - szigeteloperemet is be kell építeni.
A fogadóállomás gépészeti kialakításával az üzem mindenkori, biztonságos és folyamatos gázellátását kell biztosítani. Ez két, azonos szerelvényekbol kialakított szabályozóág, és egy kézi szabályozószerelvénnyel ellátott kerüloág párhuzamos kiépítésével oldható meg (30-37. ábra). A fogyasztás mérésére elegendo egy méroág, kerülovezetékkel. A szabályozóágak általános felépítése a következo: elzárószerelvény, szuro, biztonsági gyorszár, nyomásszabályozó, szellozteto- (lefúvató) vezeték, elzárószerelvény . Az egyes szerelvények feladata: - A ki- és belépooldali elzárószerelvények nyitásával vagy zárásávallehet a szabályozóágat üzembe, ill. üzemen kívül helyezni. - A gázszuro a gázáram szilárd szennyezodéseit választja ki. Elotte és utána nyomásmérési lehetoséget kell kialakítani, hogy a szuro elszennyezodését a nyomás különbség leolvasásával meg lehessen állapítani. - A biztonsági gyorszár a nyomásszabályozó elott zárja a gáz útját, ha a nyomásszabályozó utáni vezetékszakaszban meg nem engedheto nagy vagy kis nyomás kialakulását érzékeli impulzusvezetéken keresztül. - A nyomásszabályozónak az érkezo gáz nyomását az üzem részére szükséges értékre kell szabályoznia, és az érkezo gáz nyomásának ingadozásátóI, valamint a fogyasztott gáz mennyiségétol füg-
1
5 1 1 10
1
30-37. ábra. Fogadóállomás
kapcsolási rajza
1 elzárószerelvény; 2 gázszCiró;3 biztonsági gyorszár; 4 nyomásszabályozó; 5lefúvatóvezeték; 6 forgódugattyÚs gázmérc5; 7 biztonsági lefúvatószelep; 8 helyi nyomásmérok; 9 nyomásreaisztráló miíszerek; 10 hómérsékJetregisztráló mlíszer
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
getlenül azonos értéken kell tartania. A szabályozó után az általa létrehozott nyomás ellenorzésére nyomásmérot kell beépiteni. - Akimenooldali elzárószerelvény elé beépített szellozteto- (vagy lefúvató) vezetéken át töltheto fel gázzal, ill. gáztalanitható a nyomásszabályozó ágo Ezenkivül a nyomásszabályozó elozetes beállitásához ezen keresztül lehet gázt adni. A kerülovezetékbe két elzárószerelvény közé szurot kell beépíteni. A szuro feladata, hogy kézi szabályozás esetén is tiszta, szurt gázt lehessen szolgáitatni. A két elzárószerelvény közül a szuro utánival lehet a kézi nyomásszabályozást végezni. A nyomásszabályozó ágak egyesítése után építheto be a kerülovezetékkel ellátott meroág. Szerelvényei a beépités sorrendjében: - elzárószerelvény, - gázméro, - elzárószerelvény . A kerülovezetékbe csak egyelzárószerelvényt kell beépíteni, kivétel a méroperemes mennyiségmérés, ahol két elzáró beépitése szükséges.
ELOSZTÁSA
1165
A fogadóállomás kilépooldali, szabályozott nyomású közös vezetékébe egy biztonsági lefúvatószelepet is be kell épiteni, amely a lezárt biztonsági gyorszáron esetleg átszivárgó gáz által okozott nyomásnövekedést fúvatja le. A felsorolt szerelvényeken kivül a fogadóállomáson az érkezo és a kilépo gáz nyomását méro és regisztráló muszerek beépitése is szükséges. A lemezszekrényes fogadóállomásokat elore gyártva, kompletten összeépítve hozzák forgalomba, igy ezek beépitése a legkönnyebb, mivel csak a be· és kilépooldali karimákat kell összekötni a primer, ill. szekunder gázvezetékkel. Lemezszekrényes fogadóállomást szemléltet a 30-38. ábra, amelynek kapcsolási vázlata a 30-39. ábrán látható. Méroállomások. Méroállomás készülhet a fogadóállomással egy épületben, külön épületben vagy lemezszekrényben, esetleg az üzemi épületek külön helyiségében. Gépészeti kialakítása általában egy méroág a kerülovezetékkel. A méroág a gázmérobol és az elotte, ill. utána levo elzárószerelvénybol áll. A ke-
30-38. ábra. Leme7Szekrényes fogadóállomás
1166
GÁZELLÁTÁS 30-24. táblázat. A mérobelyiség méretei (L. a 30-40. ábrát) Gázmérö 5000 m'Jh
teljesítménye
7000 1000 3000 500 300 15000
BI I C
2900 3200 4000 9000 6500 2500 3000 3500 3600 4700 3000 6500 sooo 4000
2500
A
névleges
I
200
A hclyiség méretci mm
NÁSO
30-39. ábra. Lemezszekrényes fogadóállomás rajza
Ha az üzem téli és nyári fogyasztása között olyan nagy különbség van, hogy a méroberendezés mérési tartományának alsó határa alá esik a kisebb fogyasztás, akkor két - különbözo teljesítményu mérovel ellátott - méroág kiépítése szükséges. Kis fogyasztások mérésére lemezházas méroket használnak, nagyobb fogyasztáshoz pedig forgódugattyús gázméroket vagy méroperemeket építenekbe. A Fovárosi Gázmuvek a forgódugattyús gázmérok szerelésének megkönnyítésére és egységesítésére típusterveket késZÍtett. A tipizált idomok elore gyártásával a méroszerelések kivitelezési ideje jelentosen csökkent. A terveket épületben és futött lemezszekrényben elhelyezett, mennyiségszámító nélküli vagy mennyiségszámítóval szerelt mérokre dolgozták ki (30-40. ábra és 30-24. és 30-25. táblázat). A gázméro elore gyártott kötésanyaga lazakarimás, a feszültségmentes szerelés végett, hogy a mérot a szerelésbol eredo erohatások ne terheljék.
kapcsolási
rülovezetékbe egy eIzárószerelvényt építenek be. Ennek nyitásával a méro javítása vagy cseréje alatt is megoldható a' folyamatos gázszolgáltatás. A kerülovezeték eIzárószerelvényét a gázszolgáltató vállalat ólomzárrallátja el, kinyitni csak elozetes engedélyével szabad. A méron áthaladó gáz nyomásának és homérsékletének mérésére egy-egy nyomás- és homérsékletméro, ill. regisztráló muszer beépítése is szükséges. Kisnyomású lemezes mérokben a homérséklet-regisztráló muszerek beépítésétol el lehet tekinteni. Nagy gázmennyiség mérésére több méro párhuzamosan is szerelheto.
30-25. táblázat. Gázméro szerelési méretei
,
------ i __ --=J_I f
I _ Gázmérö s900 o1200 ear625 cII250 700 700 1200 1000 700 180 280 895 815 480 700 600 1050 600 500 800 250 300 220 350 184 400 216 350 100 150 400 880 1000 189 600 800 400 1500 1725 360 620 200 3800 700 400 2600 285 500 1090 300 750 925 950 850 1600 2400 800 bI 400 i275 2800 I 600 450 1240 1475 I1100 tlOO I600 dI I 230 600 III800 p! I250 II I NÁ 300 -' Ig600I névleges
~I~
220
... __
f-
m
-_. ~
.(L. a 30-40. ábrát) --
-----
___
o
--'
---1--
Szerelési mm mérctek
GÁZOK SZÁLLÍTÁSA,
1167
ELOSZTÁSA
8
250
~rf1 t .
30-40. ábra. Mennyiségátszámitó
,
muszerrel
szerelt forgódugattyús a 30-24. táblázatban)
gázméro
szerelési típusterve
épületben
(méretek
1168
GÁZELLÁTÁS
Újabban azonban a fóldgáz-felhasználás miatt a fix karimás kötéseket részesítik elonyben. Ez viszont gondos szerelést, ill. eloregyártást tesz szükségessé. Helyi nyomásszabályozó állomások. A helyi nyomásszabályozó állomások gépészeti berendezéseire és elhelyezésére a fogadóállomásoknál tárgyalt követelmények az irányadók, de figyelembe kell venni az általa ellátandó üzemrész helyi viszonyait és követelményeit is. Általában egyágas kerülovezetékes szabályozóállomás megfelel a célnak, esetleg külön mérovel is ellátva. Ilyen helyi nyomásszabályozó állomás kapcsolási vázlatát szemlélteti a 30-41. ábra. A helyi nyomásszabályozó állomás abban az épületben is elhelyezheto, amelyben a fogyasztóberendezések üzemelnek, de részére gáztömören leválasztott, szellozéssel ellátott külön légteru helyiséget kell kialakítani. Nyomásfokozó állomások. A gáznyomásfokozó álo lomások a nyomásfokozó utáni gáznyomás szerint csoportosíthatók: kis-, közép-, nagyközép- és nagynyomású állomások. Telepítésük során a fogadóállomásoknál ismertetett követelményeket kell betartani, de a gázfogyasztó berendezést közvetlenül kiszolgáló nyomásfokozó a fogyasztókészülék helyiségében is elhelyezheto. Egy helyiségben több saját nyomásfokozóval ellátott készülék is lehet. A nyomásfokozó állomások kialakításakor gondoskodni kell a szívóoldali és a nyomott oldali gázvezeték-rendszerek megfelelo védelmérol. A szívóoldali vezetékszakaszt megszívás ellen védelemmel kell ellátni, amely a meg nem engedheto nyomásérték elérése elott (ami nem lehet kisebb a légköri nyomásnál) a nyomásfokozót automatikusan leállítja, és fény-, ill. hangjelzést ad.
J
ji
I
8
6
1
8 30-41. ábra.
1
7
2
8.J
4
Helyi nyomásszabályozó vázlata
1 elzárószereJv6ny;
8 5 1 állomás
kapcsolási
2 szuro; 3 biztonsági gyorszár ; 4 nyomásszabályozó; 5 lafúvatóvez.eték; 6 méroperem; 7 tQsze1ep (a kézi szabályozáshoz); 8 helyi nyomásmér6k
A nyomott oldalon a meg nem engedheto nagyobb gáznyomás kialakulásának megakadályozására biztonsági lefúvatószelepet vagy a szívóoldalra automatikusan visszakeringteto berendezést lehet beépíteni. Ez utóbbi esetben a gáz túlmelegedhet, ezért a visszakeringtetot megfelelo homérséklet jelzo berendezéssel kell kiegészíteni. A nyomásfokozó berendezés szívó- és nyomóoldalára, valamint az állomásépületen kívüli szívó, ill. nyomó fovezetékébe is egy-egy karimás kötésu elzárószerelvényt kell beépíteni, mert szükség esetén a karimák közé a gáztömör zárást biztosító telitárcsák (vakkarimák) is elhelyezhetok. A nyom~abályozó és méroállomások fobb szerelvényei. Elzáró szerelvény'ek. A gáz útjának zárására, ill. nyitására alkalmazható zárószerelvények lehetnek tolózárak, szelepek, csapok, de a belso tömörzárás mindegyiknél alapkövetelmény. Sajnos a tapasztalatok szerint ezt kevés szerelvény elégíti ki, és amelyek a beépítés elotti próbán tömörnek bizonyultak, kevés használat után azok is tömörtelenné váltak. Ezért szükséges az állomások elott és után olyan karimás kötések kialakítása, amelyekbe szükség esetén telitárcsa (vakperem) helyezheto be. Külfóldön elterjedtek, s újabban hazánkban is alkalmazzák az ún. szferikus csappantyú kat és a gömbcsapokat. Ez utóbbiak hazai gyártása is megindult. A tömör zárás tekintetében mindketto huzamosabb használat után is megbízható, mivel zárási felületük valamilyen idot álló és a gáz vegyi tulajdonságaira nem reagáló muanyag (pl. teflon) vagy keménygumi bevonattal van ellátva. Szurok. A fogadóállomásokon alkalmazott gázszuroknek általában lószor, kerámia cso vagy fémforgács betétjük van. A lószor betétes szurok alkalmazása elterjedtebb, mivel a másik kettonél kisebb a beépítési hely szükségletük, s szerelésük, tisztításuk is egyszerubb, gyorsabb. A lószor betétes szurok szurobetétjében két drótháló közé van elhelyezve a lószor, amely a gázáram finom porszennyezodéseit is kiválasztja (30-42. ábra). A kerámia szurokben gázátereszto, porózus kerámia csövek képezik a szurobetétet. Helyigényük a megfelelo átáramIási felületu hosszú kerámia csövek miatt igen nagy, viszont a szurés hatásfoka igen jó (30-43. ábra). A fémforgács betétes szurokben betétként két drótháló közé rendezetlenül beszórt Raschig-gyuruket alkalmaznak. Durvább szennyezodések szurésére alkalmas, beépítési hely igénye nagy. Biztonsági gyorszár. Feladatából következik, hogy kialakítása csak félautomatilrus lehet. A zárás
GÁZOK SZÁLLÍTÁSA,
1169
ELOSZTÁSA
8 3
12
1 7 11
10
12
30-42. ábra. Lószórbetétes gázszüró 1 fedlap; 2 szurobetét; 3 betétszorító rugók; 4 öntöttvas ház
önmuködo, nyitása csak kézi erovel lehetséges (a zárás okának kiderítése és elhárítása után). Három fo részbol áll: a szelepházból, amelyben a gyorszárást végrehajtó szelep van; a vezérloszerkezetbol, amelyben a gáznyomást folyamatosan érzékelo membránt helyezik el és egy mechanikus áttételbol, amely a szelepet nyitott helyzetben tartja a normál üzemi állapotban, de a vezérloszerkezet membránjának elmozdulása esetén kioldja. A vezérloszerkezet membránjának egyik (általában alsó) felületére az ellenorizendo gáznyomás hat, mig a másik felületét (rendszerint a felsot) az alsó, ill. a felso zárási nyomásértékekre beállitott rugók terhelik. Ha a membrán a gáznyomás csökkenésének vagy növekedésének hatására elmozdul, muködésbe hozza a mechanikus áttételt, amely a nyitott állásban rögzitett szelepet kioldja, s az a szelepülésre esve tömören zárja a gáz útját. Nyitásának megkönnyitésére kerülovezetékkel vagy nyomáskiegyenlito szeleppel látják el (3u-44. ábra). Nyomásszabályozók. A nyomásszabályozókat muködtetésük és szerkezetük szempontjából kétkét csoportra oszthatjuk. Muködtetésük szerint lehetnek közvetlen vagy közvetett (vezérelt), szerkezeti kialakitásuk szerint pedig egy- és kétüléses szeleppel ellátott szabályozók. Fo részeik általában a következok: a szelepház a szabályozószeleppel; a membránház, aszelepet 76 Az épületgépészet kézikönyve
2
30-43. ábra. Kerámia szúró 1 szuroház; 2 tisztítónyílás fedlapja; 3 szurofedél; 4 fedélszorító gyuru; 5 tömítés; 6 szorítókengyel; 7 kerámia cso; 8 térelválasztó ; 9 kerámiacsorögzíto; 10 szurtgáz-vezeték; 11 terelolemez; 12 mérohelyek nyomáskulönbség mérésére
_
Vezér/o-
·-nyomás
30-44. ábra. Gyorszár vázlata
1170
GÁZELLÁTÁS
muködteto membránnal, és a közvetett muködésu szabályozókban még a vezérloszabályozó. A közvetlen muködésu szabályozókban a membránszerkezet a szabályozószelep részére közvetlenül szolgáltatja a beavatkozáshoz szükséges erot. A membrán egyik oldalára a gáznyomás, másik oldalára pedig a kimenooldali nyomást meghatározó súly- vagy rugóterhelés hat. A gáz nyomásának változása indítja meg a szabályozási folyamatot, a membrán elmozdul, és a szelepnél a szabad átömlési keresztmetszetet úgy változtatja, hogy a szekunder (kimenooldali) gáznyomás kívánt értékének megfelelo egyensúlyi helyzet ismét kialakuljon. Közvetlen muködésu, súlyterhelésu, együléses szelepu nyomásszabályozót szemléltet a 30-45. ábra .• A közvetett muködésu nyomásszabályozók muködtetéséhez szükséges erot a primer oldali gáz nyomása vagy külso energiaforrás (pl. surített levegól is biztosíthatja. A legelterjedtebb típus a primer oldali gáz nyomását felhasználó, ún. vezérloszabályozóval ellátott nyomásszabályozó, mivel muködéséhez nem szükséges külso energiaforrás és állandó felügyelet. A vezérloszabályozó tulajdonképpen közvetlen muködésu, rugóterhelésu, membrános nyomás-
szabályozó, amely a primer oldali gáz nyomását egy közbenso (a szekunder nyomásnál nagyobb, de a primer nyomásnál kisebb) nyomásértékre szabályozza. Ez a szabályozott (vezérlól gáznyomás muködteti a nyomásszabályozó membránját, amely a szabályozószelepet mozgatja. Az együlésu és kétülésu szeleppel ellátott szabályozók között a tömörzárás tekintetében eltérés van. Míg az egyszelepes szabályozó nullfogyasztás esetén is tömören zár, addig ezt a kétülésu szelepek esetében igen nehéz megvalósítani, mivel a két összekapcsolt szelep egyideju felfekvését kell megoldani. A kétülésu szelepek elonye viszont, hogya szabályozószelepek tehermentesítettek, így a szelep mozgatásához kisebb ero szükséges, tehát a szabályozó érzékenyebb. Az együlésu szelepeknél is találtak megoldásokat a tehermentesítésre, amelyek a kétülésu megoldással szabályozás szempontjából azonos értékuek, ezek a dugattyús és zsákmembrános kiegyenIítési módok. A nyomásszabályozók szerelésekor különös figyelmet kell fordítani az impulzusvezetékek szerelésére. Az impulzusvezetékek elhelyezése (bekötése) alkalmával a gyártó vállalat utasításait be kell tartani a biztonságos üzemeltetés érdekében.
7 30-45. ábra. Közvetlen muködésu súlyterhelésu szabályozó 1 csatJakozókarima; 2 mcmbránfedél; 3 fedél; 4 szabályozószelep; 5 membrán; 6 szelepáUltó rudazat; '1 rÖllZftett szeleprúd-vezet6; 8 súlyterhelés ; 9 lépc5nyf1ás
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
Készülnek olyan nyomásszabályozók is, amelyek a biztonsági gyorszárral vagy a biztonsági lefúvatószeleppel egybeépítettek. Ezek szerelésekor nagyobb figyelemmel és gondossággal kell eljárni, s a biztonsági gyorszár impu1zusvezetékének csatlakoztatását vagy a biztonsági lefúvatószelep vezetékének kivezetését külön meg kell oldani. Nyomásfokozók. Többféle rendszeru nyomásfokozó ismert, így vannak membránszivattyús, dugattyús, forgódugattyús, ventillátoros, tutbófúvós vagy turbókompresszoros kiviteluek. A dugattyús, a turbófúvós és turbókompresszoros nyomásfokozók igen nagy teljesítményuek, ezért elsosorban gázgyárakban alka1mazzák oket. Az ipari üzemekben a kisebb teljesítményu (elsosorban forgódugattyús) nyomásfokozókat alkalmazzák. Hajtásukra általában elektromotort használnak, ezért szerelésük során a robbanásbiztos kivitelre ügyelni kell. Biztonsági lefúvatószelep. A nyomásszabályozók utáni, szabályozott nyomású vezetékszakaszba építik be, hogy a szabályozó esetleges meghibásodása vagy tömörtelen zárása esetén létrejövo, meg nem engedheto túlnyomást a szabadba vezesse. Általában rugóterhelésu membránból áll, amely a szelepet nyitja és zárja. A membránt egyik oldalról a gáz nyomása, a másik oldalról rugóero (és a szelep súlya) terheli. Ha a gáznyomás a rugóero feszítésével beállított érték fölé no, akkor a membrán a szeleprúd segítségével a szelepet nyitja, s a túlnyomást a szabadba engedi. Az üzemi nyomás viszszaállása után a rugó a szeleptányért ismét visszaszorítja a szelepülésre (a membrán segítségével).
30-46. ábra. Biztonsági lefúvatószelep 1 membrán; 2 rugó; 3 szelep; 4 rugófeszító csavar; 5 rögzitóanya
76·
1171
ELOSZTÁSA
A 30-46. ábrán Gaselan gyártmányú, GSDA típusú, menetes csatlakozású biztonsági lefúvatószelep látható, metszetben ábrázolva. A szelep lefúvatóvezetékének szerelésekor ügyelni kell arra, hogy a vezeték végzodése a szabad légtérben, teto fölött 1,5 m magasságban legyen, a kiáramló gáz így vezetheto biztonságosan.
30.4.3. Gázmérés A gázmérés célja a termelt és a gázhálózatba juttatott, valamint az elfogyasztott gáz térfogatának megállapítása. A fogyasztók által felhasznált gáz mérésére közvetlenül az átáramló térfogatot meghatározó gázméroket alkalmaznak. Hasonló módszerrel mérik általában a termeit, ill. a gázhálózatba kiadott gáz mennyiségét is, míg a hálózati gázterhelések mérésére közvetett módszereket (méroperemet, Venturi-csövet, rotamétert stb.) használnak. Közhasználatú célra csak olyan gázméro használható, amelyre az Országos Mérésügyi Hivatal ún. rendszerengedélyt adott és hitelesített. Hitelesítés után a méro számlálószerkezetét ólomzárrallezárják. Közvetlen térfogatmérés. A fogyasztás térfogat szerinti mérésére különféle rendszeru gázméroket használnak: - zárófolyadékba merülo forgódobos gázmérot, - membrán os gázmérot, - forgódugattyús gázmérot. A zárófolyadékba merülo forgódobos gázmérot nedves gázméronek, ill. nagy pontossága folytán laboratóriumi gázméronek is nevezik. Nagy helyszükséglete, kezelési igénye és fagyveszélyessége miatt közhasználatú célra már ritkán alkalmazzák. A laboratóriumokban viszont elterjedten alkalmazott gázmérotípus. A membrános száraz gázméro egycsonkú és kétcsonkú kivitelben készül. Jelenleg a legelterjedtebb háztartási gázméro. Muködési elve szerint szelepes vagy tolattyús vezérlésu lehet. A száraz gázméro belsejében levo mérotérben elhelyezett membránt (többnyire borlapot) a kamra közepén lemezlapocska merevíti. Az ily módon két részre osztott mérotér nyílásai a tolattyús vagy a szelepes vezérloszerkezet kamráiba torkollanak. Mindkét típusú száraz gázméroben a vezérmu irányítja az áramló gázt felváltva a membrán jobb, ill. bal oldalára. A membrán, ill. a tolattyúk vagy a szelepek mozgását a számlálószerkezet regisztrálja. Lakások és kisebb kommunális létesítmények gázfogyasztását (max. 15 m3fh) kis teljesítményu gázmérok mérik. A mérok 2, 3, 6 és 10 m3 fh névleges
1172
GÁZELLÁTÁS
teljesítménnyel készülnek. Szelepes vagy tolattyús vezérlésu, bormembrános szerkezetuek. Korábban 2, 4 és 8 m3 fh névleges teljesítménnyel hazánkban is készítettek gázméroket, de gyártásukat beszÜntették. Ilyenek csak a régebbi fogyasztóberendezéseken találhatók, ill. felújítva, csereméroként kerülhetnek felszerelésre. A futokészülékek elterjedése miatt megnövekedett háztartási gázfogyasztás mérésére a régebbieknél nagyobb teljesítményu, korszeru gázmérokre volt szükség. Jelenleg a 3, 6 és 10 m3fh névleges teljesítményu 3G 2,5, 4G 6 és GP IB típusjelzésu Metrix lengyel, valamint a 2, 6 és 10 m3 fh névleges teljesítményu PS 2, PS 6 és PS 10 típusjelzésu Prema csehszlovák gyártmányú gázméroket importáljuk (30-47., 30-48. ábra, 30-26. és 30-27. táblázat). Nagyobb kommunális létesítmények és ipari üzemek gázfogyasztásának mérésére szintén lengyel és csehszlovák importból származó, 20, 50, 100 és 150 m3 fh névleges teljesítményu lemezes gázmérok alkalmazhatók (30-49. ábra és 30-28. táblázat). A mérok tartósan 500Ic,-kal,a 3G 2,5 és a 4G 6 típusú mérok pedig idoszakosan lOO%-kal terhelhetok túl.
A háztartások részére megjelentek a korszeru követelményeknek megfelelo - NSZK licenc alapján készülo - hazai gyártmányú gázmérok is, amelyek a szerelés egyszerusítésére egycsonkú kivitelben készülnek (30-50. ábra, 30-29. táblázat). Nagyobb (200-tóI 15 000 Nm3 fh-ig terjedó') gázfogyasztás esetén a mérésre forgódugattyús mérot használnak. A forgódugattyús gázméro öntöttvas házában levo két piskóta keresztmetszetu dugattyút a gáz nyomása (ill. áramlása) forgatja. A dugattyúk forgásának megfelelo átáramló gáztérfogatot a számláló~ szerkezet méri. A méro az átáramló gáz pillanatnyi nyomásának és homérsékletének megfelelo térfogatot mér. Hogya fogyasztott gázmennyiséget valamilyen normálállapotra (fizikaira vagy gáztechnikaira) át tudjuk számítani, a méron nyomás- és homérséklet-regisztráló muszer felszerelése is szükséges. Az átszámítás a méro kiegészítéseként szerelt II
E
A
30-47. ábra. Metrix gázméro (3, 6,10 m3fh; méretek a 30-26. táblázatban)
30-48. ábra. Prema gázméro (2, 6,10 m3fh; méretek a 30-27. táblázatban)
30-26. táblázat. Metrix gázmér6k foméretei (L. a 30-47. ábrát)
330 VN• m'Jh YmaJu 6175 65 250 2175 280 15 304 335 330 F E C3II 3/4, B 112 1/4 1/4, 1, 0,10 1I 0,06 1/2 Vmhu D. D, A I304 6 1, 10 175
II I 1
1
mm 160coli mm
Méretek
1 1/4 1 1/2 11, 1 1/4
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
1173
ELOSZTÁSA
30-27. táblázat. Prema gázmérok foméretei (L. a 30-48. ábrát) VN, 529 98 10 15 605 221 470 m'/h 30 20 260 414 277 85 200 32125 280 62 1ro'/h 9362 1D 1/2 450 315 350 320 0,10 0,01 0,03 21/2 1/2 1/4 10,05 1/4 Vmax, Vmin, II1 F 573 E BI CIHI 290 II 405 460 A 150 250 I
coli Méretek
\
mm
I I II I
PS 2
I
mennyiségátszámító muszerrel is megoldható. Ez a méron átáramló gáztérfogatot mechanikusan számítja át normálállapotra, számláló szerkezetérol a fogyasztás közvetlenül valamilyen normálállapotban olvasható le. Hazánkban a Gaselan (NDK) gyártmányú GZDA típusú forgódugattyús gázmérok és a GUMA típusú mennyiségátszámító muszerek használata terjedt el. A forgódugattyús gázmérok méretei a 30-51. ábrán és a 30-30. táblázatban, mennyiségátszámító muszerrel szerelve pedig a 30-52. ábrán és a 30-31. táblázatban találhatók. Közvetett térfogatmérés. A közvetett térfogatmérés gyakran alkalmazott módszere a méroperemes
D
mérés. A gázok mérésekor a jól megválasztott, gondos beépítés különösen fontos a pontosság érdekében. Nedves gáz esetén gondoskodni kell a csapadékelvezetésrol. Poros, kátránytartalmú gázok esetén pedig a méroperem élkiképzését kell idonként a lerakódásoktói megtisztítani. A jelentosebb ipari üzemekben az összfogyasztást rendszerint regisztráló- és méroszerkezettel ellátott méroperemmel mérik, mert
c
30-49. ábra. Prema gázméro (20, 50, 100, 150 m3fh; méretek a 30-28. táblázatban)
30-50. ábra. Egycsonkú gázméro (méretek a 30-29. táblázatban)
30-28. táblázat. prema gázmérok föméretei (L. a 30-49. ábrát)
560 150 G 10 D B E 230 IFC\IIIII 200 494 75I1,2 III \
VN, m'/h 225 990 15 780 100 265 730 530 660 Vwn•x, Vmin. A 401
~I
~
I
50783
4 4 1090 743 I 3 980 I
coli mm
Méretek
1174
GÁZELLÁTÁS 30·29. táblázat. Egycsookú gázmérok fóméretei (L. a 30-50. ábrát) Csatlakozó coli db154 f231 c63 e323 Tömeg, m'Jh 160 300 188 252 126 36Vmin, 2cs6méret, 80 255 198 61m'Jh 5112 Mér6kamra ,0 0,06 25térfogata, ,7 kg Vmax, VN, a
I
Méretek mm
I
30-51. ábra.
Forg6dugattyús
gázméro (méretek a 30-30. táblázatban)
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
1175
ELOSZTÁSA
4.70
320
30-52. ábra. Mennyiségátszámítóval szereltforgódugattyúsgázméro (méreteka 30-31.táblázatban)
- nem szükséges külön mérohelyiség ; - helyigénye gyakorlatilag csak a megfelelo hosszúságú egyenes csoszakasznak megfelelo; - teljesítménynövekedés (pl. üzembovítés) esetén csak egyszeru cserét kell végrehajtani; - olcsóbb, mint a közvetlen térfogatméro (azonos teljesítményre); - távadós méromuszer beépítésévei a pillanatnyi és összegezett fogyasztás az üzemi (és a gázszolgáltató) diszpécserközpontban leolvasható. A Venturi-csöveket nagy ipari gázvezetékekben, kis áramlási sebességek esetén alkalmazzák.
30-30. táblázat. Forgódugattyús gázméro"k fobb méretei (L. a 30-51. ábrát)
---'.--- I
460 440 Csalla1100 600 187 7 960 330 90 1030 14SO 1640 245 800 545 NÁ, Tömeg, karima, h, kg üzemC akozó h. 470 b, nyomás, "2 1 680 100 853 288 665 440 985 600 780 640 520 500 320 177 1 900 1Max. 0 12SO 270 1000 460 165 200 300 25 1700 8OSO 480 240 210 340 227 1300 580 380 200 300 5 10 500 2886 1030 900 460 300 460 213 495 750 1500 258 315 350 1960 610 820 1725 3315 lOSO 30501 490 177 483 1130 560 405 660 625 310 303 ISO 975 10 150 2260 465 233 235 245 543 670 mm "0 Névleaes700 825 11690 845 405 185 8SO 11260
I 1
A gázfogyasztás meghatározása. A gázszolgáltató vállalat a fogyasztók által felhasznált gázmennyiséget különbözo módszerekkel méri, ill. számlázza a gázfogyasztást. Az elszámolási módszertol függoen a következo fogyasztási módokat különböztetjük meg: - egyedi méros fogyasztás (minden egyes fogyasztónál külön gázmérot szerelnek fel); - központi méros fogyasztás (egy központi gázmérot szerelnek fel; olyan épületekben alkalmazzák, amelyekben a fogyasztói jogviszony a lakások használóival szemben nem realizálható, pl. munkás-
II
I I
205 200 205 200
Méretek,mm
kb.,
1176
GÁZELLÁTÁS 30-31. táblázat. Mennyiségszámítóval szerelt forgódugattyús gázméro szerelési méretei (L. a 30-52. ábrát)
Forgódugaltyús gázmérotípus
10 1450 2100 205 245 740 460 405 1260 660 470 985 520 1760 665 300 700 1725 1050 1130 1820 480 275 1350 1415 510 560 285 25 10 2725 3010 900 1930 2240 680 280 180 2160 640 600 600 280 1195 1500 233 350 200 800 800 300 200 150 1055 150 390 400 180 500 2450 500/10 300/25 300/10 520 400 300 I GZDA200I II IIi
Méretek,
I I
nyomás, bar Mixímálís üzetn-
I
D
A
B
elE
mm
F
G
H
251
szállás, penziórendszeru lakóépület, diplomatalakóház stb.); - átalányáras fogyasztás; - méro nélküli fogyasztás (csak háztartásokban alkalmazható, gáztuzhely, gázfozo vagy gáz-hutoszekrényesetén, ha a futést és a meleg vizet a lakások használóitói független központi szerv - pl. távfutés - szolgáltatja). A hazai eloírások szerint a szolgáltatott gázt gáztechnikai normálköbméterben kell elszámolni. Tekintve, hogy a szolgáltatási viszonyok nem egyeznek a gáztechnikai normálállapot paramétereivel, a ténylegesen mért gáz mennyiségébol a fogyasztott gáz mennyiségét nyomás- és homérséklet-korrekciók alkalmazásával állapítják meg. A gázméro kiválasztása, elhelyezése, szerelése. A gázmérok felszereléséhez a csatlakozó- és a fogyasztói vezeték közé a kivitelezonek gazmérocsatlakozást kell készítenie. A mérocsatlakozásra szereli fel a gázszolgáltató vállalat a mérokötés segítségével a gázmérot. A mérok szerelését (akár ideiglenes leszerelését is), valamint karbantartását csak a területileg illetékes gázszolgáltató vállalat végezheti, aki a méro sértetlenségének biztosítására ólomzárat helyez a mérocsonkra. A mérocsatlakozást a gázméro csonkjának névleges csoátméroje szerint nevezik meg, függetlenül az arra kötendo méro típusától és teljesítményétol. A gázmérok teljesítményét az óránként átáramoltatható gáz köbméterben mért térfogata szerint állapítják meg. A gázméro csak könnyen megközelítheto, jól szellozo helyiségben, kelloen megvilágított helyen, a túlmelegedés és a káros vegyi, valamint korróziós hatások ellen védetten helyezheto el. A gázméro helyének megválasztásakor és kialakításakor figyelembe veendo, hogy a méro e1zárószerelvénye biztonsági funkciót lát el, tehát a fogyasztó és a gázszolgáltató által könnyen elérheto, de illetéktelen
személyek ellen védve legyen. Gázméro égheto vagy égheto burkolatú falszerkezetre nem szerelheto. Az elhelyezésre vonatkozó konkrét eloírások tekintetében a gázméroket két csoportra, a 6 m3 Ih névleges teljesítménynél kisebb, ill. nagyobb mérokre osztják. Háztartásokban és kommunális létesítményekben 6 m3 Ih névleges teljesítményunél nem nagyobb gázmérok elhelyezésére vonatkozóan a következo eloírásokat kell betartani: Gázméro nem helyezheto el: - lakóhelyiségben, hálóhelyiséggel közös légteret képezo vagy csak lakóhelyiségen át szelloztetheto helyiségben, lakókonyhában; - mosókonyhában, garázsban, kazánházban, kazánházzal közös légteru helyiségben, hallban, fürdoszobában, W. C.-ben; - 380/220 V-nál nagyobb feszültségu villamos vezetéket tartalmazó helyiségben; - A vagy B tuzveszélyességi osztályba sorolt helyiségben; - futotest vagy tuzhely fölé; - vízmelegíto alá; - olyan helyiségben, amelynek homérséklete huzamosabb ideig + 5 °C-nál alacsonyabb lehet; - 34,9 kW (30000 kcal Ih) összteljesítményuoél nagyobb gázfogyasztó berendezéssel egy helyiségben. Étkezokonyhába vagy olyan konyhába, amely étkezovel is összefüggésben van, gázméro csak akkor szerelheto, ha abban a helyiségben hálóhely nincs. Pincébe, alagsorba gázméro csak akkor tervezheto, ha az nem korrózióveszélyes, talajvíz ellen szigetelt, szilárd padlóburkolatú, fala vakolt, belmagassága, ill. szabad urszelvénye megfelelo. Gázméro elhelyezheto lépcsoházban (csoportosan) is, de ebben az esetben kulccsal zárható, alsó-
1177
GÁZOK SZÁLLíT ÁSA, ELOSZTÁSA
felso szellozonyiIással ellátott gázmérofülkét kell kialakítani. A gázméro megválasztásakor figyelembe kell venni, hogyafelszállóvezeték vÍzszintes iránytörése (elhúzása) nem engedheto meg. Ez - más megoldás hiányában - csak a gázszolgáltató hozzájárulásával tervezheto. ~ Felülrol lefelé szerelt (visszaejtett) gázmérocsatlakozást létesíteni szintén csak más megoldás hiányában szabad. Két szinten át tartó visszaejtést nem szabad tervezni. Közületi fogyasztók 6 m3 Ih névleges teljesítménynél nagyobb gázméroihez - a folyamatos gázszolgáltatás biztosítására - a gázméro-csatlakozásba kerü1ovezetéket és ebbe elzárószerelvényt kell beépíteni. Az elzárószerelvényt a gázszolgáltató ólomzárral látja el, kinyitására is csak az adhat engedélyt. (Háztartási és magánfogyasztók mérocsatlakozásába kerülo vezetéket és kerüloelzárót beépíteni tilos!) 6 m3 Ih névleges teljesítményunél nagyobb gázméroh. elhelyezéséhez - az elozokben foglaltakon következoket kell figyelembe venni: túlmenoen Gázméro gázfogyasztó berendezéssel azonos helyiségben nem helyezheto el. 60 m3 Ih összes névleges teljesítménynél nagyobb gázméro (vagy gázmérok) elhelyezésére külön gázméro-helyiséget kell létesíteni. A gázméro csak legalább 25 cm-es tömör téglafalra, legalább 1,7 m magas helyiségben szerelheto, a méro homlokfelülete elott 80 cm-es szabad közlekedési helynek kell lenni. Gázméro-helyiség kialakítható külso fal mentén, földszinten, alagsorban vagy pincében is. Emeleten vagy tetoszinten csak a gázszolgáltató külön engedélyével létesítheto. Bejárata szabadból, udvarról· vagy az épület jól szellozo, mindenkor megközelítheto közös használatú terébol nyílhat. A mérohelyiség ajtaja kizárólag nem égheto anyagból készülhet, belso térbol nyíló bejárat esetén légzárónak is kell lennie. A gázméro-helyiség szelloztetésére önálló szellozést kell létesíteni: a mennyezet alatti, szabadba nyíló szellozot mechanikai (pl. védorács) és belobbanás elleni (pl. Dawy-háló) védelemmel kell ellátni. A helyiség csak közvetett hatású futoberendezéssel futheto, közvetlen futésre csak robbanásbiztos, zárt égésteTUgázkályha használható, amelynek felületi homérséklete a 300 OC-ot nem haladja meg, és a helyiségen kívülrol gyújtható be. Ha a gázellátást külön nyomásszabályoz6 egységrol (fogadóállomásról) végzik, és a gázmérohelyiséget a szabályozóval együtt telepítik, akkor az adott nyomásszabályozóra vagy fogad6állomásra
-a
~
.~ :::: ".•.. ~!
~ ~~ "..,
II~+i
30-53. ábra. Kétcsonkú méro kötése (NÁ 3/4" és 1 1/4")
érvényes eloírások vonatkoznak a gázméro-helyiségre is. A gázmérofülkéket és -helyiségeket, valamint a gázméro-csatlakozásokat szabványosították, tipizálták. Tekintettel arra, hogy csak típus-gázmérokötések használhatók, tervezés elott célszeru a vonatkozó eloírások megismerése. A 30-53. ábrán 230
I Sima jzcsavar
30-54. ábra. Egycsonkú méro kötése meglevo csatlakozáshoz (NÁ 3/4")
1178
GÁZELLÁTÁS
példaképpen kétcsonkú, a 30-54. ábrán egycsonkú méro kötése látható. A gázméro és villamos méro közös fülkében is elhelyezheto, alulra a gázméro kerül a 30-55. ábra szerinti kialakításban.
1.
'"~
.~ SS
~I ~I I
•••••• 7.-"V.~
I
IIIIl'
1·
II II /) I
IIII~
r
I I~i~
I
3
II
30-55. ábra. Gázméro és elektromos méro együttes elhelyezése
1 PVC fólia szigetelés; 2 más közmlivezeték; 3 választófal; -1 monolit vasbeton födém; 5 zsaIuzott kihalYás. a cs6hdvelyeket utólaa: betonozzák be
30.4.4. Gázvezeték tervezése A gázvezetékek tervezésének fobb lépései: - a gázfogyasztó készülékek és a gázméro elhelyezése; - a vezeték nyomvonalának megállapítása; - a lejtés (vízgyujtok) kijelölése; - a vezeték anyagának, kötéseinek megválasztása; - a szerelhetoség ellenorzése; - a szerelvények megválasztása; - a korrózió elleni védelem kialakítása; - a méretezés elvégzése (az átméro meghatározása). A vezet~ nyomvonala. A vezeték létesítésével és nyomvonalának kijelöléséveI kapcsolatos tudnivalókat szabványok és muszaki eloírások szigorúan szabályozzák. A következokben az egyes vezetékfajtákra néhány fontosabb eloírást ismertetÜDk, de részletesebben csak akisnyomású csatlakozó- és fogyasztóvezetékkel foglalkozunk. A távvezeték nyomvonalát célszeru úgy kijelölni, hogy az építés, az ellenorzés és karbantartás során egyaránt könnyen megközelítheto legyen. Az utak, vasutak, eros- és gyengeáramú kábelek, csatornák, víz- és egyéb vezetékek, vizfolyások és vízügyi létesítmények keresztezését az illetékes hatóságokkal egyeztetni kell. A távvezetékbe kb. 10 km-enként, valamint az elágazásokba tolózárakat építenek be. Közvetlenül a tolózárak mellett kilevegozo és nyomáskiegyenlíto vezetékszakaszt iktatnak be. Nedves gái szállítása esetén a vezeték mélypontjain csapadékgyujto edényeket helyeznek el. A távvezetéket a szennyezodések, lerakódások stb. eltávolíthatósága végett úgy készítik, hogy szakaszonként, a teljes keresztmetszetnek megfelelo csonkon keresztül gázzal kifúvatható legyen. A nagynyomású távvezetéket lakott területen átvezetni tilos. A folyókat és vízfolyásokat a meglevo hidaktóilegalább 100 m távolságban lehet keresztezni. A kisebb vizfolyásokat tartószerkezet nélküli íveltcsohíddal, a nagyobbakat külön csohíddal vagy mederbe fektetve keresztezik. A. mederbe fektetett keresztezés kor 20 m-nél szélesebb vizfolyások esetén két, egymástól legalább 30 m-re elhelyezett vezetéket kell fektetni. A nagyközépnyomású távvezeték közforgalmú közúti vagy vasúti hídon is elhelyezheto, gondoskodni kell azonban arról, hogyahídtól függetlenül dilatálhasson. A nagynyomású vezetéket az emberi tartózkodásra használt épületektollegalább 30 m távolságban kell vezetni, ha nem akarunk a különbözo szigorító rendszabályoknak eleget tenni. 20 ... 30 m távolság esetén a vezeték gyakori ellenorzését kell
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
eloirni. 10... 20 m távolságban minden kötés fölé a talajszintig kivezetett, legalább 2" átméroju ellenorzo csövet kell beépíteni. 5... 10 m között a vezetéket burokcsoben kell fektetni. A nagynyomású és nagyközépnyomású gázvezetéket tilos a lakóépületbe bevezetni. A középnyomású vezetékhálózat ugyancsak nem tervezheto lakóépületbe, a középnyomású csatlakozóvezeték azonban az épületben elhelyezett nyomásszabályozóig bevezetheto. Az elosztóhálózatok közút alatti vezetékeit a vízvezetéki csovel ellenkezo, az árnyékos, hideg oldalra, a járdaszegélytoI1...l,5 m távolságban az úttest alá építik. A közmuvezeték égtáj szerinti elhelyezése a 30-56. ábrán látható. Az elosztóvezetékeknek a más vezetékektol való távolságát, a fektetés mélységét stb. eloírások szabályozzák (30-57. ábra). A csoszéltól csoszélig számított legkisebb távolság erosáramú kábelektol 1 m, hirközlo kábelektoI (tömbcsatorna széle) 1,5 m, távfutovezetékektol 1,75 m, VÍZYezetéktolés csatornától2 m. Az épülettel párhuzamos elosztóvezetékek az épületek külso falsíkjától kisnyomású vezeték esetén 3,6 m-re, közép- és nagyközépnyomású vezeték esetén 5 m-re helyezhetok el. A kisnyomású vezeték távolsága az épülettol 2 m lehet, ha kiszelloztetett burokcsobe helyezik. A kisnyomású vezetékekre vonatkozó eloirások a következok. Gázvezetékeket tilos kéményben, szellozo- vagy egyéb csatornában, kettos födém között, tuzveszélyes anyagok tárolására használt helyiségekben, transzformátor-, lift-, gép- és kazánházban, valamint a velük közös légteru helyiségekben, födémekre helyezett padlóban, hálóhelyiségekben stb. vezetni. Ha az emlitett helyiségekben engedélyezett gázfogyasztó készülék üzemel, akkor az ahhoz csatlakozó vezetékszakaszra e tilalom nem vonatkozik. Részletes eloírásokkal a 30.5 fejezet foglalkozik.
nlOVrlllO-vezefek ,~PJ." I esefe"I
1179
EWSZTÁSA
É
NY
o
o
~
Csalomo (úffengelybtlll)
----- - - - -----
Víz (me/eg o/da/on) Gáz (hideg o/da/on J Ipari víz (csatorna-víz közlJft)
-'-'-'
róvfúfés (csatomu-gúzközöH)
30-56. ábra. Közmuvezetékek
elhelyezése égtájak szerint
30.4.5. Gázvezeték méretezése A gázvezeték terhelése. A vezetékek terhelése a beépített gázfogyasztó készülékek teljesítménye alapján számítható. A lakosság mint fogyasztó rész1eges és teljes gázellátásban részesülhet. Rész1eges ellátás esetén csak
-Szegély -
~1~II,
II
,1.
I
__ ~C;; -~ ~,
Q ·~~I~! --=Ü_~§~!~II J~I~ -----~.~~l tt
Te/efo~L-+-L Tóvft}Ms
J@L víz -------_~_.Cstiliirnll -- -- -
--
~.--
---
,1
-------------.~-
30-57. ábra. Közmuvezetékek
elrendezése
1180
GÁZELLÁTÁS
konyhai és fürdoszobai gázfogyasztás van, teljes ellátás kor a lakást gázzal is futik. A csak egy gázkészüléket ellátó vezetékszakaszokat a gázkészülék névleges terhelése alapján kell méretezni. Több gázkészüléket, ill. több gázfogyasztót együttesen ellátó vezetékszakasz méretezésekor a várható egyideju gázterhelést, vagyis az összes gázfogyasztó berendezés összegezett névleges gázterhelésének az egyidejuségi tényezovel való szorzatát kell alapul venni. A méretezési (a várható egyideju) terhelés:
30-33. táblázat. Futési egyldejuségl tényezo egy lakáson belül Fütott helyiségek
Egyidejüségi tényezo
1 2 3 4 5
1,00 0,75 0,63 0,55 0,48 0,42
száma
6
n
Vmér=e~nIVN/'
(30-67)
1--1
ahol e egyidejuségi tényezo; i, n a gázfogyasztó készülékek száma. Egyidejuségi tényezo. Az egyidejuségi tényezo nagysága - bár a szabvány nem rögzíti - tapasztalat alapján (a hazai 3,4 follakás átlagra) csak konyhai hoszükséglet esetén az
e=~~
(30-68)
VF összefüggésseI számítható, ahol F a vizsgált csomópontra kapcsolt fogyasztók (mérok) száma. Háztartások konyhai és fürdoszobai gázellátása esetén, átfolyó rendszeru gáz-vízmelegítok használatával az egyidejuségi tényezo érté két 20 lakásig a 30-32. táblázat tartalmazza. Egy csomópontra kapcsolt 20 konyhai és fürdoszobai háztartási fogyasztón felül, csak a konyhai hoszükséglet számításához használatos összefüg30-32. táblázat. Egyldejliségi tényez620 fogyasztóig konyhai és fürdoszobai gázellátás esetén Fogyasztók száma
EgyidejOségi tényezo
1I 1
2 3
4 5 6 7
8 9 10 12
15 20
1,000 0,747 0,540 0,429 0,359 0,310 0,274 0,246 0,224 0,206 0,178 0,149 0,118
gést kell használni, és csak a konyhai hoterhelést kell figyelembe venni. Teljes gázellátás esetén a futési egyidejuségi tényezot egy lakáson belül is a futött szobák számától függoen kell számításba venni (30-33. táblázat). Épületen belül több lakás futokészülékeinek egyideju terhelésére a
v= 0,6QO·73
(30-69)
összefüggést használhat juk, ahol Q a futokészülékek összegezett hoteljesítménye, 103 kcalIh; V az egyideju gázterhelés, m3 Ih. Az ipari csatIakozások terheléseit az ipari berendezések fogyasztásainak alapján kell kiszámítani. Kisebb ipari fogyasztókra és kommunális intézményekre általában az egyidejuségi tényezo egynek veheto, nagyobb ipartelei>ek esetében azonban külön felvétel alapján kell megállapítani. Fejadagos módszer. A fogyasztók számának növekedésével a várható egyideju gázterhelés roham9san csökken, és 100... 120 fogyasztó felett már a mértékadó gázterhelés közel állandóvá válik. Nagyszámú fogyasztó esetén az egyidejuségi tényezovel való számítás helyett a méretezési terhelés meghatározásának fejadagos módszerét célszeru használni. A fejadagos módszer homogén fogyasztókat (pl. lakótelep) kiszolgáló elosztóhálózat méretezésére alkalmazható. A 3,4 follakás átlagos hazai értéket tekintve a fejadagok kategóriánként a következok: A fogyasztás jellege
Fejadag, lakásonként W
Konyhai Konyhai + fürdoszobai Konyhai + fürdoszobai + futési
+
1750 2910
kcal fh 1500 2500
6980
6000
Korrigált terhelés. Sok, közel azonos terhelésu elágazással (csatIakozóvezetékkeI) szerelendo gázelosztó vezetékszakasz méretezésekor az egyes el-
GÁZOK SZÁLLÍTÁSA,
ágazások közötti vezetékrészek méretezése mellozheto, és az egész szakasz méretezésére a részterhelések helyett a szakasz végére képzelt, a részterhelésekkel azonos áramlástani viszonyokat (azonos nyomásveszteséget) létrehozó ún. korrigált terhelés veheto figyelembe: (30-70) 1( VI+VIV2+V2 . 2 ... 2) + 6n2 1 (.Vt-V2 ')2 Az 1 index a szakasz elejére (belépo térfogatáram), a 2 index a szakasz végére (kilépo térfogatáram) vonatkozik, n a csatlakozások száma, Egyoldali betáplálás, zsákvezeték esetében (V2=0) Vkorr=3 .2
Vkorr= •2
6n2 1)
3+ (1
(30-71)
.
VI'2
A korrigált terhelés második tagjának viselkedését vizsgálva, vezessük be a következo jelölést: V2=aVt,
ahol O~ a:§ 1, '2
1'2
'2
Vkorr=j
2'2 VI)+
1 . , 6n2 (Vt-Vta)
2 ,
(30-72) azaz
1
V2
1
~~rr = 3-( 1 + a+ a2) + -6 nilVt
a)2,
4
5
6
5,56
3,12
2,00
1,39
10
LlPmeg= (A ~+~C)~ w2• (30-77) A nyomásveszteségre felírt, jól ismert összefüggésnek azonban módosított formáját használjuk:
LlPm"g=Aldr'~w2,
(30-78)
azaz a gázvezetéket az ún. méretezési vezetékhosszra (nevezik tervezési vezetékhossznak is) méretezzük. nyomásértékei
(MSZ7048) é~:~:t"~:~~=~e . sZiikségestúlnyomás
a_~_o_gy_a_s_zt_6_k_és_z_ii_Ié._k __ I_~__ p<:2oo v.o.mm"I Gáztúlnyomás p;;,2oov.o.mm" o
0,50
Egyoldali betáplálás, zsákvezeték esetében tehát a második tag elhagyása n~ 5 mellett okoz megengedheto (2%-nál kisebb) hibát, azaz használható a korrigált terhelés egyszerusített képlete: (30-75)
A (30-70) összefüggés kétoldali betáplálásra is hasonlóan értelmezheto, ez esetben azonban V2 is belépo térfogatáram '2 _1 '2 .. '2 Vkorr-3(Vt-VtV2+V2)+
v.o.mm 85 250 300
Nagyobb ipari fogyasztó készülékek esetén, amelyek a gázt középnyomású hálózatról, közvetlen nyomásszabályozón keresztül kapják, a szükséges gáznyomás elbírálása az egyedi körülményektol függ. Akisnyomású elosztóhálózatban uralkodó nyomásokat szabványosították. Az elosztóhálózatok MSZ 7048 szerinti nyomásértékei a 30-34. táblázatban láthatók. A gázvezetéket a megengedett nyomásveszteségre méretezik:
30-34. táblázat. Elosztóhálózatok
3
.2 1, 2 ,. '2 Vkorr=3(Vt+VtV2+V2).
mbar 8,33 24,50 29,40
városi gáz földgáz propán-bután gáz
(30-74)
Nyilvánvaló, hogy a hiba nagysága a= O-nál maximális, és az elágazások számának növekedésévei csökken: n h, %
és a második tag semmilyen esetben sem hanyagolható el. A megengedheto nyomásveszteség. A gázfogyasztó készülékek elotti névleges csatlakozási gáztúlnyomás értékét a szabványok eloírják. Azokra a háztartási és ipari készülékekre, amelyeket közvetlenül akisnyomású gázelosztó hálózatról látnak el, a csatlakozási gáztúlnyomás névleges értékei:
(30-73)
A második tag elhanyagolása okozta hiba százalékosan:
h= 100, (l-a)2 , 2n2 l+a+a2
1181
ELOSZT ÁSA
1 .. 2 6n2 (Vt+V:J ,
(30-76)
tó- és csatlakozóvezetékben, valamint a agázmérokNyomásveszteség fogyasz-
II
\
O,15p
ben I csatlakozóvezetéknek az el- I osztóhálózatból való kiágazásánál, egyben az elosztóhálózat minimális nyomása A nyomásveszteség tóhálózatban
O,20P
1
I
1,20p
1,15p
O,35p
O,17p
1,55p
1,32p
az elosz-
Maximális gáztúlnyomás elosztóhálózatban "200 v.o.mm=1961 Pa.
az
1182
GÁZELLÁTÁS
A méretezési vezetékhossz a tényleges és az egyenértéku hossz összege: lmér= lté+ legy·
(30-79)
Az egyenértéku csohossz a következo összefüggésseI számítható Acélcso rozsdafoltokkaJ Acélcsobol gázvezeték készült évi újtöbb földgázGázvezeték egyenlotlen kátGázvezeték egyenletes, 1,5... 2 Tiszta acélcso
30-35. táblázat. Abszolút érdesség és a fajlagos csosúr1ódási tényezo A cso mÍnosége
0,022 0,011 0,013 0,012 0,025.. 0,016 ... .u,03 0,017 mm-es használat után lerakódással távvezeték rány és lemezes naftaJinlerakódássaJ
1
érdesség, k,lDUl Abszolút
1,4 0,4 ... 0,6 2,30,08 .. 0,05 .4,0 0,15
Fiijlagos súrlódási tényezo,
.
A,.
~Cd
lefl,y=-A- .
(30-80)
A csatlakozó és fogyasztói vezetékek méretezéséhez az egyenértéku csohosszakat táblázatokban foglalták össze. A súrlódási tényezo. A fogyasztói és csatlakozóvezeték méretezésekoT a szabvány megengedi azt az egyszeTUSítést,hogy a súrlódási tényezo kiszámítása helyett állandó 1..=0,024 értékkel számoljunk. A nyomásesés vezetékátmérore kifejezett képletében az átméro a súrlódási tényezo ötödik gyökének reciprokával arányos, ezért az esetleges eltérés nem számottevo. Akisnyomású vezetékeket kivéve, a vezeték méretezésekor a súrlódási tényezot számítjuk. A számítást Blasius ismert összefüggése alapján végezzük: 1..=0,3164 .
ahol s' a tangenciális feszültség alapján számított falvastagság; CI a falvastagság eloírt turése miatti méretnövelés; C az esetleges korrózió miatti többlet. A vezetékek üzemi nyomását és homérsékletét figyelembe véve, a számított falvastagság:
4
VR;
S'-
Az összefüggés hibahatára Re= 105-ig 3%. Hidraulikailag sima csore vonatkozik Harris képlete: 1..=0,0061+ 0,55 .
(30-81)
YRe Hidraulikailag érdes csoben turbulens áramlásra ajánlott az ~ = 1,74+2 19 (SJ összefüggés. Az átméro és a relatív érdesség mm-ben helyettesítendo. Az abszolút érdesség és a Harrisféle Al fajlagos súrlódási tényezo mérések alapján megállapított értékeit tartalmazza a 30-35. táblázat. A vezeték falvastagsága. A vezetékek falvastag' ságát az alkalmazható csövekre vonatkozó szabványok szerint, a nyomásfokozatnak és az igénybevétel módjának megfeleloen kell megállapítani. Húzott csövek falvastagsága a gyártási technológiából adódóan nagyobb, mint amit a gáz túlnyomása szükségessé tesz. A nem szabványos méretu vagy anyagú, varrat nélküli, ill. hegesztett csövek falvastagságát a következo módon kell kiszámítani: (30-82)
Dp,
(30-83)
20'p -XfP
ahol D a cso külso átméroje, cm; p üzemi túlnyomás, kpfcm2; O'p folyási határ, kpfcm2; fP a hegesztési varrat jósági foka; x biztonsági tényezo. Az MSZ 13 822 szerint a biztonsági tényezo a folyási határra ötvözetlen acéllemez esetén 1,8; ötvözött acéllemez esetén 2,0. A hegesztési varrat jósági fokát az MSZ 1763 vizsgálati eloírásainak figyelembevételével kell megállapítani. Hegesztett csövek esetén a falvastagság-növelés a lemez vastagsága szerint változik. Ha a lemezvastagság, mm akkor c mm 1>
3 .. .4,75 0,4
5... 9,5 0,45
10... 30 0,5
A korróziós tényezot c=O,1 cm-re szokás felvenni, ha korrozív, ill. nedves a gáz és ha a cso nincs megfeleloen szigetelve. A nyomásváltozás miatti térfogatváltozás. A vezetékben áramló gáz nyomásvesztesége a gáz nyomási energiáját csökkenti. A nyomásesés következtében a gáz térfogata és ezzel az áramlási sebessége is növekszik. Izotermikus áramlás esetén ideális gázt feltételezve, az áramló közeg kompresszibilitását elhanyagolva,
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
I e .dPid=A d' 2 w2=
e~ W~·
=A ~.
;~ •
(30-84)
Ha a nyomásesés okozta térfogat-növekedés nem hanyagolható el, a nyomásveszteség a következok szerint alakul: - dp= A~ ~ w~~O d/.
(30-85)
A változókat szétválasztva és integrálva:
I
P,
1
- f P dp=),
~O
Pl
w~pof d/,
(30-86)
1183
ELOSZTÁSA
Vizsgáljuk meg kisnyomású vezeték esetében a nyomásveszteségeket PI=49 mbar (500 v.o.mm), P2=8,33 mbar (85 v.o.mm) túlnyomás kiindulási adatokkal. .dp' = 40,7 mbar (415 v.o.mm), .dp' a=--p:=
415
10830 =0,0383,
.dPid== 0,98085.dp',
azaz a térfogatváltozás elhanyagolásából eredo hiba 1,915%, megengedheto nagyságú. Középnyomású vezeték esetén legyen Pl = 2,94 bar (3 att) és P2= 0,49 bar (0,5 att). .dp'=2,45
o
.dp'
adódik, hogy
a=-=-=O Pl
(30-87) A nyomásnégyzetek különbségét felbontva: .dP'(PI +p0
(30-88)
Pl + P2= Pl + (Pl - .dp') = 2Pl - .dp'.
(30-89)
P~- P;= (Pl- P0(PI
+p0=
és
A (30-87) összefüggésbe helyettesítve:
I .dp'2_ 2PI.dp' + Ad eopow5= O.
(30-90)
A másodfokú egyenletbol, mivel .dp' feltétlenül kisebb, mint Pl' a gyök nek csak a negatív értéke veheto figyelembe.
.dP'=PI(I-
V 1- ;fA~w~oPO).
(30-91)
HasonIítsuk össze a térfogatváltozás elhanyagolásával és figyelembevételével nyert nyomásveszteség-képleteket. A (30-84) és (30-87) összefüggésbol .dp'2 - . .dPid= .dp' - -2Pl
(30-92)
Vezessük be a Elosztó Felszálló Beköto
.dp'
=a Vezetékfajta
Pl Fogyasztói
(30-93)
jelölést, akkor .dPid = .dp'
1-~
2'
(30-94)
Mivel .dp' feltétlenül kisebb, mint Pl' ezért a<. 1 és .dPid<. .dp' .
bar (2,5 att), 2,5 4
'
625,
.dPid= 0,6875.dp',
tehát az elhanyagolásból származó hiba 31,25%, ekkora hiba megengedhetetlen. Nagyközép- és nagynyomású vezetéknél a gázok kompresszibilitása nem hanyagolható el. A térfogatváltozás hatását elhanyagoló egyszerubb nyomásveszteség-képlet akisnyomás tartományán kívül általában addig használható, amíg a nyomásesés nem haladja meg a kezdo abszolút nyomás 10%-át. Minimális vezetékátmérok. A gázvezeték megengedett legkisebb átmérojét, az ún. minimális vezetékátmérot eloírások szabályozzák. A hazai eloírásokkal megszabott legkisebb vezetékátméroket a vezetékfajta és a szolgáltatott gáz fütoértéke függvényében a 30-36. táblázat tartalmazza . Fogyasztói és csatlakozóvezetékek. A fogyasztói és csatlakozóvezetéket úgy kell méretezni, hogy 19,6 mbar (200 v.o.mm)-nál kisebb csatlakozási gáztúlnyomás esetén a létrejövo nyomásveszteség a gázméro nyomásveszteségévei együtt legfeljebb a fogyasztókészülékekre eloírt névleges csatlakozási 30-36. táblázat. Minimális vezetékátmérok Fiítc5érték 21 1 1/2 Ha~20934kJ/Nm' 3/4 3/8 21/2 Ha<20934kJ/Nm'\ (5000 kcaljNm') . (5000 kcal/Nm') Vezetékátméro, coll
1184
GÁZELLÁTÁS
gáztúlnyomásnak 20%-a, 19,6 mbar (200 v.o.mm) és annál nagyobb készüléknyomás esetén annak 15%-a legyen. A vezetékre jutó nyomásveszteséget a fogyasztói és csatlakozóvezeték között kell megosztani, elozetes számítás esetén fele-fele arányban. Városi gáz esetén számolhatunk úgy is, hogy a fogyasztói vezetéken 0,5 mbar (rv 5 v.o.mm)-t használunk el, és a méro és a biztonsági vízzár ellenállásának levonása után fennmaradt nyomásesésre méretezzük a beköto- és alapvezetéket. Membrános gázméro nyomásvesztesége névleges terhelésen legfeljebb 0,7 mbar (rv 7 v.o.mm), forgódugattyús gázméroé legfeljebb 3 mbar (rv 30 v.o.mm). A 6 m3fh-nál kisebb teljesítményu membrános mérokre általában 0,7 mbar (rv 7 v.o.mm), a 6 ... 15 m3fh teljesítményhatár közöttiekre 0,8 mbar (rv8 v.o.mm) és a 15 m3fh-nál nagyobbakra 1,2 mbar (rv 12 v.o.mm) értéket veszünk fel. A biztonsági vízzár vagy tolózár ellenállása egységesen 0,4 mbar (rv4 v.o.mm). Számítási egyszerusítésül megengedheto még az is, hogyafelhajtóerobol és a nyomásesésbol eredoként adódó nyomásveszteség számítása helyett a felszállóvezetéket átlagosan 0,025 mbar (rv 0,25 v.o.mm) méterenkénti nyomásveszteségre méretezzük. A felszállóvezeték átméroje sehol sem lehet kisebb, mint a reá kapcsolt gázméro csatlakozócsonkja, és nem lehet nagyobb, mint a csatlakozóvagy alapvezeték átméroje a felszállóvezeték kiágazási pontjában. Akisnyomású elosztóhálózatokban (amelyekben külön nyomásszabályozó nincsen) a méretezés alapjául a csatlakozóvezetékek elágazási pontjainál a gáz túlnyomását a fogyasztókészülékek nyomásának 1,2-szeresére (városi gáz), ill. 1,15-szorosára (földgáz) kell felvenni. Az elosztóhálózat maximális túlnyomása a fogyasztókészüIékek nyomásának 1,55-szorosa (városi gáz), ill. 1,32-szorosa (földgáz), vagyis a megengedett nyomásesés az elosztóhálózaton a fogyasztókészülékek nyomásának 35, ill. 17%-a. Olyan kis- és középnyomású elosztóhálózatokban, ahol a csatlakozóvezetékek nyomásszabályozóval vannak ellátva, az elosztóhálózatok nyomásesését az elozonél lényegesen nagyobbra, de ::l gazdaságosság figyelembe vételévei lehet tervezni, azonban az elosztóhálózat minimális nyomása nem lehet kisebb, mint a fogyasztókészülék nyomásának 1,2-szerese, ill. 1,15-szöröse. A méretezés alapösszefüggésébol : (30-95) ahol az átméro a
5
d=O 957
v·
,
AIV;'éreo LJp
(30-96)
összefüggésseI számítható, ahol V mér Nm3fh. A fogyasztói és csatlakozóvezetékek esetén a súrlódási tényezot nem szükséges kiszámítani, mert a vezetékátméro csak a A 5-ödik gyökével arányos, ezért a súrlódási tényezoben mutatkozó eltérés hatása nem számottevo. Ráadásul a tényleges, szabványos méretu átméro mindig nagyobb lesz a számítottnál, ezért a szabvány szerint a súrlódási tényezo értékét A= 0,024-nek lehet venni. Ezt az értéket helyettesítve a (30-96) összefüggésbe: 5
d=0,455
V
_
IV~~rf!o .
(30-97)
A vezetékátméro kiszámításához ezt a képletet egyszerusíteni lehet. A városi gáz és a földgáz surusége csak kismértékben változik (0,62 ... 0,84 kgfm3), ennek hatása az átmérore az 5-ödik gyök alatt elenyészo, ezért a metán suruségévei (0,717 kgfm3) számolva: 5
d=0,371 V I~;ér . (30-98) Ha a fogyasztói vezeték több elágazó vezetékrészbol áll, a megengedett nyomásesést az egymás után következo szakaszokra lehetoleg egyenletesen el kell osztani. Ennek legegyszerubb módja, ha minden vezetékszakasznál a teljes terhelés méretezési hossza - a megengedett összes nyomáseséssei - képezi a méretezés alapját. Ezt minden olyan vezetékszakaszra el kell végezni, amelynek terhelése különbözik egymástól. Az ellenorzo számításkor minden szakasz nyomásveszteségét külön kell kiszámítani, és azokat összesíteni kell. Felszállóvezeték méretezésekor 0,8-nál kisebb relatív suruségu gáz esetén a súrlódási nyomásveszteség egyenlonek veheto a felhajtóero okozta nyomásnövekedéssel. A felhajtóerobol származó nyomásnövekményt osztva a felszállóvezeték egyenértéku csohosszakkal növelt méretezési hosszával, adódik az 1 more eso nyomásveszteség. A kisnyomású csovezetékek számítási összefüggéseit diagramokban és táblázatokban dolgozták fel, amelyek a méretezési segédletekben megtalálhatók. Közép-, nagyközép- és nagynyomású vezetékek. Kisnyomású és olyan középnyomású elosztóhálózatok méretezésekor, amelyeknél a nyomásváltozásból adódó térfogatváltozás elhanyagolható, a méretezés menete a fogyasztói és csatlakozóvezeté-
GÁZOK SZÁLLíTÁSA,
kével azonos. Elosztóhálózatok esetében a nagyobb átmérok miatt a súrlódási tényezo érté két ).= 0,020nak vehetjük, tehát 5
d= 0,438 V lV~;reo
(30-99)
A fogyasztói és csatlakozóvezetékekre megadott módon egyszerusített képlet:
1185
ELOSZTÁSA
végnyomása akkora legyen, hogy az elosztóhálózat, ill. a fogyasztóberendezések muszakilag kifogástalanul muködhessenek. A térfogatváltozás nem hanyagolható el, ezért a méretezés alapösszefüggése : 2
2
2
(30-101)
Az átmérot kifejezve, d= 11,04
V ~. (30-100) d=0,357 ~~ Nagyközép- és nagynyomású vezetékben a kiindulási nyomást a gáztermelo berendezés szabja meg. A vezetéket a maximális kiindulási nyomásra kell méretezni. A nyomásveszteséget úgy kell megállapítani, hogy a vezeték végén a nyomás, az eros ingadozások elkerülése végett ne legyen kisebb. a kezdeti nyomás 30%-ánál. Csotávvezetékek esetén gazdaságossági számításokkal kell eldönteni a közbenso nyomásfokozó állomások szükségességét. A csotávvezeték minimális
1
Pe-Pv=A d Wr/loPo·
A1V~éreo
P~-P~- .
(30-102)
A közölt összefüggések alkalmasak az átméro meghatározásán kívül az adott vezetéken szállítható gázmennyiség vagy a létrejövo nyomásveszteség kiszámítására, ellenorzésére. Nem követünk el jelentos hibát, ha a súrlódási tényezo érté két a
(ft
A= 0,0094
(30-103)
összefüggéssel helyettesítjük, amelyben a cso belso átméroje m-ben helyettesítendo.
30.5. A csohálózat szerelése, csoanyagok és szerelvények A fogyasztás céljára megfelelo égheto gázokat a termelés helyérol zárt csovezetékrendszeren keresztül szállítják a felhasználás helyére. A felhasználható csovezetékeket és szerelvényeket a szállítandó gáz tulajdonságaitóI, nyomásától, valamint a csovezetékre ható fizikai és kémiai igénybevételtol függoen kell kiválasztani. A földgáz széles köru elterjedése miatt a városi gázra készülo hálózatokat is úgy kell elkészíteni, hogy az alkalmazott szerelési technológia késobb alkalmassá tegye földgáz szállítására is.
30.5.1. Gázvezeték szerelése Távvezeték szerelése. Közép-, nagy közép· és nagynyomású földgáz-távvezetékeket kizárólag acélcsövekbol szabad készíteni. Kisebb átmérok esetén a vezetéket varrat nélküli vezetékcsobol (MSZ 123), szükség esetén nagyobb szilárdságú vezetékcsobol (MSZ 124, MSZ 125 és MSZ 13 126), ill. nagyobb csoátmérok esetén, amelyekre varrat nélküli cso már nem készül, kelloen méretezett acéllemez csobol kell készíteni. A lemezcsövek 77 Az épületgépészet
kézikönyve
anyaga A 37 és A 42. A lemezbol hegesztett cso készülhet hossz- és keresztirányú vagy spirálhegesztéssei, a hegesztési szabványok eloírásai szerint. A vezetékek irányváltozásait a vezetékcso meghajlításával vagy elore gyártott ívcsövek beépítéséveI kell megoldani. A varrat nélküli vezetékcsobol hajlított csöveket hideg hajlítással kell készíteni. Hajlításkor figyelemmel kell lenni arra, hogy a keresztmetszet ne deformálódjék. Az irányváltozás, az elágazás és az átmérováltozás hegesztett idomdarabok alkalmazásával is megoldható. A földgázelosztó vezetékhálózatba az egyes szakaszok leválasztására, továbbá a görény kezelo és lefúvatóállomásokba elzárószerkezetként általában az üzemnyomásnak és az üzemeltetés módjának megfelelo kivitelezésu és típusú tolózárakat kell szerelni. Ha fokozott üzemi biztonság szükséges, az eloírtnál eggyel nagyobb nyomásfokozatú tolózárat kell beépíteni. A tolózár átmeno keresztmetszete szukítetlen legyen. Szabadban vagy aknában emelkedoorsós kivitelu tolózárakat kell alkalmazni. Földbe fektetett, nem emelkedo orsójú tolózár szárát fedeles öntöttvas védoszekrénnyel kell burkolni. Földbe fektetett elosztóvezetékekbe csapokat beépíteni nem szabad.
1186
GÁZELLÁTÁS
Ha a vezetékben veszélyes túlnyomás jöhet létre, biztonsági szelepet kell beépíteni. A földbe fektetett földgázvezetékekhez menetes csavarkötéseket alkalmazni nem szabad. A csoszálak összekötése, peremek, ívek felhegesztése autogén, elektromos ív vagy vegyes hegesztésseI végezheto. A csavarmenetes kötések tömítoanyaga valódi míniumos kender. A peremes kötések tömítoanyaga grafitos faggyúval átitatott kentaur vagy taurillemez, muszakilag indokolt esetben GRT 50 jelzésu olaj- és benzolálló gumigyuru. A vezeték fektetéséhez szükséges árkot közvetlenül a fektetés elott kell kiásni, és a felszíni vizek befolyásától védeni kell. Az árokfeneket a vezeték lejtésének megfeleloen kell kiképezni, és ki kell egyengetni, hogya vezeték végigfeküdjék rajta. A vezeték csöveit eloregyártó telepen vagy az árok mellett görgokön forgatva kell duplázni, ill. triplázni. Az így kialakított szálakat NÁ 350 felett ugyancsak az árok mellett, NÁ 350 alatt az árkon keresztbe fektetett gerendákon kell helyszíni varratokkal összehegeszteni. Az árok mellett hegesztett helyszíni varratok elkészítéséhez, ha szükséges, fejlyukakat kell kiképezni. A vezeték árokba fektetése elott szilárdsági nyomáspróbát kell tartani. Ugyancsak fektetés elott kell - szükség szerint - a varratok radiográfiai vizsgálatát is elvégezni. Az összehegesztett vezetékszakaszok gyárilag készített szigetelését meg kell vizsgálni, és a sérüIt helyeken, valamint a hegesztések helyén újra kell szigetelni. A csöveket lehetoleg napsütésmentes idoben kell az árokba fektetni. A lefektetett vezetékszakasz felfekvését és szigetelését ellenorizni kell, és az esetleges hibákat ki kell javíiani. Fektetéskor gondoskodni kell arról, hogy a vezeték oldalirányban hullámosan feküdjék és így meglegyen a dilatációs képessége. Ezután a vezetéket az árokban végzett hegesztések helyének szabadon hagyásával földdel vagy nem megfelelo (köves, törmelékes) föld esetén homokkal kell befedni, gondosan ledöngölve a vezeték alá és mellé kerülo anyagot. Ezt követoen kell elvégezni a szerelvényekkel egybeépített vezeték tömörségi nyomáspróbáját. Csak a belsoleg kitisztított, kipróbált és megfelelonek bizonyult vezetéket szabad betemetni. A földet 15 cm-es rétegben kell az árokba tölteni és rétegenként kell döngölni. A lefektetett távvezeték sarokpontjait, tolózárait és vízgyujto edényeit 2 m magas jelzotáblákkal kell megjelölni. Burkolt úttestek és vasúti vágányok alatti keresztezésnél a vezetékeket burokcsobe kell helyezni. A burokesonek a keresztezéseknél mindkét oldalon·
egy-egy méterrel kell túlnyúlni, végeit bitumenes tömítésekkel kell lezárni, és a magasabbik végét legalább 2" átméroju ellenorzo csovel kell ellátni. Ha a burokcso 10 m-nél hosszabb, mindkét végére ellenorzo csövet kell szerelni. Az ellenorzo csöveket a talajszintig kell felhozni, kupakkal kell lezárni, és megfelelo védelemmel kell ellátni (30-58. ábra). A burokcsövet kívül a· földgázvezetékkel azonos módon kell szigetelni. Fo vasúti vágányok és ezekbol kiágazó iparvágányok alatti átvezetésnél az MSZ 7552-62, közutak feletti átvezetésnél az MSZ 7487/3. Iap-63, közforgalmú hídszerkezeteken és hídszerkezetek alatti átvezetésnél az MSZ 7487/4., 5. lap eloírásai szerint kell eljárni. Épületen belüli gázvezeték szerelése. A gázvezetéket épületen belül lehetoleg a falon szabadon, csobilincsekbe fektetve kell szerelni. Szükség esetén a vezeték horonyba is szerelheto, az eloírások betartásával. A szerelési csomópontokat, irányváltozásokat az ide vonatkozó szabványok és típustervek alapján kell kivitelezni. A vezetéket a falsíkkal párhuzamosan, annak görbületét követve vagy a falra, ródémre merolegesen kell szerelni. A faItóI való elá!lás egyenletességére ügyelni kell. Epületen belüli új gázvezetékek acéIcsobol és csak hegesztéses technológiával készíthetok. Menetes, ill. oldható kötés csak a szerelési csomópontoknál lehet, ezek tömítését benzinálló tömítoanyaggal kell végezni. Az irányváltozások hajlítással (R= ~ 3D) vagy ívcsobehegesztéssel, a T elágazások hegesztéssel készíthetok. A vezetéket úgy kell szerelni, hogy felesleges ellenállások ne csökkentsék a hálózati gáznyomást. Városi gáz esetén a vízszintes vezetékszakaszokat kb. 5%o-es lejtésseI kell szerelni a vízgyujtok (víz-
1 % 30-58. ábra. Szellozocso J
védoburkolat; 2 gyöngykavics; 3 szellozocsó
A CSOHÁLÓZAT
SZERELÉSE,
CSOANYAGOK
ÉS SZERELVÉNYEK
1187
zsákok) irányában. A vezetéken behajlás, vissza- (~30000 ... 60000 v.o. mm) nyomású gázelosztó vezetékrol ellátott csatlakozó. esés ne legyen, mert a gázból kiváló kondenzátum üzemzavart okozhat. Padlócsatornában, vízcsatorLakó- és kommunális épületbe (lakóház, iskola, nában, fagyveszélyes helyen nagyobb lejtéssei kell kórház, irodaház, óvoda, üzletház stb.) csak kisa vezetéket szerelni. nyomású csatlakozóvezeték viheto be. A leggyakoA csonek a faltól való elállása a csotengelyhez ribb szolgáltatási rendszer a szabályozott kisnyoviszonyítva kb. 1...1,5D legyen, de a fal és a cso mású gázelosztó vezetékrol való gázellátás. Ez széle között minimálisan 2... 2,5 cm távolságot kell esetben a bekötés után nem szükséges nyomásszahagyni. bályozás. Szabadon szerelt vezeték felerosítésére csobilinA nem szabályozott kisnyomású gázelosztó vecset használnak. A bilincsek gipszbe, nedves he- zetékrol való gázellátás esetén a bekötovezetékbe lyiségben cementbe rakandók. Horonyba fektetett (egyedi nyomásszabályozó) vagy a gázméro elott vezetékhez a vezeték méreténél egy mérettel na- lehet nyomásszabályozót beépíteni. gyobb csohorog használandó. Függesztve szerelt Középnyomású csatlakozót csak a lakó- és a vezetéket függesztovassal meghosszabbított szárú kommunális épületek külso falsíkjáig (ill. a külso csobilinccsel vagy kötovas szalaggal kell a menyfalsíkon levo és külso ajtajú, a nyomásszabályozó nyezetre erosíteni. elhelyezésére használt fülkéig vagy helyiségig) lehet Bilincsezést, faláttörést stb. úgy kell készíteni, vezetni, és csak akkor, ha a szabályozó az ún. egyedi hogya megfogási távolság l"_ig kb. 1,5 m; 514 ... nyomásszabályozó kategória alatt marad. 1 1/2" között kb. 1,8 m; 2"-tóI pedig kb. 2,0 m leAz egyedi nyomásszabályozó kategória felso gyen. A felszálló- és leszállóvezeték-szakaszokon csak a készülék- vagy vezetékcsatlakozáshoz ké- határa jelenleg 23,25 kW (20000 kcalih) maximális szült T idomnál kell bilincset szerelni, de 2,5 m-nél szabályozóteljesítménynek felel meg (MSZ 11414/2. hosszabb vezeték esetén még egy megfogás szük- lap). séges. Az egyedi nyomásszabályozó elhelyezheto vízAz elkészült vezetékrendszert az illetékes gáz- mentesített aknában, az épület külso falára helyeszolgáltató vállalat képviselojének jelenlétében nyo- zett szekrényben vagy külso fali, tuzbiztosan levámáspróba alá kell vetni, és csak a sikeres vizsgálat lasztott helyiségben (üreges tégla falú épület esetén után festheto be. az utóbbi két megoldás nem alkalmazható). A külso Csatlakozóvezeték. A csatlakozóvezeték a köz- faliszekrény vagy a külso ajtó tuzálló legyen, és területen levo gázelosztó vezetéktol a fogyasztói felso részén szellozo-furatokkal kell ellátni. gázméroig, ill. gázméro hiányában a fogyasztói foA nyomásszabályozó csak közvetlen muködésu csapig szállítja a gázt. A csatlakozóvezeték tarto(segédenergia nélküli) lehet. Kerülovezetéket nem zékai a beépített elzárószerelvények, a vízgyujto, az szabad beépíteni. A szabályozó szellozovezetéke a esetleges nyomásszabályozó állomás, a gázméro, talajszinttollegalább 3 m magasságban legyen kiill. a fogyasztói focsap. vezetve úgy, hogy nyílása vízszintes vetületben legA szállított gáz nyomásától függoen, a nyomás- alább 1 m-re legyen a nyílászáró szerkezetektol. fokozatnak megfelelo csatlakozóvezetékek meg- A vezetéket védeni kell a csapadékvíz és szennyenevezése: zodés bejutása ellen, valamint a végét belobbanásgátló szerkezettel is el kell látni. - szabályozott kisnyomású csatlakozóvezeték A csatlakozóvezeték a szabályozóig külso fal(egyszeruen : csatlakozó) az, amely a szabályos névleges készülék csatlakozási nyomásnak [városi gáz horonyban vagy falazott hoszigetelo burkolatban esetén: 8,33 mbar (85 v.o. mm), földgáz esetén: vezetheto. Szabadon álló csövet a szabályozóba 24,5 mbar (250 v.o. mm)] megfelelo nyomású gáz- felvezetni tilos. Ilyen esetben a szabályozó elotti elosztó vezetékrol [városi gáz esetén: 11...13 mbar (középnyomású) csatlakozót pincébe veretni tilos. (~ 110 132 V.o. mm), földgáz esetén 28 ... 33 mbar A kivésett falhornyot a cso behelyezése elott cementhabarccsal simára kell vakolni. A csatlakozó(",280 330 v.o. min)] ágazik le; - kisnyomású csatlakozó az 50 mbar-nál (~ 500 vezeték mérete a szabályozó névleges teljesítmév.o. mm-nél) kisebb, de helyi szabályozást igénylo nyéhez szükségesnél nagyobb nem lehet. nyomású gázelosztó vezetékrol ellátott csatlakozóAz egyedi szabályozószekrénynek vagy fülkéjének vezeték; elhelyezésére és magasságára nézve az az irányadó, - középnyomású csatlakozó az 50 mbar .. .3 bar hogy álló helyzetben elérheto és benne a kezeléshez (~500 ... 30000 v.o. mm) nyomású gázelosztó veze- elegendo hely legyen. A szekrény (fülke) alsó szintje tékrolleágazó csatlakozó; a járdavonal felett legalább 30 cm magasságban - nagyközépnyomású csatlakozó a 3... 6 bar legyen. A szekrényt (fülkét) megbízhatóan le kell 77*
1188
GÁZELLÁTÁS
zárni. Jóllátható helyen tuzveszélyre figyelmezteto táblát keIl felszerelni. A szabályozó mindkét oldalára elzárószereIvényt keIl szerelni úgy, hogy ezek zárt állásában a szabályozó kiszerelheto legyen. A kilépooldalon nyomásméro csonkot kell kiképezni. A kiléponyomás csak a névleges készülékcsatlakozási nyomásnak megfelelo kisnyomás lehet. Épületek zárt sorú beépítése esetén a szabályozó szekrénye vagy fülkéje a falsíkból nem állhat ki. Akilépooldali vezeték be a szekrény vagy a fülke elhagyása után, az épület más helyiségébe való belépés helyén (elotér, folyosó, pince stb.) tisztító T idom, oldható kötés, szükség esetén vízzsák építendo be (a csatlakozók épületbe vezetésére vonatkozó eloírások szerint). Ha más megoldás hiányában a csatlakozóvezeték a szabályozótóI külso falhoronyban halad tovább, akkor az elozoekben leírt kiképzést a falhoronyból az épületbe bevezetés helyén kell elkészíteni. A szabályozó mind a bemeno-, mind a kimenooldal felol nézve magasponton legyen. Bekötovezeték. A bekötovezetéket úttest alatt a gázelosztó vezetékre, járda alatt pedig a telekhatárra (épületfalsíkra) meroleges nyomvonalvezetéssel kell szerelni. A bekötovezetékbe a telekhatáron (közterületi beépítés esetén épületen) kívül foelzárót kell beépíteni. A foelzáró a szabályozott kisnyomású csatlakozóvezetékben NÁ HX>-igtúlnyomórészt biztonsági vízzár, más, NÁ 100 feletti és nagyobb nyomású csatlakozóvezetékben pedig tolózár (30-59. ábra). A foelzáró (bármilyen rendszeru) mindig magasponton legyen. A bekötovezetéknek a gázelosztó vezetékhez csatlakozó szakaszát (vagyis az elosztóvezeték és a foelzáró közötti szakaszt) mindig az elosztóvezeték felé esésseI kell fektetni, de úgy, hogy az elosztóvezetéken a leágazás ne kerüljön a vízszintes felezosík alá, hanem lehetoleg mindig a fölött legyen. A foelzáró és az épület közötti szakaszt az épület (a beépítéskor elhelyezett tisztító-idom vagy vízzsák, T idom) felé lejtésseI kell készíteni. Ha a vezeték külso falhoronyban csatlakozik az épülethez (alápincézetlen vagy 0,8 m-nél magasabb alagsori szintu épületen), akkor 5 m-nél kisebb hossz esetén a foelzáró felé lejthet. Ennél nagyobb távolság esetén az épület elott (a mélyponton) vízgyujtot kell beépíteni. Biztonsági vízzár és vízgyujto együttes beépítését a 30-60. ábra szerint kell készíteni. Bekötovezeték épületbe csatlakozásának kivitelezésekor a következo megoldások fordulhatnak elo (30-61. ábra):
30-59. ábra. Gáztolózár beépítése
- a vezeték egyenletes lejtésseI haladva csatlakozik az épülethez [alagsorban, pincében; 30-61. aj ábra]; - a vezeték az épületet elérve, annak külso falán horonyban halad tovább az alsó szint padlóvonala felett legalább 30 cm magasságig, s itt faláttörésen keresztül csatlakozik az épületen belüli vezetékrendszerhez [alápincézetlen épületben, falhoronyban, vízgyujto szükséges, ha x> 5 m; 30-61. b) ábra]; - a bekötovezeték az épületen belül kiképzett aknában csatlakozik a belso vezetékrendszerhez. Az akna mérete legalább 0,8X 1,0 m legyen, az aknában vízzsák, vagy oldható kötés nem lehet [alápincézetlen épületben, aknában; 30-61. ej ábra]; - a vezeték az épület külso falán (vagy kapualjban) horonyban halad tovább. Ezt a megoldást csak akkor szabad alkalmazni, ha az elozo bekezdésekben említett megoldások közül egyik sem valósítható meg [mélyen fekvo, alápincézetlen épületben, 30-61. ci) ábra]. Földgázvezeték esetében vízgyujto nem szükséges. NÁ 100 felett biztonsági vízzár helyett tolózárral készül. A bekötovezeték épületbe csatlakozásakor (a faláttörésnél) burokcsövet kell elhelyezni. A vezeték és a burokcso közötti részt bitumenes kenderkötél vagy ezzel egyenértéku tömítéssel kell kitölteni a talaj, ill. az alapfal várható süllyedése miatt. Talajvizes területen tömszelencés tömítést kell alkalmaZnI. Az épületek gázbekötésének elkészítése a Gázmuvek feladata. A bekötés elott a Gázmuvek köteles meggyozodni a vezeték tömörségérol. A csatlakozóvezeték összekötése után a vezetékbol a levegot ki ken fúvatni. Ennek menete az, hogya legtávolabbi és legmagasabb ponton nlÍnden egyes felszállóvezetékbol a levegot 3/4" átméroju gumi-
A CSOHÁLÓZAT
SZERELÉSE, CSOANYAGOK
~1~
.'
o'
'o o',
,"
"
"
"
,II
lil .oo
o', o? o~
o;
ÉS SZERELVÉNYEK
1189
.
o
I1I 1'1
III
'"
o"
0,° o'
Q: 0, •
o
." ;).i
~.l
av
o: . O'
o. o: "
:,,
.: ~'.O-': : '. o:o·o.o:.~o .~.~(;_::;"0
, ',')
.:>
.'~".';':
"
6"
c "-.J:
>,'.o,~
30-60. ábra. Biztonsági vízzár és vízgyÜjtö egyÜttes beépítése
csiivel a külso szabad levegore vezetik ki. Ezt addig kell folytatni, amíg levegomentes gáz áramlik ki a csovezetéken. Errol nyílt lánggal meggyozodni a legszigorúbban tilos. A kilevegozésre a fúvászajában beálló hangváltozásból vagy szaglással kell következtetni, majd ezt követoen az ME 26-55 függelékét képezo IME 27-55 szabályzat 3.02 pontjában leírtak szerinti gázminta vételévei és elemzésével kell meggyozodni róla. Zárt térbe, lakásba gázvezeték-kilevegozést végrehajtani tilos. A kilevegozés ideje alatt tilos a dohányzás, villanykapcsoló, csengo vagy bármely szikrát (pl. hutoszekrény) vagy tüzet eloidézo berendezés használata. A kilevegozés után a vezetékbe a dugót vissza kell szerelni, és a gázmérok felszerelését meg lehet kezdeni. Nem helyezheto gáznyomás alá olyan lakóépület vagy bérlemény, amelybe a lakók még nem költöztek be. A lap vezeték. Az alapvezeték a csatlakozóvezetéknek a telekhatáron (épületen) belüli, vÍZszintesen szerelt, a beköto- és felszállóvezetékek közötti része. Udvaron (kertben) földbe fektetve, épületen
belül szabadon szerelve kell készíteni. Alapvezetéket körvezetékként kialakítani tilos. Földbe fektetett alapvezetéket az épülettol eloírt távolságban csak az épülettel párhuzamosan vagy arra merolegesen lehet vezetni. Törekedni kell a leheto legrövidebb vonalvezetésre és a leágazások csökkentésére. Alápincézetlen kapubejáróban, ill. kapubejáró feltöltésében az alapvezetéket csak védocsoben lehet elhelyezni. A védocso mindkét oldalon legalább 0,5 m-rel nyúljék túl a falsíkon. Épületen belül az alapvezeték földbe (feltöltésbe) nem szerelheto. Pincében vagy szereloszinten is csak akkor szabad vezetni, ha az legalább 1,7 m magas és szabadba szelloztetheto. A vezetéket falon kívül csobilincsbe fektetve, attól elszigetelve, lehetoleg a legkevesebb irány töréssel kell szerelni. Amennyiben a falhoronyban vezetés nem kerülheto el, akkor a horonyba be- és kilépés lehetoleg azonos szinten és egymásba nyíló helyiségekben legyen (a vezetéknyomvonal késobbi könnyu azonosítása végett). A nyitott falhorony ban való vezetés a célszeru. Az alapvezetéket a falsíkon úgy kell bilincselni,
1190
GÁZELLÁTÁS
aj
min.5%"
..
min. 5%"
100+100
Bekiffó'-vezefék [/oszfó- (közmtÍj vezeték
x
bJ
ej
d)
min.
5%"
min.
5%"
min. 5%0
min. 5";'.,
min. 5%0
30-61. ábra. Gázvezeték 6piiletbe lépésének vázlatai
hogya vezeték vízszintes síkjában a falon belül más elvakolt vezeték (víz, elektromos vezeték stb.) ne legyen. A gázvezeték más, szabadon vagy horonyban szerelt vezetékétol minimálisan 1,5D távolságban szerelendo. Szabadon szerelt, párhuzamosan haladó csatornától és robbanásveszélyes anyagot szállító vezetéktol - ha a helyiség egyébként nem A vagy B tuzvédelmi osztályú - 0,5 m távolságot kell tartani. Ha az alapvezeték horonyban vagy szabadon szerelt egyéb vezetéket keresztez, akkor mindig a gázvezetéknek kelI kívül kerülnie. A szerelési távolság az elobb említett 1,5D-nél kisebb
nem lehet. Függoleges szennyvízcsatornát a fal feloli oldalon, be nem vakolt, szabadon hagyott horonyban kell megkerülni. Alapvezetéket szereloszinten vagy szereloaknában csak akkor lehet szerelni, ha annak homérséklete 40 oc -nál alacsonyabb. Ha futési vezeték is halad a szereloszinten, azt feltétlenül hoszigetelni kell. A gázvezeték és a futési vezeték közötti távolság legalább 250 mm legyen. A gázvezeték villamos vezetékkel közös szereloaknában vagy falhoronyban nem szerelheto. Az alapvezeték legmélyebb pontján (lehetoleg
A CSOHÁLÓZAT
SZERELÉSE,
CSOANYAGOK
az épületbe való belépéskor vagy szembetííno elágazási ponton) vízzsákot vagy földbe fektetett vezeték esetén vÍZgyujtot kell beépíteni. Száraz gáz esetén csak tisztító T idom beépítése szükséges. A vezeték a vízzsák felé 5%o-eslejtéssel szerelendo. Vízzsákot fagyveszélynek kitett helyre szerelni nem szabad. Az alapvezetéken készített vízzsákot a végén minden esetben 318" -ra szukített könyökkel és dugóval kell ellátni. A vízzsák hosszát mindig a vezeték mérete határozza meg. A szabály az, hogy a szükséges hossz a vezeték belso átmérojének 10szerese + 10 cm legyen. Vízzsákok kiképzését mutatja a 30-62. átlra. Az alapvezeték szerelésekor, pincében 60 cm-nél vékonyabb faláttörésekben a csövet bitumenes szigeteloréteggel (vagy lemezzel egyenértéku anyaggal) szigeteini kell. A 60 cm-nél vastagabb faláttörésekben a gázvezetékre burokcsövet kell húzni. A burokcso úgy helyezendo a falba, hogya két vége a falsíktói 10-10 cm-re álljon ki és nyitva maradjon. A burokcso belso átméroje legalább 20 mm-rel legyen nagyobb, mint a gázvezeték külso átméroje. Faláttörésekbe, burokcsobe sem hajlítást, sem elágazást, sem idomdarabos cso kapcsolást építeni nem szabad. Olyan épületekben, amelyekben a vízvezetéki nyomócsohálózatot érintésvédelmi földelésként használják fel, a vÍZvezetéki nyomócsövet és a gázalapvezetéket legalább egy helyen fémesen össze kell kapcsolni. A gázvezetéket villamos érintésvédelem védovezetékeként felhasználni tilos, de megengedett e vezetéknek a gázcsovel való potenciálrögzíto öszszekötése. Felszállóvezeték. A felszállóvezeték az alapvezeték és az egymás feletti szinteken elhelyezett gáz-
ÉS SZERELVÉNYEK
1191
mérok közötti függoleges vezetékszakasz. Függolegesen, irány törés (elhúzás) nélkül kell szerelni. A felszállóvezetéket az alapvezetékrol városi gázszolgáltatás esetén mindig oldható kötéssel indítjuk. A felszállóvezetéket födémáttöréseken, olyan padlón, amely gyakran vizes felmosásnak van kitéve (cementlap, ko, beton, linóleum, PVC stb.), burokcsoben (padlóhüvelyben) kell vezetni (30-63. ábra. A burokesonek olyan hosszúnak kell lennie, hogy a födém közepétol a padló magasságán túl 10 cmre kiálljon. A burokcsövet a padlótól 8 cm magasságig homokkal, a még megmaradó 2 cm-t pedig bitumennel kell kitölteni. A felszállóvezetéket kettos fódémen (álmennyezeten) csak mindkét oldalon túlnyúló átmeno burokcsoben lehet átvezetni. Átmeno burokcsövet kell alkalmazni üreges téglafal ban vagy üreges födémben is. A felszállóvezeték a vele párhuzamosan haladó futési vezetéktol 25 cm-re, futotesttol és más hofejleszto berendezéstol legalább 80 cm-re, vízvételi helytol, kifolyótói legalább 70 cm-re kerüljön. Ha az eloírt távolságok nem tarthatók be, akkor védofallal vagy hoszigeteléssei kell védekezni. A vÍZvételi helyek mellett védocsovel kell a felszállót
2
30-62. ábra. Alapvezetékre készített vízzsák (álló és fekvo kivitel)
30-63. ábra. Felszállóvezeték padlóhüvelyben 1 bitumen val)' kitt; 2 monolit val)' hidO&Plldló;3 homokkitöltés
1192
GÁZELLÁTÁS
védeni, amely legalább 0,1 morel a kifolyócsap fölé nyúljék (30-64. ábra). Falon kívül szerelt vilIamos vezeték keresztezésekor vagy áramméro mellett a gázvezetéket PVC vagy ezzel egyenértéku szigeteléssel (pl. PVC fóliával vagy PVC burkolócsovel) kell ellátni. Felszállóvezetékeken 3 m szintmagasságig 1 db bilincset kell elhelyezni, közvetlenül az elágazó T kihagyás alatt; 3 m belmagasságon felül 2 db-ot. Ha a gázmérohely a felszállóvezetéktol távolabb van vagy a felszálló a gázméro jobb oldalán halad, akkor a méro részére vízszintes elhúzást kell készíteni. Mennyezet alatti elhúzás esetén visszaejtett leágazás szerelendo. Az elhúzás mindig a felszálló felé lejtsen (30-65. ábra). A mérok szerelési magasságát a 30-37. táblázat tartalmazza. Fogyasztói vezeték. A fogyasztói vezetéket is falon kívül, a falhoz és a födémhez képest párhuzamosan vagy merolegesen kell szerelni. A vezeték vÍzszintes szakaszai a födémtol legalább 20 cm-re legyenek, a könnyu hozzáférhetoség és szerelés végett. Ha csak alacsony vonalvezetésseI helyezheto el, akkor magassága a padló hoz képest legalább 20 cm legyen. Ügyelni kell arra, hogy a vezeték a faltól egyenletesen álljon el és kövesse a fal görbületét és tagoltságát. Fogyasztói vezetékhálózatot körvezetékként kialakítani nem szabad. A fogyasztói vezeték a gázméro kiömlocsonkjára szerelt kötésnél kezdodik és a fogyasztókészülékig tart. Méro nélküli fogyasztás esetén a készülék elotti elzárócsappal kezdodik. Az elzárócsap elhelyezésekor a következoket kell betartani: - ha a felszálló- (csatlakozó-) vezeték a gázfogyasztó berendezéssel (tuzhellyel) azonos helyiségben halad, akkor az elzárócsap a készülék elé szerelendo; - ha a felszálló- (csatlakozó-) vezeték a gázfogyasztó berendezéssel (tuzhellyel) nem azonos
428IjI
---
-
4500 00 1710 1720 230 1680 1600 Fogyasztóvezeték 1750 600 1600 1730 1600 230 I Két cso középtávolsága,
I
30-64. ábra. FelszáIló védocsoben vizes szerelvény mellett
helyiségben vagy attól 5 m-nél nagyobb távolságban van, akkor az eIzárócsapot a leágazás pontján kell beépíteni, a gázméro-csatlakozással azonos (160 cm) magasságban. Fogyasztói vezetéket nedves gáz esetén (pl. városi gáz) a gázméro felé lejtéssei kell szerelni. A vezetéknek a fogyasztó készülék részére szerelt végzodését a készülék csatlakozásának megfeleloen kell kialakítani. Ehhez a szakaszhoz kapcsolódik a készülék kötése. A vezetéket nem szelloztetheto helyiségeken, ál'mennyezetben és hozzáférhetetlen helyiségeken át-
30-37. táblázat. Gázmérok szerelési magassága mm T középig
Gázméro névleges Szerelési magasság, mm
teljesítménye,
I
Ha a gázméro fölött villanyméro is van
-----
1010 4230 9230 00 00 1020 500 900 1030 600 1050 900 Szabványkötés
-
900
m3fh
A CSOHÁLÓZAT
SZERELÉSE, CSOANYAGOK
-~-.
,.----
,.----
1193
ÉS SZERELVÉNYEK
---.
.,.JI';
He/II fe/en
Helyes
Ife/yle/en
Helyes
30-65. ábra. Visszaejtés
vezetni nem szabad. Ha ez elkerülhetetlen, akkor mindkét oldalon 5-5 cm-rel túlnyúló és egyik oldalon tömített burokcsobe kell helyezni.
30.5.2. Szerelési anyagok, szerelvények, tömÍtések A csovezeték anyagai. Gázvezetékként NÁ 100 alatt MSZ 120/2. szerinti méretu, A35 anyagminoségu (mubizonylattal ellátott) vagy MSZ 122 szerinti minoségu gázcso alkalmazható. Kereskedelmi minoségu (AOO anyagú) cso nem használható, mivel az az MSZ 2940 szerint csak veszélytelen folyadékok és gázok szállítására alkalmas. A gázcsöveknek ki kell elégíteni az MSZ 29/2. lap (Minoségi vezetékesövek. Követelmények) szerinti anyagösszetételi eloírásokat. Ennek megfeleloen az A35 vagy az A45 anyagminoségu csövek használhatók csak. Az A45-nél nagyobb széntartalmú anyagból (A55, A65) készült csövek szintén nem használhatók. NÁ 100 feletti csoméretek esetén (ahol karimás kötéseket kell alkalmazni, ill. a vezeték nem kisnyomású) más, az MSZ 29/2. lap követelményeit kielégíto csominoség is alkalmazható. Ilyen az MSZ 2898 szerinti ún. forrcso vagy az MSZ 3741 szerinti spirálvarratú cso. Gázvezeték céljára már felhasznált, bontott anyagból származó csovezeték nem használható fel.
A burokcsövek (védocsövek) és csohüvelyek anyaga a csovezetékek anyagával lehetoleg azonos legyen. Amennyiben azt a körülmények szükségessé teszik (pl. magnezit padlóban, áram méro mellett vagy szabadon szerelt villamos vezeték keresztezése esetén) PVC burokcsövet kell használni. Csoidomok és kötöelemek. Gázvezetékek irányváltozását gyárilag készített ívekkel vagy a csoanyagból hajtással elore gyártott ún. patent ívekkel lehet megoldani. Használhatók a vezeték anyagaból készült ún. szeletelt ívek is. Szükség esetén menet es idomokat is lehet alkalmazni. Kis görbületi sugarú, menet es csatlakozás ú könyökidomokat és Tesöveket csak a gázméro és a fogyasztókészülékek kötéseihez szabad alkalmazni. NÁ 1 1/4" alatt patent ív nem használható. Az irányváltozást a vezeték hajlításával kell készíteni. A gázvezetékek átmérováltozásait (szukítoit), gyárilag készült (préselt) varrat nélküli csoidommal vagy a csoanyagból hegesztéssel készült szukítokkel lehet megoldani. Elzárószerelvények. A vezetékszakaszokba beépítendo szerelvények csatlakozómérete és szabad átömlo-keresztmetszete lehetoleg egyezzék meg a vezeték belso átméroje által meghatározott mérettel. Földbe fektetett vezetékszakaszokba - a vezetékátmérotol és a gáznyomástól függoen - elzárószerelvényként biztonsági vízzárat vagy nem emelkedo orsós tolózárat kell beépíteni. Szabadon szerelt vezetékszakaszokhoz NÁ 80-ig
1194
GÁZELLÁTÁS
gázcsapokat, ennél nagyobb csoÚtmérok esetén emelkedoorsós tolózárakat lehet alkalmazni. Szelepek beszerelését kerülni kell. Az elzárószerelvények a biztonsági vízzárak, a tolózárak és a csapok. Biztonsági vízzárat (BV) NÁ lOO-nál kisebb, szabályozott kisnyomásÚ csatlakozóvezetékekbe szabad beépíteni (a legmagasabb ponton). A gáz útja az edénybe töltött, aránylag kis mennyiségu (kb. 2 .. .4 1) vízzel zárható. Mivel csak hegesztett technológiával· készült csovezeték alkalmazható, a vízzár is csak acélcsobol és lemezbol készülhet. A vÍzzár kialakítása a 30-66. ábrán látható. Nagyobb átméroju (általában NÁ 80-nál nagyobb) vezetékeken a gázáram zárására alkalmazható tolózár is. Városi- és földgázvezetékekbe építendo tolózárakra vonatkozó eloírásokat az MSZ 11414/1. tartalmaz. Ezek szerint a zárógyuru és ékemelo anyag 5-ös ónbronzból (Bz5; MSZ 710), az orsó acélból (A50.!1; MSZ lll) lehet. TömÍtolemezként azbeszt lemezt, benzinálló gumilemezt (MSZ 1683) vagy neoprént, tömszelencetömítésként pedig grafitos, faggyús azbeszt-zsinórt vagy -kötelet kell használni. Kis- és középnyomású gázvezetékek zárására az MSZ 28~H szerinti (szürkevasöntvény), az MSZ 2885 szerinti (acélöntvény) lapos házú éktolózár, valamint az MSZ 2883 szerinti (szürkevasöntvény) ovális házú éktolózár alkalmazható. Ezeken túlmenoen más, az MSZ 11414/1. lap muszaki és az MSZ 11413 tömörségi követelményeinek megfelelo tolózár is alkalmazható az illetékes gázszolgáltató hozzájárulásá val.
-
Földbe fektetett tolózárak csak nem emelkedo orsós kiviteluek lehetnek (B típus). A szabadon szerelt tolózárak emelkedoorsós kiviteluek (A típus) legyenek a zárt, ill. nyitott állás gyors felismerése végett. A gázfogyasztó készülékek elé vagy méretlen gázfogyasztás esetén az alapvezetékbe átmeneti gázcsapot, a gázmérok elé sarok-gázfocsapot (MSZ 5790) kell szerelni. Átmeneti gázcsapként az MSZ 5788 szerinti BB (belso-belso menetes csatlakozású) csapokat kell alkalmazni. Kisebb gázfogyasztó készülékek (pl. Bunsen-égo) gumitömlos csatlakozására egy- vagy kétágú gáztömlocsapokat szerelnek (MSZ 5785, MSZ 5786, MSZ 5787). 1pari (50 és 100m3 /h teljesítményu) gázmérok NÁ 80-as, ill. NÁ lOO-as gázmérokötéseibe az MSZ 4576 szerinti karimás tömszelencés elzárócsapot kell beépíteni. A földbe fektetett gázvezetékbe (a lecsapódott kondenzátum összegyujtésére) acéllemezbol, szabványos méretben készített vÍZgyujto (30-67. ábra) edényt kell beépíteni. Az összegyuIt csapadék a szívószáron keresztül kiszivattyÚzható. Csöfelerosítések. A csovezetéket kétrészes csobilincsekkel lehet a falhoz rögzíteni. A falhoronyba szerelt vezetéket csohoroggal kell megfogni. A mennyezet alatti függesztett vezetéket függesztovassal kell felerosíteni. A függesztovasat laposvasból a függesztés hosszúságának és a cso átmérojének megfelelo méretben muhelyben kell eloállítani. Tömítoanyagok. Városi (nedves) gáz esetén a menetes kötések tömítésére szálas kendert és lenolajkencét használnak. Földgázvezetékek szerelésekor (a csokapcsolások tömítésére) csak olyan tömítoanyagot szabad felhasználni, amely nem szárad ki és benzinálló. Menetes kötésekhez bepárlással 5 oE-ra besurített lenolajos vagy grafitos faggyús kender hasz-
---
30-66. ábra. Biztonsági vízzár (BV)
30-67. ábra. Csapadékgyujto
(V)
A CSOHÁLÓZAT
SZERELÉSE,
CSOANYAGOK
ÉS SZERELVÉNYEK
1195
nálható. Ezek a tömítoanyagok a menetes kötése- tése elott kell elvégezni, a vizsgálat eredményét ket könnyen oldhatóvá teszik. (A grafitos faggyú jegyzokönyvben kell rögzíteni. A jegyzo könyvhöz mellékelni kell a csovezetékek, 1 1 meleg, oldott faggyú és 20 dkg grafitpor kevecsoidomok és szerelvények minoségi bizonyítváréke.) Hollandi kötésekhez kb. 2 mm vastag neoprén nyát. Az átadási eljáráshoz a kivitelezo a gázvezeték vagy perbuna (benzinálló gumi) tömítogyurut kell kiviteli állapotának megfelelo D tervet adja, amehasználni. lyet az üzemelteto köteles megorizni. Ha a csovezeték hegesztésének roncsolásmentes Karimás kötésekhez a perbunán kívül használhatók még aklingerit, tauril és kentaur azbesztgumi vizsgálatát írta elo a tervezo vagy a Bányamuszaki készítmények (IT -lemezek) vagy ezekkel egyenér- Felügyeloség, be kell mutatni a vizsgálati jegyzokönyvet, a hegesztési naplót, és a kivitelezo köteles téku anyagok is. vizsgálati jegyzokönyvben nyilatkozni, hogya heSzigetelés, korrózió elleni védelem. Földbe fektetett vezetékeket korrózió ellen kétrétegu bitumenes gesztési munkákat milyen minoségu hegesztopálcákkal végezték, és hogy a hegesztés idején - 5 °C_ csoszigeteléssei kell védeni a következo módon. Az acélcsövet elobb drótkefével, majd ferrofixol- nál alacsonyabb környezeti homérséklet nem volt. A gázvezetékek szilárdsági és tömörségi nyomásoldattal a rozsdától meg kell tisztítani fémtisztára. A ferrofixolos kezelés megszáradása után a fém- próbáit az MSZ 11 413 szerint kell elvégezni. A szitiszta felületet hidegen felkenheto, bitumen alap- lárdsági és tömörségi próbákat a kivitelezo, a terüanyagú festékkel vékonyan be kell kenni. Az így letileg illetékes gázszolgáltató vállalat és a beruházó elokészített felületre kb. 160... 180 OC-ra felmelegí- közösen ellenorzi. A vizsgálatokról az összes jeltett bitument kell kb. 2 .. .3 mm-es rétegben felken- lemzo adatok és eredmények feltüntetésével jegyzoni (az alkalmazandó bitumen 60 ... 80 OC-on lá- könyvet kell felvenni. A nyomáspróbát levegovel vagy semleges gázzal gyuló legyen). A felhordott bitumenréteget üvegtextil (vagy ezzel egyenértéku anyagból készített) kell végezni. A vezeték tömörségi vizsgálatát - bevédoburkolattal kell ellátni. Az üvegtextilt kb. épített területen kívül - a szálIítandó gázzal is el 125... 250 mm szélességu csíkokban, legalább lehet végezni, ha az eloírt próbanyomás biztosítható. 20 mm átfedéssel, szorosan kell feltekercselni. Laza (Ebben az esetben a vezetéket a gázzal alaposan ki tekercselés esetén levego kerül a védoburkolat alá kell öblíteni, hogy abban gáz-levego keverék ne és feltáskásodik. Ilyen esetben a vezetéket újból kell maradjon.) szigetelni. A szilárdsági próbanyomás értéke középnyomású Az eloírt kétrétegu bitumenes csoszigetelés során vezetékekre 2 bar (~2 att), nagyközép- és nagyaz elso üvegtextil védoburkolatra újabb kb. 2 ... 3 nyomású vezetékekre 10 bar (~10 att) üzemnyomm-es bitumenréteget hordanak fel, amelyet ismé- másig az üzemnyomás 1,5-szerese, 10 bar-nál telten üvegtextil védoréteggel burkolnak. A legfelso ( rv 10 att-nál) nagyobb üzemnyomás esetén az védorétegen végül újabb bitumenes kenés követke- üzemnyomás 1,3-szerese, de legalább az üzemnyozik. más 5 bar (~5 att) legyen. A tömörségi vizsgálatot A csovezetéken levo gyári szigetelést a helyszínen az üzemnyomással kell végezni. készített szigetelés kb. 5 cm szélességben fedje. A vizsgálat idotartamára a hegesztések és egyéb A szállítás kor , szereléskor megsérült gyári szigete- csokapcsolások helyét szappanos vízzel kell belést ki kell javítani. kenni, és a nyomás alatt levo vezetéket és a hegeszHa a csovezeték agresszív (humuszos, salakos, tési varratokat kalapáccsal enyhén kopogtatni kell. márgás stb.) talaj ba kerül vagy a talaj köves (IV. A szilárdsági nyomáspróba idotartama 24 óra, ez osztályú vagy annál rosszabb minoségu törmelékes, ido alatt a próbanyomás értéke (eltekintve a hotégla- és betondarabos), akkor a talajt ki kell cse- mérséklet okozta nyomásváltozástói) nem változhat. rélni. A szerelvények beépítése után megtartott tömörségi vizsgálat idotartama 24 órai elozetes nyomáspróba után 4 óra. Amennyiben a vezeték az eloze30.5.3. Gázvezeték átvétele tes próba során tömörnek bizonyult, a 4 órás mérési ido alatt óránként kell a nyomás- és homérsékletértékeket leolvasni. Elosztó- és bekötovezeték átvétele. A gázszolgáltaA nyomás mérésére legalább 200 mm átméroju tó, beruházó, kivitelezo és szükség esetén a tervezo felülvizsgálja az átadásra kijelölt vezetéket, ill. ve- Bourdon-csöves precíziós manométert kell használni, amelynek a méréshatára az eloírt nyomásnál zetékszakaszt, hogy az a terveknek és eloírásoknak megfelel-e. A felülvizsgálatot a csovezeték beteme- ne legyen sokkal nagyobb. A manométer három-
1196
GÁZELLÁTÁS
állású csappallegyen ellátva, hogya mérés-zárás álláson kívül - a muszer pontosságának ellenorzése végett - még a lefúvatás (nullázás) is lehetségeslegyen. A homérséklet et 50 oC skálabeosztás ú higanyos bothomérovel mérjük. A homérsékletmérés helyén a csobe a cso középvonaláig nyúló tokot kell behegeszteni. Ezt a tokot olajjal kell feltölteni és a bothomérot az olajfürdobe kell helyezni. A homérocsonkot külso menettel látják el, hogya homérsékletmérés után lezárható legyen. A nyomás- és a homérsékletméro muszerek elhelyezésére és a kipróbálandó csoszakasz lezárására a 30-68. ábra szerint kialakított fix toldatot készítik. A szelep utáni elzárt csocsonkot a nyomáspróba elvégzése után le lehet szerelni, és így a csoben levo levego leengedheto. A lezárás azért szükséges, hogy ha a szelep átenged, a levego ne tudjon a szabadba távozni. A 4 órás nyomáspróbáról jegyzokönyvet kell készíteni, amely a következoket tartalmazza: ]. A jegyzokönyv készítésének idejét és helyét. 2. A jegyzokönyv tárgyát, ebben jelezni kell a vezeték helyét és fajtáját. 3. A 24 órás mérés kezdetén a csoben levo levego nyomását, homérsékletét. 4. A manométer adatait: méréshatár, átméro és a manométer rendszere. 5. A mérést végzo személy nevét. 6. A 4 órás nyomáspróba óránkénti nyomás- és h6mérséklet-értékét. 7. A nyomásesés és homérséklet-változás értékét. 8. A megengedhet6 nyomásesést (az MSZ 7048 eloírásai alapján számolva). 9. A megengedheto és tényleges nyomásesés összehasonlítása alapján a vezeték tömörségének és üzemeltetésre alkalmasságának megállapítását. 10. Az esetleges hiányosságok vagy hibák kijavításának határidejét. 1]. Az üzemeltetési engedély megadását. A megengedheto nyomásesés
p=(3~) ,
oJ j
ni_~2j
30-68. ábra. Próbacsonk földgázvezetékhez 1 olajtöltésü cso; 210zárt csov"g; 3 NÁ 50 "ktoI6zár, 16att (MSZ2886~5J)
v:tgy NÁ 50 tornsze!encés csap, 13 att (MSZ 4576-59)
ahol fl nyomásesés, torr; d a vezeték belso átmér6je, mm. A nyomáspróba befejezése után a vezetékb61 a levegot le kell engedni. Ha a vezeték a tömörségi vagy szilárdsági nyomáspróba követelményeinek nem felel meg, meg kell keresni a hibát és ki kell javítani. Menetes kötés esetén a menet tömítését ki kell cserélni, karimás kötésnél a csavaro kat meg kell húzni, és további tömörtelenség esetén új tömíto lemezt kell betenni. Ha valamelyik hegesztési varrat nem tömör, azt ki kell vésni és újra kell hegeszteni. A javítás után a nyomáspróbát újra el kell végezni. Csak a sikeres nyomáspróba után szabad a vezetéket bemázolni vagy betemetni. Háztartási és kommunális vezeték átvétele. A gázszolgáltató köteles a szolgáltatás megkezdése elOtt a kivitelezést ellenorizni és a csatlakozó és fogyasztói vezetékeket - amennyiben az ellenorzésen megfelel - átvenni. A lakóépületek teljes gázvezetékét abevakolás, festés elott a jóváhagyott tervek alapján kell felülvizsgálni. Ha a berendezés a muszaki és minoségi követelményeknek megfelel, ún. hatósági tömörségi vizsgálatnak kell alávetni. A szilárdsági és tömörségi vizsgálatot a ME 26-55. 3. sz. módosításának 8. pontjában és az MSZ 7048 6.33 pontjában foglalt eloírások szerint kell végrehajtani. Akisnyomású vezetékeket a szerelvény beépítése elott levegovel vagy közömbös gázzal (szénsav, nitrogén) az üzemnyomás ötszöröséveI, de legalább 50 mbar (~5oo v.o. mm) nyomással, a hegesztéssei készült vezetéket ] bar (~l att) nyomással kell kipróbálni. A hegesztések és egyéb csokapcsolások helyét szappanos vízzel kell bekenni (vagy más, ezzel egyenértéku módszert kell alkalmazni), a nyomás alatt levo vezetéket és a hegesztési varratokat kalapáccsal enyhén végig kell kopogtatni. A vezetékben levo gáz nyomásesését olyan muszerrel vagy módszerrel mérjük, amely a vízzel töltött manométerrel azonos pontosságú leolvasást tesz lehetové. Ha az ~50 mbar-nál (~5oo v.o. mm-nél) nagyobb próbanyomás esetén megfelelo mérés nem végezheto, és a szilárdsági nyomáspróba alatt a kötések és hegesztések tömörnek bizonyultak, a vezeték nyomását 50 mbar-ra (~5oo v.o. mm-re) kell csökkenteni, és a tömörségi próbát ezen a nyomáson lehet elvégezni. A középnyomású vezetékeket ugyanígy kell kipróbálni, de a próbanyomás nagysága az üzemnyomás+4 bar (4 att). A szerelvények nélküli vezetéken végzett tömör-
A CSOHÁLÓZAT
SZERELÉSE,
CSOANYAGOK
ségi próba idotartama a vezetékben levo gáz homérsékletének kiegyenlítodésétiil számított legalabb 5 perc, amely ido alatt gázveszteség, ill. nyomásesés nem mutatkozhat. A homérséklet kiegyenlítodésekor a próbanyomást utána kell állítani. A szerelvényekkel egybeépített vezeték akkor tekintheto tömörnek és üzembe helyezhetonek, ha a nyomásesés 1 óra alatt nem több, mint 1 mbar (~IO v.o. mm). Az épület gázvezetékeinek tömörségi vizsgálatát a gázfogyasztói berendezési tárgyak (tuzhelyek, vízmelegítok stb.) felszerelése nélkül kell végezni. A sikeres tömörségi vizsgálat befejezése után az átvevo jelenlétében a tömörségi vizsgálat helyén a
ÉS SZERELVÉNYEK
1197
vezetéket fémdugóval kell lezárni, és engedély adható a gázvezetékek elvakolására, befestésére, és a gázkészülékek felszerelésére. Az épület gázvezetékének sikeres tömörségi és muszaki vizsgálatáról az ellenorzést végzo szerv átvételi bizonylatot állít ki, amelynek birtokában a gáznyomás alá helyezési munkálatot meg lehet kezdeni. A gázkészülékeket a gázvezetékek átvétele után szerelik fel. A felszerelést végzo vállalat a készülék szerelésekor a legmesszebbmenö gondossággal, a muszaki és minöségi követelmények szigorú betartásával köteles eljárni (a készülékek kötése nem feszülhet, hollandi tömítéseket, vízcsatlakozásokat, égéstermék-elvezetést szakszeruen kell bekötni stb.).
30.6. Fogyasztókészülékek 30.6.1. Általános elvek Fogalommeghatározások. Névleges hoterhelés az a h(jterhelés érték, amelyre a készüléket tervezték, és amelyet a készülék gyártója a készülék adattábláján vagy a dokumentációbari megad. Névleges gázterhelés a készülék névleges hoterhelésének és az adott összetételu gáz fíítoértékének hányadosa. Hoteljesítmény valamely fogyasztó készülék által az idöegységben szolgáltatott hasznos ho. Névleges hoteljesítmény az a hasznos ho, amelyre a készüléket méretezték. Égé5nyomás közvetlenül a készülék égoje elott mérhetö áramlási nyomás. Csatlakozási nyomás a készülék kötésénél mérheto áramlási nyomás. N érleges nyomás a készülék eloállítója által megadott, a névleges gázterheléshez tartozó csatlakozási nyomás. Megengedett határnyomás az Üzembiztonsági és egyéb szempontból megengedett legnagyobb csatlakozási nyomás, amely városi gáz esetén 1,55-szorosa, földgáz esetén 1,32-szorosa a névleges nyomásnak. Próbanyomás a készülék gáztömörségének, ill. nyomásállóságának vizsgálatára eloírt nyugalmi nyomás. A készülék nyomásvesztesége a csatlakozási nyomás és az égonyomás egyidejuleg mért értékeinek különbsége névleges terhelésen. A gázfogyasztó készülékek hatásfoka a hoteljesítmény és a hoterhelés hányadosa. Névleges hatásfok a névleges hoteljesítmény és a névleges hoterhelés hányadosa. Akészülékek elhelyezése. Gázkészüléket úgy kell elhelyezni, hogy könnyen hozzáférheto, keze1heto és javítható legyen, a fejl6do h6 környezetét ne veszélyeztesse, és a készülék légellátása, valamint az égéstermék elvezetése biztosított legyen.
A biztonságos kezeléshez, ill. javításhoz szükséges, hogya kezelési oldalon a készülék elott legalább 0,8 m szabad tér legyen. Tuzhelyek szerelésekor ügyelni kell arra, hogya nyílt láng a légáramlás fo irányába ne kerüljön. Csak olyan ablak alá szerelheto, amelynek parapetmagassága min. 1,2 m. Vizes berendezés élétol min. 0,5 m távolságra kell elhelyezni, ha ez nem biztosítható, akkor a vizes berendezés magasságát 0,1 mrel meghaladó védolemezt kell elhelyezni. Oldalsó égéstermék-elvezetésu tuzhely égheto anyag ú bútor mellé min. 0,5 m távolságban helyezheto el, ha ezt a távolságot nem lehet betartani, akkor a két berendezési tárgy között véd61emezt (pl. azbeszt lemezt) kell elhelyezni. Gyárilag hoszigetelt, modul-kivitelezésu (nem oldalsó égéstermék-elvezetésu) tuzhely bútor mellé közvetlenül is tehet6, ha az a tuzhelynél nem magasabb. Vízmelegítot úgy kell elhelyezni, hogy az lehet6leg a fürdokád láb- (lefolyó-) oldali része fölé kerüljön, fejoldali rész fölé szerelni tilos. Alvás céljára használt helyiségben nem szabad felszerelni. A kötés (gázcsatlakozás) magasságát úgy kell megválasztani, hogy az 0,8 ... 1,4 m közé essen és a függoleges füstcsoszakasz hossza az égéstermékeivezetésre vonatkozó el6írásoknak megfeleljen. 10,5 kW -nál (~ 150 kcal/min-nál) kisebb hoteljesítményu vízmelegíto fürdokád melegvíz-ellátásra nem csatlakoztatható, fürdokád fölé nem szerelheto. Kéménybe nem kötött, 10,5 kW-nál (~ 150 kcal/min-nál) kisebb teljesítményu vízmelegíto csak közvetlen vízkirolyású lehet, az egyszeri vízvételi ido 10 percnél több nem lehet.
1198
GÁZELLÁTÁS
10,5 kW-nál ("-' 150 kcal/min-nál) nagyobb teljesítményu nagyvízmelegíto, legalább ]2 cm-cs tömör tég]afalnak megfelelo szi]árdságú falra szere]heto. Fali futokészülék e]helyezésekor ügyelni kell arra, hogy az fürdokád, vizes szerelvény fölé vagy ahhoz 0,1 m-né] közelebb ne kerüljön. A készülék és W. C. élei közötti távolság legalább 0,5 m legyen. Közületi, lakó- és hálószobába csak égésbiztosítóva] ellátott fali készülék helyezheto el. Zárt égésteru futokészülék (konvektor) csak olyan helyre szerelheto, aho] a parapetmagasság a készülék magasságát 5 cm-re] meghaladja. A készülék fölé párkány vagy falazás nem nyúlhat be. A készülék alja és a padló között legalább 8 cm távolság szükséges. Égheto burko]atú falra vagy égheto falszerkezetbe beépíteni nem szabad. Ilyen esetben a parapetet (vagy annak megfelelo méretu falat) nem égheto falszerkezetre kell kicserélni. A falihüvely külso védoburkolata, a külso falsíkkal egy szintben helyezkedjék el, oldalsó és felso irányban 0,3 m távolságon belül kiugró falrész ne legyen. Az alsó élének legkisebb magassága szintén 0,3 m lehet. Etázskazánokat [35 kW -nál ("-'30000 kcal/hnál) kisebb teljesítményu kazánokat ] lakóhelyiségben elhelyezni nem szabad. Bútor vagy egyéb égheto tárgyakazántól (ha az oldalirányú hoszigetelésseI nincs ellátva) min. 0,5 m távolságban lehet. Gázüzemu hutoszekrények hofejleszto berendezésektol (pl. tuzhely, kályha stb.) min. 0,5 m távolságra helyezhetok. Amennyiben ez a távolság nem tartható be, akkor a készüléket szigeteléssel vagy hosugárzást visszavero lappal kell védeni. A hutokészülék fölött legalább 0,5 m magas szabad tér (Iégcirkuláció) legyen. Átfolyórendszeru futokészülék (cirkogejzer) elhelyezésére a nagyvízmelegítore vonatkozó eloírások érvényesek, azzal a különbséggel, hogy ezt vizes berendezéstol vízszintes vetületben min. 0,5 m távolságra kell elhelyezni. Ha fürdoszobában, mosó-, szárító- vagy egyéb nedves helyiségben helyezik el, akkor villamos kapcsoló egységét a helyiségen kívülre kell szerelni.
30.6.2. Gázfozök, gáztüzhelyek Gázfozo kisebb háztartásokban fozéshez vagy ételmelegítéshez vagy egyéb vendéglátóipari stb. helyeken alkalmazható, ahol kisebb hoteljesítményu égo elegendo.
A régebbi, WM -típusú egy- és kétégos gázfozo (30-69. ábra) falra erosítheto, négyszögletes tartótámaszra helyezett, lemezbol sajtolt vagy mélyhúzott, zománcozott kivitelezésu fozotestbol és az égoszerelvény(ek)bol áll. Égoszerelvénye az egységes csapszerkezet és a kétcsatornás Bunsen-égo. Gázfogyasztása városi gáz esetén 0,3 m3/h (égonként), névleges hoterhelése 1630 W ("-' ]400. kcal/h). A csatlakozó gázvezeték átméroje 1/2". A 30-70. ábrán látható 2040 típusú gázfozo városi gáz üzcmu és a gázfozot 2040/a típusjellel PBgáz eltüzelésére is készítik. A két gázfajtához különbözo típusú égo tartozik. A készülék állványa tuzzománcozott acéllemezbol, az égo öntöttvasból készül. Gázfogyasztása városi gáz esetén 0,32... 0,4 m3/h, PB-gáz esetén 0,05 0,06 m3/h égonként, névleges hoterhelése 1510 1860 W ("-' 1300... 1600 kcal/h). Az újabb, T 11 típusú (30-71. ábra) gázfozok városi gáz, földgáz vagy PB-gáz elégetésére alkalmasak. Az egyes gázfajtákhoz különbözo égofedél és fúvóka tartozik. A gázfajta változtatása esetén ez utóbbi két alkatrészt kell csak kicseré]ni. A gázfozok égonkénti névleges hoterhe]ése 1630 W ("-' ]400 kca]/h). A gázfozok vezetékes gáz esetén ] /2"-os átmérovel csatlakoznak a gázvezetékekhez, PB-gáz esetén vászonbetétes gumitöm]ovel csat]akoztathatók a gázpa]ackon elhelyezett nyomáscsökkentohöz. A háztartási gáztuzhely minden korszeru konyha nélkülözhetetlen tartozéka. Az elmúlt évtizedek során többféle változata alakult ki, és az utóbbi években nagyfokú minoségi fejlodésen ment keresztül. A gáztuzhe]yek berendezése: két, három vagy négy fozoégo, süto, esetleg a süto fölött tányérme]egíto. A régebbi típusú egységes háztartási gáztuzhely három fozoégove], sütove], tányérmelegíto nélkü] vagy tányérmelegítovel készült, lemezbol kialakítva, különféle színekre zománcozottan. Az 1960-as évek elején kialakított T 4 típusú gáztuzhelynek (30-72. ábra) három fozoégoje, sütoje van. Az égok, égofedél, valamint fúvóka cseréje városi gáz vagy PB-gáz elégetésére alkalmas. A gáztuzhely acéllem~bol készül, tuzzománcozott kivitelezésben. A süto szigeteletlen. A fozoégok névleges hoterhelése 1630 W ('" 1400 kcal/h), a sütoégoé 3020 W ("-'2600 kcal/h). 1964-ben kezdodött el az M-102 típusú gáztuzhely (30-73. ábra) gyártása. Ennek 3 db 1750 W ('" 1500 kcal/h) névleges hoterhelésu fozoégoje, 3490 W (rv 3000 kcal/h) névleges hoterhelésu sütoégoje van. Külso megjelenésének színvonala abban az idoben azonos volt a korszeru külföldi készülékekével.
1199
FOGYASZTÓKÉSZÜlÉKEK
350 /11;1
25
~ 1/2"1!
270
I I
287,5
_
1
_
~.t,<-, ~
287,5'
30-69. ábra. WM típusÚ kélégös gázfÖLÖ
12
;3/8~i I
15 I
•
350
30-70. ábra. 2040 típusú gázfÖzo
1200
GÁZELLÁTÁS
14
554
.j I
és a gáztörvény hatálybalépése. Ennek szellemében kezdték el a következo típusú gáztuzhelyek kialakítását: Komfort-B: Három fozohelyes 1750 W (~1500 kcaljh) hoterhelésu égok kel. Az égok támasztólángúak. A sütö égésbiztosítóval van ellátva. A süto hoterhclése 34lJ{)W (~3000 kcal/h). - Komfort-S: Három fozohelyes 1750 W ('V 1500 kcaljh) hoterhelésu égokkel. Az égok tárnasztólángúak. Minden égo és a süti) is égésbiztosítóval van ellátva - Komfort-ST: Kialakításában megegyezik a Komfort-S gáztuzhelIyel, de a sütotere hofokszabályozóval van ellátva. - Garzon-B: Két f6zohelyes, normál, 1750 W (~ 1500 kcaljh) h6terhelésu ég6kkel, égésbiztosítóval ellátva. A süto hoterhelése 2560 W (~, 2200 kcaljh) és szintén égésbiztosítóval van ellátva.
30-71. ábra. T II típlISÚ gázfozö
Az M-102 tÍpusú készülék gyártásának megindulása után megjelent e típus ..Garzon" változata, az MG-IOI. Ez foleg kis méretu konyhák részére készült. A tuzhelynek 2 db 1750 W (1500 kcaljh) hoterhelésu mzoégoje, és 2560 W (~22oo kcaljh) hoterhelésu sütoje van. További fejlodést jelentett az M-103 típus megjelenése. E tuzhely azonos hoterhelés mellett új fozoégovel és új sütoégovel készült, és változott a fedlap kialakítása is. Az M-102 és MG-lOI típus fedlapjával ellentétben az M-103 fedlapja alkalmas az edénybol kifolyt folyadék felfogására, így a tuzhely tisztántartási lehetosége megjavúlt. Ezzel párhuzamosan kezdodöt.t el az MG-102 típusú ..Garzon" gáztuzhely gyártása, amely szerkezeti kialakításban és tulajdonságaiban követte az M103 típust. 1969-ben kezdte el a "Lampa rt" ZIM Salgótarjáni Gyára a Komfort gáztuzhely-család kialakítását. Ez az M-103 típusú komfort gáztuzhely már a korábbinál jobb szigeteloanyaggal, üvegszálszövettel készül. 1970-ben kezdték el a Komfort- T típusú gáztuzhely gyártását, amelyben a sütonek hofokszabályozója van és az a sütotér homérsékletét 160... 300 OC-ig 8 fokozatban automatikusan szabályozza. A Komfort típusú gáztüzheIlyel párhuzamosan kezdték el gyártani a "Garzon B" gáztíízhelyet. Ez reteszelt kivitelezésu, vagyis egyidejuleg vagy csak két fozoégot, vagy csak a sütot lehet üzemeltetni. Ez a gáztuzhely a kislégteru garzonkonyhákban alkalmazható. Fordulópont volt a gáztuzhelyek tervezésében és gyártásában a 19j1970. (XII. 30.) M. T. rendelet
30.6.3. Gáz-vízmelegítok Kisvízmelegíto. Háztartások konyhái, mosogatÓk, l110sdókstb. idoszakos melegvíz-szükségletének kielégítésére alkalmas. A készülékek kéménybe kötve vagy anélkül használhatók a rendelkezésre álló helyiség légtérfogatától és szeJlozésétöl függoen. Legrégibb hazai gyártású kisvízmelegítÖ az AS típusÚ. Névleges Mteljesítménye 8,7 kW (~125 kcal/min), a kifolyó melegvíz-teljesítmény SI/min (25 cC vízhomérséklet-emelés esetén). A készülék gázfogyasztása : 2,0 m3/h városi gáz, vagy 1,1 m3/h földgáz vagy 0,8 kgjh PB-gáz. A gázvezeték, a hidegvíz-vezeték és melegvíz-vezeték csatlakozási mérete ] /1". Az égéstermék-elvezet6 esÖ átmérÖje X7mm. Korszerubbek a KV I típusÚ (kéménybe kÖtés nélkül üzemeItethetÖ) és a KV 2 típusÚ (kéménybe kötheto) Csongor elnevezésu kisvízmelegítok, valamint ezek továbbfejlesztett konstrukciói, a V 125 és V 125 K típusok (30-74. ábra). Teljesítményadataik megegyeznek az AS típusú vízmelegít6éivel. E készülékek azonban égésbiztosítóval is el vannak látva. Az égésbiztosító terrnobimetaJlalmlíködtetett szelep, amely csak abban az esetben enged gázt a foégohöz, ha abimetalIt hevíto orláng ég. Az égésbiztosító így meggátolja, hogy a foégon elégetlen gáz áramoljék ki. AbimetalIt hevíto orláng egyúttal a foégo gyújtólángja. Nagyvízmelegíto. Lakások fürdoszobai melegvízigényének kielégítésére, üzemi konyhák, öltözok~ kisebb ipari, kommunális vagy meziígazdasági létesítmények idoszakos melegvíz-ellátására használható.
FOGYASZTÓKÉSZÜLÉKEK
Régebbi hazai gyártású nagyvízmelegítok az A 10 és AZ 10 típusú (30-75. ábra) készülékek. Szerkezeti különbség nincs köztük, az A lD-es készülék melegvíz-vezetékhez csatlakoztatható, az AZ lO-es pedig zuhanykarral és kifolyó karral ellátott készülék. Névleges hoteljesítménye 17,5 kW (~250 kcallmin), a kifolyó melegvíz-teljesítmény 10 limin (25 oc vízhomérséklet-emelés esetén). A készülék gázfogyasztása: 4,6 m3/h városi gáz vagy 2,5 m3/h
földgáz, vagy 1,8 kg/h PB-gáz. A gázvezeték csatlakozási mérete 314", a hideg- és a melegvíz-vezetéké 1/2". Az égéstermék-elvezeto cso átméroje 112 mm.
A vízmelegítonek blokkolt gyújtólángcsapja és vízhiány-biztosítója van. A gyújtólángcsap kinyitása nélkül a készüléket üzembe helyezni nem lehet. A meleg víz homérsékletét külön vízmennyiségszabályozóval lehet beállítani, 25 és 50 oC között.
870
30-72. ábra. T 4 típusú gáztuzhely
78 Az épületgépészet
kézikönyve
1201
1202
GÁZELLÁTÁS
gén deflektor van, az égéstermék-elvezeto füstcso részére szükséges csatlakozócsonkkal. A korszerubb gyártású készülék a KV 6 típusú vízmelegito (30-76. ábra). A KV 6 típusú vizmelegíto városi gáz, földgáz vagy probán-bután gáz eltüzelésére alkalmas változatban készül, 12 limin meleg víz készitésére. Kétállású kevero csaptelepe hideg vagy meleg vizen kívül kívánság szerinti homérsékletu viz vételét teszi lehetové. A vÍzkivétel megoldható közvetlenül, lengokaros kifolyócsovel vagy váltócsapos kézizuhannyal, me-
ct:f 550
7
I
I
~i "",
-t
i
232 30-73. ábra.
M-J02
típusú gáztuzhely
Lobbanásfék alkalmazásával a készülék inditásakor a foégo biztonságosan gyújtható. A régebbi gyártmányok törpe Bunsen-égovel voltak ellátva. Jelenleg fésus égovel gyártják. A készülék hengeres köpenye fehérre zománcozott acéllemezbol készül. Felso vé-
I~rl
-t- -I--~
.J5.4_1.-
-_~ffl._ fÍS9 ~ I ,
")
I
11?
~I~I
1 I r~~~--l-~ ~ ~~I 1
~H~ ~ í-.~
i ~I~ m2l
ti
.
:
I
~
!1e/egv/z 30-75. ábra. A 10 és AZ lO típusú nagyví~legíto
30-74. ábra. V 125 és V 125 K típusú kisvízmelegíto
FOGY ASZTÓKÉSZULÉKEK
min. 87 "
Lll
I-J3 ~~ ~~
II
-l
II f c:)''\111111 230 220
ti ~~ I~~,i I~ .
.•.. "" co i .... '.!:: .~ e:: t:..; II
~ ~><·1 I
~~ ..J ~l::J
280 200 ~ ~I
.,
<'..j
II ti I ~I~ i //?7//f7//1.7//V"//?"///V" '1
~
240
I I
":.J.. -til.:...J.ful-__. I 'I i I
rl: IIff/ / /.;7//7//
!
II e:
~
//71
30-76. ábra. KV 6 típusú nagyvízmelegítö
,do
~~
1203
1204
GÁZELLÁTÁS
legvíz-hálózatra is köthetoen, és közvetve, kifolyócso nélkül csak melegvíz-hálózatra kötve. A melegvíz-hálózatra kapcsolt vízmelegíto kifolyócsövébol hideg vizet is lehet venni anélkül, hogy az más csap melegvíz-ellátását zavarná. A KV 6 típusú vízmelegíto 30 s felfutési ido után a vezetéki hideg víz homérsékletét fokozat nélkül beállítható szabályozással 25 ... 50 OC-kal emeli a vízmennyiség változásától függoen. A víz homérsékletének 25 oC-os emelése esetén '12 limin, míg 50 oC-os emelése esetén már csak 6 l/min meleg víz állítható elo. A készülék elé gáz- és vízelzáró csapot kell szerelni. Bimetállos gyújtóláng-biztosítóval készül, amely kizárja a gázömlés lehetoségét. A gázégo üzembiztos, lobbanásmentes begyújtása céljából a készülék gyújtásfékkel szabályozható. A készülék szerkezetét a belso lemezpaláston elhelyezett lamellás csokígyó, az armatúrarész, a deflektor és a külso burkoló köpeny alkotja. Ez fehérre zománcozott acéllemezbol készül.
A KV 6 deflektora be van építve a készülék burkolatába. Régebben a burkolat legömbölyített formájú sajtolt acéllemez volt. Jelenlegi kivitelezésében teljesen szögletes formában készül. Névleges hoteljesítménye 22,7 kW (",325 kcallmin). Gázfogyasztása 4,85 m3/h városi gáz vagy 2,6 m3/h Ióldgáz vagy 1,84 kg/h PB-gáz. A gázvezeték csatlakozási mérete 3/4", a hideg- és a melegvíz-vezetéké 1/2". Az égéstermékelvezeto cso átméroje 132 mm.
30.6.4. Melegvíz-tároló A GMT típusú gáztüzelésu melegvíz-termelo berendezések (30-77. ábra) lakóházak, üzemi konyhák, fürdok, mezogazdasági létesítmények központi használati melegvíz-ellátására használhatók. A berendezés városi gázzal, földgázzal és propánbutángázzal üzemelhet. Szerkezetileg a berendezés a felmelegített víz tá500
-PSO
r)75
Ir' ~ II
Lj
!t\.j
~III I I
1000 1015
urtarlalom.
800
I
Ll j-L·-l- ;-,-
---
H~ ,- H-I
H.
1000 1600 2640 3240 3450 2400 3700 1660 1600 1000 1800 1530 2300 1700 1700 2850 3100
00
30-77. ábra. GMT típusú melegvíz-termelo berendezés
FOGYASZTÓKÉSZÜLÉKEK
rolására alkalmas víztérbol és az abban elhelyezett tuztérbol áll, a teljesítményének megfeleloen méretezett hocserélo égéstermékjáratokhoz csatlakozik. A GMT típusú gáztüzelésu melegvíz-termelo berendezések négy nagyságban készülnek: 800, 1000, 1600 és 2000 1 urtartalommal. A 800 és 1000 1 urtartalmúak egytartályos kivitelezésuek, és a tartályban van a hocserélo rész. Az 1600 és 2000 1 urtartalmú berendezéseket az alsó tartály fölé épített kiegészíto tartállyal gyártják. Az alsó és felso tartályt keringteto csovezeték köti össze. A hocserélo kazán az alsó tartályba van kiszerelhetoen beépítve. A készülékre felszerelt ELG típusú gázégo kétpont-szabályozásra alkalmas. A termelheto víz homérséklete 65 oC. A tárolt víz homérséklete 29... 95 oC végállás között hofokhatárolóval szabályozható. Az ELG gázégo egységes csatlakozási
1205
adatai: gázcsatlakozás: 3/4/1, villamos csatlakozás 220 V, 50 Hz, áramfelvétel2 A, max. hoteljesítmény 46,5 kW (~40 000 kcal fh). A GOB típusú bojlerkazánok (30-78. ábra) társasházak, üzemi konyhák, fürdok, mezogazdasági létesítmények központi használati melegvíz-ellátására alkalmasak. A GOB típusú bojlerkazánok városi gázhoz, földgázhoz és propán-bután-gázhoz megfelelok. A bojlerkazán a felmelegített víz tárolására alkalmas víztérbol és az abban elhelyezett tuztérbol áll. A tuztér a teljesítménynek megfeleloen méretezett égéstermék-víz hocserélohöz csatlakozik. A készüléket ELG típusú gázégovel szállítják. A felfutési ido az eltüzelt gáz futoértékének függvénye. Túlfutés ellen olvadótárcsával ellátott szerelvény véd.
30-78. ábra. GOB típusú bojlerkazán
1206
GÁZELLÁTÁS
30.6.5. Gáz-fütökészülékek A futokészülékek hoteljesítmény szerinti megválasztását a futendo helyiség, ill. helyiségek hoszükséglete szabja meg. A hoszükségletet az ÉSZ 140 alapján kell kiszámítani. Gázkályhák egyedi futésre. A hazai gyártmányú, egyedi futésre alkalmazható gázkályhák a következo fobb csoportokba sorolhatók: fali futokályhák, konvektorok, falikaros infravörös hosugárzók és gáztüzelésii cserépkályhák. Afalifútokályhák idoszakos futési igényu, kisebb (25... 40 m3) légteru helyiségek futésére alkalmasak. Elsosorban fürdoszobák futésére szerelik, de használhatók még konyhák, hallok, lakószobák, iroda-
helyiségek stb. futésére is, ahol a kéménybe kötésre lehetoség van. A GF típusú, városi gázüzemu fali futokályha (30-79. ábra) fehérre zománcozott acéllemez pajzsból és a falra erosítheto hátlapból áll. A készülék alsó részén, a két lemez között helyezkedik el a csoégo, amely bármely oldalról csatlakoztatható a gázvezetékhez. A pajzslemez és a hátoldal között a távozó égéstermék - hotartalmának leadása végett - terelolemezekbe ütközik, majd a beépített "francia T" huzatmegszakítón keresztül jut a kéménybe. A készülék gázfogyasztása 1,04 m3jh városi gáz, névleges hoterhelése 5100 W (~44oo kcaljh). A fali futo kályha korszerubb változata az 1990 típusú infravörös hosugárzó falifuto (30-80. ábra). " .70
7ó
250
I I :'1/211
:~ 1
, ~
30-79. ábra. GF tipusú fali fut6kályha
t'.:
~
1207
FOGY ASzrÓKészOLÉKEK
Városi g~ vagy földgáz eltüzelésére alkalmas. A készülék fehérre zománcozott acéllemez pajzsból, hátlapból, légkeveréses csoégobol, az égo fölött elhelyezett kerámia testekbol, égéstermék-terelo lemezekbol és beépített huzatmegszakítóból áll. Elonye, hogy begyújtás után igen rövid idon belül - kb. 2 perc múlva - a készülékbe szerelt kerámia testek infravörös hosugárzása kellemes hoérzetet kelt. A készülék gázfogyasztása 0,8 m3fh, városi gáz vagy 0,36 m3fh földgáz, névleges hoterhelése 3500 W (~3ooo kcal fh). Az F 10 CALOR tipusú fali futokályha (30-81. ábra) városi gáz, földgáz vagy PB-gáz eltüzelésére alkalmas. A konvekciós hoszolgáltatású futokészülék acéllemezbol készül, felületvédelemként tuzzománcozott bevonattal. A beépített termobimetallos égésbiztosító lehetové teszi a felügyelet nélküli üzemeltetést is, mivel a foégo vagy a gyújtóláng kialvása esetén zárja a készülék gázszelepét, s így megakadályozza a gázömlést. A készülék gázfogyasztása 0,56 m3fh városi gáz vagy 0,28 m3fh földgáz vagy 0,20 kgfh PB-gáz, névleges hoterhelése 2560 W (~ 2200 kcalfh). A gázkonvektorok külso fali, zárt égésteru vagy kéménybe kötött futokészülékek, városi gáz vagy földgáz eltüzelésére alkalmas kivitelezésben. Lakások, irodák, muhelyek stb. idoszakos üzemu, korszeru egyedi futokészülékei. A külso fali, zárt égésteru gázkonvektor belso tere - az égéstér - a futendo helyiség légterétol
légtömören elzárt. Az égéshez szükséges friss levego a külso falon át vezetett csövön kívülrol áramlik a készülékbe, és a keletkezett égéstermék ugyancsak e csoszakaszon, de egy belso csövön át távozik a szabadba. A kéménybe kötött gázkonvektor az égéshez szükséges levegot a futendo helyiség légterébol kapja, és a keletkezett égéstermék a kéményen keresztül távozik el. E készülékek huzatmegszakítóval (deftektorral) vannak ellátva. Akorszeru gázkonvektorok termoelektromos gyújtóláng-biztosítású csappal és mágneses vagy indukciós szikragyújtóval készülnek. Egyes változataiba homérséklet-szabályozóval kombinált gázszelep is beépítheto. Hazai gyártmányú készülékek: - F 5, F 6 tipusú külso fali, zárt égésteru gázkonvektorok (30-82. ábra). - F 8 típusú külso fali, zárt égésteru gázkonvektor. - F 8 K típusú, kéménybe kötheto gázkonvektor, - F 14 K típusú, kéménybe kötheto gázkonvektor. - F 15 K, F 16 ONIX típusú külso fali, zárt égésteru gázkonvektorok (30-83. ábra). - F 15 K, F 16 K ONIX típusú kéménybe kötheto gázkonvektorok (30-84. ábra). - Salgóterm típusú, külso fali, zárt égésteru vagy kéménybe kötheto gázkonvektorok. 140
~~17S j f 1
o
.-
r/J60
rjJ7ó
CJ
~~V 380
1
S~~=g
~I
!
C
I
I
II a lor I
i I
o
30-80. ábra. 1990 tipusú infravörös hosugárzó fali fútökályha
30-81. ábra. F 10 CALOR típusú fali fútökályha
1208
GÁZELLÁTÁS
830 30-82. ábra. F 5, F 6 típusú gázkonvektor
30-38. táblázat. Hazai gyártmányú gázkonvektorok íobb méretei és teljesitményadatai
---
Jellemzok
70 80 3196 00 38 -4792 40 112 270 190 77 470 30 45 480 35 Ii1000 80 610 190 9300 490 220 5230 740 804 235 85 4070 3490 830 260 340 563 700 600 330 430 370 325 250 78 640 3490 280 625 4890 350 640 76 4890 (4500) 63,5 63,5 0.8 0,9 1,2 1,45 1,3 0,66 0,40 1,2 1,40 1,3 2,2 0,45 0,68 (3000) 0,42 0,64 1/2 (3500) (8000) (4200) (4200) (3000) Magasság, mm 600 városi gázra, W gáz, fh mm 610 I m3750 átméro, mm a padlószinuol,
I
(3000) (3100)
480 625 250 80 280 35 3600 3490 830 260 350 0,92 1/2 0,50
A készülék típusa
I
F 16K I SaJgóterm
1209
FOGYASZTÓKÉSZÜLÉKEK GOa
4qq
Muköd/eM -----
Gyújtó ----
nyomógomb
-~--
•
30-83. ábra. F 15, F 16 ONIX típusú gázkonvektor
:W//ff/./J/'//
30-85. ábra. T 71 típusú falikaros infravörös hosugárzó
A hazai gyártmányú gázkonvektorok fobb méreteit és teljesitményadatait a 30-38. táblázat tartalmazza. A falikaros infravörös hosugárzók üzlethelyiségek, nagyobb belso terek futésére alkalmazhatók, ahol szakaszos futés szükséges, és a megfelelo szelloztetés biztositva van. Városi gáz vagy 'földgáz, vagy PB-gáz eltüzelésére alkalmasak. A T 71 tipusú (30-85. ábra) és a T 72 tipusú hazai gyártmányú falikaros infravörös hosugárzók fobb méreteit és teljesitményadatait a 30-39. táblázat tartalmazza. Az infravöröshosugárzók égoje levegoelokeveréses rendszeru, az égokiömlo kerámiából készül.
'/ 30-84. ábra. F 15 K, F 16 K ONIX típusú gázkonvektor
A láng nélküli égés közvetlenül a kerámia felületén, ill. a kiömlofuratokba visszahúzódva következik be az égo begyújtása után 2 ... 3 perc múlva. Ekkor a kerámia felülete 800... 850 oC homérsékleten izzik, és igy holeadása foként sugárzásos. A készülékbol távozó égéstermék a helyiség légterébol szellozés útján távozik, ezért szükséges, hogy a helyiség szellozése megfelelo legyen. A falikaros infravörös hosugárzók csak idoszakosan, felügyelet mellett üzemeltethetok. Ha a szerelési magasság a padlószinttol2,2 m-nél nagyobb, a készülék 24 V, 120 W teljesitményu izzóspirállal gyújtható. A kéménybe kötött gáztüzelésu cserépkályhák - mint szükségmegoldások - a meglevo fatüzelésu vagy vegyes tüzelésu cserépkályhák átalakitásával és gázégo beépítésévellakószobák futésére használhatók. A régebbi, F 12 tipusú Héra gázégo városi gáz vagy földgáz eltüzelését teszi lehetové. A gázégo névleges hoterhelése 8150 W (",7000 kcal {h), a csatlakozó gázvezeték átméroje 1/2". A bimetallos égésbiztosítóval felszerelt öntöttvas gázégo levegoelokeveréses. A gyújtóláng vezetékében kézzel muködtetheto szelep van. A legkorszerubb hazai gyártású cserépkályhagázégo az Univerzális Luxus tipus ú (30-86. ábra).
1210
GÁZELLÁTÁS 30-39. táblázat. FaIikaros infravörös h&ugárzók fobb méretei és teljesítményadafai
30-40. táblázat. Hordozható gáztüzelésu cserépkályha fobb méretei és teljesítményadatai Készüléktipus
I
Jellemzok
Tn II Készüléktipus
II.I 1/2
T7t
Jellemzok
1. 640 160 I 0,61 318 3200 1,5 0,32
230 825 640 424 3720 2,0 0,71 átméro, csatlakozása, 0,37 (3200) (2750) 825I gáz, m3/h városi
Gázvezeték coli Tömege,kg Szélesség, mm Gázfogyasztás: Fútofelület, m2 földgáz,mm m3fh (kcaljh) Mélység, Névleges hoteljesítmény, W Magasság, mm 400 280 350 600 400 500 800 930 2330 600 76I 0,21 1/2 0,36 0,06 Magasság, mm 5,4 (800) 0,92 2,8 0,53 0,15 (2000) 1/2 városi gáz, m3 fh méro,mm
I
r
A korszeruségi követelményeket kielégíti, városi gáz vagy földgáz eltüzelésére alkalmas, levego-elokeveréses égorendszere a gáz tökéletes elégését lehetové teszi. Termoelektromos égésbiztosítású szeleppel és homérséklet-szabályozóval gyártják. Hoszszúsága 290 mm, szélessége 300 mm, mélysége 460 mm. Névleges hoterhe}ése 7,5 kW (~65oo kcaljh), max. 5 m2 futofelületu cserépkályhákhoz alkalmazható. A csatlakozó gázvezeték átméroje 1/2". Lakószobák futésére használható a hordozható gáztüzelésu cserépkályha. Fobb méreteit és teljesítményadatait a 30-40. táblázat tartalmazza. Gázkll7.ápok etázst'utésre. Az egy lakás vagy családi ház futésére alk;almas, tágu1ási tartállyal ellátott etázskazánok futofelülete 8 m2·nél kisebb. Ezek
beszerzéséhez, telepítéséhez és üzemeltetéséhez hatósági engedély nem szükséges. A kazánok elhelyezésekor az Országos Építésügyi Szabályzat és az ME 26 Muszaki Eloírás rendelkezéseit kell betartani. A berendezések kezeléséhez szakképzettség nem szükséges, a kezelést aberendezéseken feltüntetett utasítás szerint kell végezni. Az egyetlen hazai gyártmányú, etá7..sfutésrealkalmas cirkogejzer a KV 6C HIDROTERM típusú, átfolyó rendszeru melegvíz-futokészülék. Muködési vázlata a 30-87. ábrán látható. A fütokészülék -<-
J
2
1
~: I
L
_
7
,'a I I Jc~-EJ I
_
I I I
I
!
I
t
I
lI----0-----) II 30-87. ábra. KV 6C HIDROTERM tipusú fútokészülék muködési vázlata 30-86. ábra. Univerzális Luxus típusú cserépkályha~gázégo
1
viz- és gázszabályozó 5 szabályozótermosztát;
j
egység; 2 égo; kazán; 6 szivattyú; 7 fokapcsoló;
-#
égéstennék-e1vezetó; 8 helyiséstennosztát
1211
FOGY ASZTÓKÉSzOLÉKEK
méretei: 800X394X224 mm. Névleges hoteljesítménye 21 kW ('" 18 000 kcalih). A gázvezetékcsatlakozás átméroje 1n, a futovíz- és a lehultvízcsatlakozás átméroje 1n, az égéstermék-elvezeto cso átméroje 132 mm. A városi gáz vagy különféle minoségu földgáz eltüzelésére alkalmas készülék vízhiány-biztosítóval, gyújtóláng-biztosítóval, gázmágnesszeleppel, vízhomérséklet-szabályozó termosztáttal, helyiséghomérséklet-szabályozó termosztáttal, égéstermék -visszaáramlás gátlóval (deflektorral) van ellátva. Szögletes köpenyburkolata fehér vagy különbözo pasztell színekre zománcozott acéllemezbol készül. A futovíz homérsékletét a homérséklet-szabályozóval általában 90 OC-ra állítják be. A beállított homérséklet elérésekor a vízhomérséklet-szabályozó megszakítja a mágnesszelep áramát, így záródik a gáz útja, és a foégo kialszik. A víz homérsékletének Llt= 3... 15 oc közötti homérséklet-csökkenése után a termosztát automatikusan visszakapcsol, a mágnesszelepet nyitva a foégot üzembe helyezi. A helyiségtermosztát a kívánság szerint beállított homérséklet elérésekor megszakítja a foáramkört, a mágnesszelep lezár, a szivattyú megáll. A futoberendezésben levo víz homérséklet-változás okozta térfogat-növekedésének kiegyenlítésére tágulási tartályt alkalmaznak, amelyet a rendszer legmagasabb pontján kell elhelyezni. Az ÉTI típusú gázkazánok lakások, családi házak, irodaházak, iskolák stb. etázsfutésére vagy nagyobb épületek központi futésére és egyideju hasz-
nálati melegvíz-ellátására alkalmasak. Elonyösen alkalmazhatók tetotéri kazánházakban is - 50... 250 lakás részére -, mivel nagy fajlagos teljesítményük, kis méretük és súlyuk következtében még panelos épület esetében sem szükséges a födém megerosítése. A kisebb egységek egybeépített szivattyúval és átfolyós rendszeru vízmelegítovel is készülnek. Bojlerrel összekapcsolva központi melegvíz-ellátásra is használhatók. Az ÉTI típusú gázkazánokat hét nagyságban gyártják 8... 145 kW (,,-,7000... 125000 kcalIh) teljesítményhátárok között. A kazán szerkezeti megoldásának vázlata a 30-88. ábrán, körvonalrajza és fobb méretei a 30-89. ábrán láthatók, muszaki adatait a 30-41. táblázat tartalmazza. A kazán acéllemezbol készül, hegesztett kivitelezésben, sajtolt önhordó burkolattal. A szerelvények kezelésére az elolapon nyitható ajtók vagy muanyag tolóablakok vannak. A lábazati lemez perforált, az égéshez szükséges levego bevezetéséhez. üzem közben a burkolat homérséklete sehol sem emelkedik az érintési homérséklet fölé. A kazán földgáz vagy városi gáz eltüzelésére alkalmas, a gázfajtának megfelelo égovel és szerelvényezéssel. A kazán foégoje a gáz változó futoértékének megfeleloen a fojtótárcsa cseréjével vagy tolócsavarral szabályozható. A kazán fo szerkezeti egységei: kazántest, tartószerkezet, burkolat, lábazati rész, gázégo, huzatmegszakító és automatikaelemek (gyújtóláng-biztosító, hofokszabályozó, bojtárszelep). A bizton-
30-41. táblázat Gázkazánok Jellemzok
ÉTI-7
--
1,9 62,7 ,52... NévlegesNÁ teljesitmény, 180 23122 103 228 312 250 150... 132 160... 118 82 83 87 200 190 kW(7000) 470 55 100 36/486 29,1 17,5 2,5 (25000) 1,70 6,10 4,0 1,05 7,30 11,6 10,60 12,4 (10000) (100000) 26,8 28,0 9,30 6,70 (15000) (75000) (60000) 6,6 51,00 21,0 40,00 3/4 1/2 11,5 2,3 9,1 15,0 3,8 1,5 1,1 116,3 69,8 87,2 16,0 3/4 21/2 6/4 Fútovizvezeték, városi gáz, ~/hátméro, coD
38 150... 82 ... 85 190 8,2 0,76 4,30 0,77 1/2 1,1105 6/4
I
1-
ÉTI~IO
1···
ÉTI-tS
I
ÉTI-2S
I
ÉTI-60
I
É~-7~-1 ÉTI-tOO
1il
1212
é- I~
GÁZELLÁTÁS
-$-
f
2
I ~9195811
10
-7Ö
30-88. ábra. ÉTI tÍpusú gázkazán szerkezeti megoldása 1 huzalmegszakító; 2 burkolat; 3 égéstermékgyujtö; 4 kazántermosztát; 5 gázcsö; 6 gázcsap; 7 Junkers automatika; 8 termoelem; 9 föéllO; 10 gyúj_ tólángégo; II kazántest; 12 villamos csatlakozás; 13 homéro; 14 kiegyenIítövezeték; 15 háromjáratú csap; 16 hocserélo; 17 keringt"oszivattyú; 18 fütoviz-vezeték; 19 szikragyújtó; 20 helyiségtermosztát
sági és szabályozó berendezések a kazán ban levo futoviz homérséklet változásának hatására muködnek. Ha a készüléket ellátó hálózati gáznyomásban jelentos ingadozás várható, gáznyomás-szabályozó alkalmazása szükséges. A gyújtólángcsap a foelzárócsappal egybeépített. A futoviz homérséklete a hoérzékelovel szabályozható. A beállított futovíz-homérsékletet a kazán szabályozó berendezése állandó értéken tartja. Ha a víz homérséklete a beállított érték fölé emelkedik, a szabályozóberendezés kikapcsolja a foégot; ha a beállított érték alá esik a futoviz homérséklete, a gyújtóláng ismét begyújtja a foégot. Gázkimaradás esetén a biztosítóberendezések lezárják a gyújtólánghoz és a foégohöz vezeto gázáram útját. Az ÉTI típusú gázkazánok néhány javasolt bekötési vázlatát a 30-90. ábra tartalmazza. Az ÉPLAK L típusú gáztüzelésu melegviz-termelo kazánok lakások, családi házak, irodaházak,
iskolák, középületek stb. központi melegvh. futoberendezéséhez, de elsosorban etázsfutések h•...;>llátására alkalmazhatók. Ezeket a gázkazánokat hat nagyságban gyártják 1l,6 ... 116 kW (,,-,10000 ... 100 000 kcaljh) teljesítményhatárok között. A kazán szerkezeti megoldásának vázlata és fobb méretei a 30-91. ábrán láthatók, muszaki adatait a 30-42. táblázat tartalmazza. A városi gáz vagy földgáz e1tüzelésére alkalmas kazánokat önmuködo szabályozó és biztonsági szerelvényekkellátják el. A kazán automatikusan üzemeltetheto, kezelése csak az oszi begyújtásból, a szükséges homérséklet beállításából és a tavaszi kikapcsolás ból áll. A kazánok égorendszere városi gáz használata esetén színgáz-Iepkeégokbol, földgáz használata esetén elokeveréses égoegységekbol áll. A futoviz-homérsékletet a kazán automatikusan tartja. A beállított homérséklet elérésekor a hoérzékelovel vezérelt bojtárszelep a gázáramot zárja, így az égés megszunik. A homérséklet csökkenése-
1213
FOGYASZTÓKÉSZULÉKEK
!oo
===1===
&==1===
A
30-89. ábra. ÉTI típusú gázkazánok fobb méretei A
TcljesitméDY.
B
c
D
I - "'Da -1
kcal/h 1890 325 270 1200 1200 180 4SO ISO 1170 1300 1160 1400 620 230 900 255 2SO 205 400 190 132 500 120 110 118 ISO 585 550 6SO 5SO 1080 7fIJ 320 170 105 70 270 280 690 7SO 800 615 1795 275 515 6SO 550 5SO 150 760 625 60 70 550 380 760 380 X380 865 700 150I, 550 7000 590I 1880 \
-
kor ez a muködés fordított irányú, és a gyújtóláng az égot újra begyújtja. Az égorendszer termoelektromos biztosítás ú, így a gyújtóláng kialvása esetén a bojtárszelep a gázáramot zárja. A gázkazán hengeres alakú, acéllemezbol hegesztett kivitelben ké-
E
I
F
G
H
1
J
K
mm
szül. A külso burkolat alatt hoszigetelo réteg van, amelyet tetszoleges színu hoálló lakkal bevont burkolat takar. A nagyobb teljesítményu kazánok ismertetése a 30.7. pontban található.
1214
GÁZELLÁTÁS I
I 25
I
I
,1
r----I lJ 7 li I II r.v-12 7
5
4-
II
I
,
tiJ
Szivoffyúva/ és Mcserélóvel ellólott kazánok
r---
lJekó'fése
í--I
I
I
l10sdó
I
I ~5 I I 12I I
~,
,
I r-------t..;:;t-41 I /2IL-5
Szivatfyúva/ e/lÓtoff kazónok bekötése
I
I
ETI-10, ETI-15,ETI-1ó, ET/-25 kazonok bekiJfése gravitációs futésre
ÉTI-50, ÉTI-125 kozónok bekMése központi futésre és meleg víz készífésre
I I
I I
10
I I
I I
7 g
~
1
8
8
30-90. ábra. ÉTI típusú gázkazánok bekötési vázlatai 1 gázkazán;
2 ftítési rendszer;
3 vlzmelegito és, -tároló; 4 tágulási tartály; S szivornyacso ; 6 túlfolyó; 7 flítovlz-vezeték; tetosz!vattyú; 10 használati meleg víz; II hÖ(:seréló; 12 égéstermék~vezetés
8 lehlíltviz-vezeték;
9 kering-
30-42. táblázat. ÉPLAK L típusú gázkazánok m6szaki adatai Jellemzok
I Víztérfogat, ma 85 102,3 11,0 15,0 12,0 18,0 24,4 (18000) 40,7 140,0 (88000) 2,6 4,3 7,2 24,0 116,3 (10000) 20,9 (30000) (50000) 87,2 58,2 (75000) 34,9 2,0 0,30 4,0 0,86 0,47 1,68 1.24(12000) (21000) (100000) (120000) (58000) (35000) '~7,5 víznyomás, bar városi gáz, m3fh
L--IO
85 14,0 11,6 2,4 2,0 0,21 1,5
I
L--18
I
L--30 Kazántipus I
L--SO
I
L--7S
I
L--lOO
1215
FOGYASZTÓKÉSZÜLÉKEK
Teljesítmény, kcal/h
Víztartalom,
l
Csatlakozás Gáz
r 3W 6W 6W ~I~ 3W ~I ~I~ ~I
10000
578 220 1205 230 220 500 412 112 220 700 120 1446 420 1990, 2* 21 47 1320 1658 1035 863 762 350 132 1880 310 322 5SO 1520 133 16SO 82530 9124 mm 1330 686 1070 930 500 1500 3SO ISO 300 270 108 80 30 86 168 6/4* I I 1300 960 99
--
Méretok,mm Víz
a
I
b
I
~C
ldl
e
,-~- -.
~-.--
I
Súly, kp
12100
•A jelölt kazánokat kisnyomású laz termelésére is szálUtják.
30-91. ábra. ÉPLAK L típusú gázkazáaok
Gáz-Jég kaloriferek légfutésre. Az USA-ban igen elterjedten alkalmazott gáz-Iég' kaloriferes Jégfutésekhez hasonló megoldások hazánkban még csak kisérleti stádiumban vannak. Az ÉpitéStudományi Intézetben kialakitott és kikisérletezett gázfutó'blokkos légfuto-berendezés vázlatos rajza a 30-92. ábrán látható. A futo berendezés zárt égésteru, azaz az égéshez szükséges levegot bevezeto kürto, az égotér , .az
égéstermékeket hasznositó táskás gázkalorifer és az égéSterméket elvezeto kémény teljesen zárt rendszert képez, s az azokon keresztüláramló levego, ill. égéstermék a lakás levegojével nem keveredhet. Az égéshez szükséges levego abeszivónyiIáson keresztül jut a zárt teru égoházba, ahol a gázégo égését táplálja. Az égéstermék az égotérb61 a táskás rendszeru gázkaloriferbe.· majd innen hotartalmának hasznositása után az égéStermék-elvezeto kéménybe
1216
GÁZELLÁTÁS Távozó
_
égéstermék Friss levego -
_
22~.
1
'7 23---!. .
-2
Égéstermék
13 ..___16
Friss levego- __
__ /:-':-,7 ----.]
24
_______ 10 4-
9
8 ___
6
-~5
---7 1t
12 23
~~'5 ·~~t8
Lehiilt helyiség levego
30-92. ábra. Gázfútób!okkos légfútoberendezés 1 flílÖblokk; 2 frisslevegtí-kürlÖ; 3 égéstermékk:émény; 4 toldaJékrész; 5 tlíztér; 6 gázégo; 7 frisslevego-bevezeto csatorna; 8 gáz-Iég kalorifer; 9 égéstermék-elvezet6 csatorna; 10 felszálló gázvezeték; leágazó gázvezeték; 12 gázméro; 13 gyújtó-. szabályozó és biztonsági berendezés; 14 flilÖleveg(í beszivónyilása; 15 flílÖleveg6 kifúvónyí1ása; 16 ventillátor; 17 motOr; 18 kalorifer kezelöajtója; 19 gázméro kezeloajtója: 20 kémény telÖki_tése; 21 kürto tet6kivezetése; 22 tetoszerkezet; 23 áIIilennyezet; 24 födémszerkezet ; 25 nézönyilás
II
jut, ahonnan a lakóépület tetoszerkezete felett a szabadba távozik. Egy készülék alkalmas lakó- vagy középületekben levo egy vagy több helyiség légfutésére. Ho-
teljesítménye 3,5... 11,6 kW (",,3000 ... 10 000 kcalfh) közötti, függoleges mérete kb. emeletmagasságú, alapterülete 0,9XO,3 m. Célszeruen elhelyezheto két szomszédos futendo helyiség közötti válaszfalban úgy, hogy - több szintes épület esetén - az egymáson elhelyezett futoblokkok tengelye egy függoleges vonalba essék. Ez az elhelyezés már azért is szükséges, mivel ígyegyszeruen megoldható az égést tápláló levego odavezetése és az égéstermékek elvezetése. A készülékbe beépített ventillátor a futendo helyiségek levegojét keringteti, de erre csak olyan esetekben van szükség, amikor távolabbi helyiségeket is akarnak futeni, és álmennyezetben vagy rövidebb légcsatornákon kell a levegonek áramolnia. Ebben az esetben az is megoldható, hogy ne csak a belso levegot keringtesse a készülék. A távolabbi helyiségekbol nem vezetik vissza a készülékbe a levegot, inkább helyette friss levegot vezetnek oda, s így a szelloztetés is megoldható. Ha a készülék csak a szomszédos egy vagy két helyiséget futi, akkor ventillátor nem szükséges, a gravitációs úton létrejövo légáramlás is elegendo a szükséges futoteljesítmény eléréséhez. A gázüzemu légfuto-berendezés elonyös tulajdonságai: eloregyárthatóság, kevés helyszíni szerelési munka, kis hasznos helyfoglalás, könnyu egyedi szabályozhatóság, jó hatásfok. (A mért eredmények névleges terhelés esetén 82... 85%, 20%-os terhelés esetén 65 ... 70%.) Hátránya, hogy nem minden alaprajzi e1rendezés esetén alkalmazható. A futoberendezéshez. biztonsági és szabályozószerkezet tartozik, amelynek feladata, hogy - a gáz nyomásának a muködtetéséhez szükséges minimális érték alá csökkenése vagy gázkimaradás esetében zárja a gázáram útját a gyújtó és az égo vezetékében; - a helyiség homérsékletének függvényében vezérelje, ill. ki- és bekapcsolja a rendszert; - túláram esetében lekapcsolja a berendezést és a ventiHátort a hálózatról.
JO.7. Ipari fogyasztókészülékek 3O.7.1.~agykODybJd
gázfogyasztó készülékek A technikai haladás fokozódó üteméveI együttjáró korszerusödés a nagykonyhai készülékek gyártásában is mutatkozik. A nagy konyhai gázfogyasztó
készülékek rendszerint emberi tartózkodásra is használt térben üzemelnek, így a gázfogyasztó készülékekkel szemben támasztott követelmények közül elsodlegesek az egészségügyi és biztonságtechnikai szempontok, még esetleg a gazdaságosság rovására is. A fejlodés fobb tendenciái közül éppen ezért
IPARIFOGYASZTÓKÉSZULÉKEK
elsosorban a teljes automatizálásra irányuló törekvések érvényesülnek, amelyek az üzemeltetéshez szükséges munkaero-, ill. munkaido-ráfordítás csökkenését eredményezik. Az általában hotermelési célokra épített készülékeken rnegfigyelheto hatásfok- és hoteljesítmény-növekedés itt csak másodIagos jelentoségu. A gáz alakú energiahordozók széles köru elterjedése során egyre több gázfajtát hasznosítanak, ezért anagykonyhai gázfogyasztó készülékekhez is általános törekvés a több gázfajta eltüzelésére alkalmas égok kifejlesztése. Fozozsámoly. A gáztüzelésu fozozsámoly nagy teljesítményu, égéstermék-elvezetés nélküli készülék. A nagy konyhák technológiai üzemmenetében általában kisegíto szerepe van, folyékony ételek készítésére, forralására, melegítésére alkalmas (30-93. ábra). Lemezlábakon álló, öntöttvas edénytartó rácscsal ellátott készülék. Égoje rendszerint természetes levegoellátás ú, elokeveréses, kettos körégo. A koncentrikusan elhelyezett belso és külso lángkör külön gázszeleppel egyenként szabályozható. Az égo1-
:/; 30-93. ábra. Fozozsámoly (FUTOBER,
F 600 tipus)
1117
teljeSítményt a belso és külso lángrendszer között 1 : 2 arányban osztják meg. A két gyuru közötti rés javítja a másodlagos levegoellátást. Az égofejek oldalán, védetten képezik ki a kiömlonyílásokat, nehogy az edénybol esetlegesen kifutó folyadék eltömhesse azokat. Az égo alá kihúzható, zománcozott hulladékfelfogó tálcát szerelnek. A 30-43. táblázat a gyártott típusok néhány jellemzo adatát ismerteti (1. a 30-93. ábrát). Nagykonyhai gáztuzhely. Anagykonyhai gáztuzhelyeket zárt és nyitott égoterekkel régebben egy egységben, több típusnagyságban készítették, újabban külön zárt és nyitott égoteru, tetszés szerint összeállítható, modulméreW egységekben gyártják. A zárt fozolapok égéstermékkel érintkezo oldala rendszerint bordázott. A zárt fozohelyeket a tuztérben egymástól samott-téglákkal választják el, az égéstermékek ugyancsak samottból falazott gyujtocsatornákon jutnak el az égéstermék-elvezeto csonkhoz. A nyitott égotereket öntöttvas edénytartó rácscsal látják el, a fozoégok alá kihúzható, zománcozott hulladékfelfogó tálcát szerelnek. A tuzhelyeket védokorláttal is ellátják, amely célra újabban a kello szilárdságú gázelosztócsövet használják fel. A régebbi típusokban a nyitott égotereket párosával a tuzhely egyik vagy mindkét végére épitették, és a közbenso zárt égoterek száma négy vagy hat volt. Két sütovel vagy ezek helyén variációs lehetoségként két tárolópolccai készültek. Típusjelzésük a kiviteli változatokra utalt, pl. 4z-2ny-2s, vagy 6z--4ny-2p (z zárt fozohely, ny nyitott fozó'hely, s süto, p polc). A nyitott égoterekbe körégoket, a zárt égoterekbe kerámia betétes, a sutokbe hosszégoket szereltek, természetes levegoellátással, elokeveréses rendszerrel. Az újabb tipusú, zárt égoteru tuzhelyek szögvas vázszerkezettel, zománcozott acéllemez profilidomokból, szögletes kivitelben, a modul-építorendszer alapján meghatározott méretekkel, két vagy három zárt fozó'hellyel és egy vagy két sutovel készülnek. A zárt égoteru tuzhelyekbol és az ugyancsak modulméretben kapható, két nyitott égoteru egységben gyártott tuzhelyekból kivánság szerinti nagyságú nagykonyhai gáztuzhely állitható össze, amely az égokonstrukció változtatása nélkül, alkatrészcserével bármely gázfajta eltüzelésére alkalmas. A zárt égoteru tuzhelyek égoje rendszerint automatikus szabályozású. A 30-94. ábrán hazai gyártású, zárt égoteru tuzhely körvonalrajza látható. A 30-44. táblázat. az ábra jelöléseit is felhasználva, néhány tájékoztató adatot tartalmaz.
UIS
GÁZELLÁTÁS 30-43. táblázat. Fozozsámolyok mliszaki adatai
I
-
(L. a 30-93. ábrát)
-
16,3 hoterhelés, 14,016,7 ... 17,4 PB sz hFöldNévleges 15,9 m +VárosikW gáz 524 (kcalfh) 600 716 (14400) (14000) 745I (12000 ... 15000) 550 500
I
+
Gázfajta + Méretek,mm+
-
,
I
A nagy konyhai gáztuzhelyek nyitott égoterébe épitett gázégoket a teljesitménytol függetlenül olyan gyújtólángégovel kell ellátni, amelynek kiömlonyilása a kifolyó vagy lehulló ételtol védett. A zárt fozolapok égoi automatikus gyújtásúak. Süto (sütokemence). A gázsüto (nevezik gáztüzelésu sütokemencének is) közvetlen fiitésu, ami hoátadási szempontból kedvezo. Ezt az te~zi lehetové, hogy a gáz égéstermékének semmilyen káros hatása nincs a sütendo ételekre. A sütéshez nem szükséges magas homérséklet, ezért a tökéletes égéshez szükséges levegomennyiségen kivül· hutolevegoként többletlevegl5t vezetnek a készülékbe. Technológiai szempontból elsorendu követelmény a sütotér homérséklet-elosrlásának egyenletessége. Az egyenletes homérséklet-eloszlást az égéstermék vezetésének megfelelo kialakitásával,
a frisslevego-bevezeto nyi1ások, az égok alakjának és helyének gondos megválasztásával valósitják meg. Erre példa a 30-95. ábra. A szerkezet kialakitásakor ügyelni kell arra, hogy az egyik sütotér égésterméke a másik sütotér égoinek muködését ne zavarja. A vizszintes égéstermék-csatorna szakaszokban zsrrgozök és egyéb szennyezodések rakódhatnak le, ezért gondoskodni kell idonkénti tisztithatóságukról. A sütok határolófelületei közül a hátsó általában légréteg szigetelésu, a többi felületen lehetoleg csekély hotároló képességu szigeteléssei csökkentik a veszteséget, ill. gátolják meg a környezet kellemetlen mértéku felmelegedését. A régebbi tipusokat két-, három- és négysütos kivitelben gyártották, és természetes levegoellátású, elokeveréses hosszégokkel szerelték tel. Újabban
h=1800
@ % 30-94. ábra.
zárt égöteru nagykonybai gáztuzhely (KERIPAR, GT l00Z tipus)
IPARI FOGY ASZTÓKÉSZULÉKEK
1219
30-44. táblázat. Nagykonybai gáztib:belyek mIiSZaki adatai
--
(L. a 30-94. ábrát)
--
81085 200 1felület, $Z 11 Zárt m' fc5zc5lapok száma száma égc5k 2száma 800 3 1100 1045 570 845 1250 1945 1600 665 1,2 1,0 Sütok
I
l
I Fc5zc5lap-1 Nyílt
két- és háromsütos készülékeket gyártanak, részben hasonl6an hossiégokkel, részben mesterséges levegoellátású, ut6keveréses gázégokkel. A 30-96. ábrán háromsütos kivitelu, automatikus szabályozású, ELG gázégovel felszerelt gázsüto körvonalrajza láthat6. A hárornsütos kivitelekben a legfelso sütotér olykor nem futött, csupán az alatta elhelyezett sütoterek elvezetett égéstermékei melegitik, így sütésre nem használhat6, csak melegítésre. A nagy konyhai gázsüto égéstermékeinek elvezetését biztonságtechnikai-egészségügyi szempontb61 kötelezoen eloírják (kémény, elszív6emyo stb.).
~A~
íI'.....,,-....--.--;::;. /1\ (\1__
Ol IC:::>
.I I
fr
,
.
1(\
~ -1\ ("-
.0
r---1
~t:fl
fr --fr-~
·0r///////////////////////////A~ 30-95. ábra. Nagykonyhai 79·
I
m kW 7,6 29,1 (30000 (6500) ...(00) 35 (00) (25 (2X8000) Méretek,mm 2X9,3 34,9 ... 40,7
gázsüto égéstermék-elvezetése
A gyártott tipusok néhány tájékoztat6 adatát a 30-45. táblázat tartalmazza. Gyorssüto (sütolap, sütorost). Az ut6bbi évtizedben terjedtek el· a kisebb teljesítményu sütok, amelyeket tészták, húsok, halak és köretek gyors elkészítésére használnak. A hazai szóhasználat szerint gyorssütóknek azokat a készülékeket, nevezik, amelyekben zsírral vagy olajjal feltöltött ún. sütoedényt melegítenek gáztüzeléssel. A sütéshez elokészített nyers ételt vagy közvetlenül, vagy pedig acélfonatb61 készített kosarakban helyezik a forr6 zsírba, ill. olajba. A gyorssüto üzeme automatikus, a sütoedénybe építik be a homérséklet-szabályozó érzékeloszervét. A rendszerint 100... 200 oC között állithat6 automatika nem engedi az olaj vagy zsír túlmelegedését. A végzett kísérlet szerint ugyanis 180 oC feletti homérséklet esetén az étkezési célokra használt zsírokb61 és olajokb61 is egészségre ártalmas gozök szabadulnak fel. A sütoedény kialakítását és homérséklet-elosztását célszeruen úgy tervezik, hogy az ételek morzsaléka alacsonyabb homérsékletu helyre kerüljön, ahol nem sül tovább, így az olaj ill. zsír nem veszi át a sütött ételek sza-
gát. Azokat a gyorssütoket, amelyekben az ételeket közvetlenül az égo lángjával, ill. égéstermékéveI me· legitett öntöttvas lapokon vagyrácsokon sütik, gáztüzelésu sütoserpenyonek, sütolapnak vagy sütorostnak nevezzük. A gyorssütoket zománcozva, vagy korr6zi6á1l6 acéllemez burkolattal, modul- vagy att61 eltéro méretekben, égéstermék-elvezetéssel vagy anélkül egyaránt készítik. A 30-97. ábrán gáztüzelésu gyorssüto körvonalrajza látható. A 30-46. táblázatban a jelenleg gyártott gyorssüto-típusok muszaki adatai találhat6k.
InG
GÁZELLÁTÁS 30-45. táblázat. NagykODybalIit6k miSZakI adatai
-"
(kc:alJh)
sz 1840 m + 1600 970 900 980 920
Ip::-I
eL a 30-9Ci. 4brAt)
+ 1900 +
Méretek.
v~oaiI
kW PB mm
r----~
_
I L
r----- _
L
GAzfajta
980
I
I
I
34,923,0 ... 40,7 1710
r~---L
+
_
:ttelfözo üst. A gáztüzelésu ételfoz5 üstöket kettos csészés kivitelben gyártják. A belso és külso csésze közötti térben levo viz felmelegitésekor kisnyomású goz fejlodik, amely a bels5 csésze falán kondenzálódva melegiti a hasznos fozlSteret. A g5z túlnyomása általában a 0,2 bar-t (",0,2 att-t) nem lépi túl, így a biztonsági állványcsovel felszerelt ételf5zlS üstök átlagos belmagasságú helyiségekben elhelyezhetok. A fozocsésze befelé domborított feneku, ötvözött alumíniumból vagy rozsdamentes saválló acélból készül. A küls5 csésze anyaga rendszerint kazánlemez. A külso csésze és a salakgyapottal belülrol h5szigetelt, zománcozott acéllemez burkolat közötti térben áramlik az égéstermék (30-98. ábra). Az alumíniumból készített üstfedél saját súlyának hatására zár. Kiegyensúlyozott fedél, amikor felnyitják, az ellensúly bármely helyzetben rögzíti. A kett5s csésze alatti rész kiképzésekor különösen a megfelelo levegoellátásra kell ügyelni. A másodlagos leveg5 bevezetésére kialakított nyílásokat, szennyezodés vagy viz nem szfikítheti le. Gondoskodni kell a felfíítés során keletkezlS kondenzátum elvezetésérol, hogy az az ég5 üzemét ne zavarja. A 30-99. ábrán vázlatosao láthatók az ételfozo üst szerelvényei, a küls5 burkolatot és az égéstermék-elvezetést nem tüntettük fel. A 30-47. táblázat a jelenleg gyártott típusok mííszaki adatait tartalmazza. Virslifözo. A virslifozo kolbász, virsli vagy más hentesáru f5zésére, párolására, gozölésére és melegen tartására használt készülék. A gázégo rozsdamentes, saválló acélból készített vizmedencét melegit, amelynek felso részébe illesztheto a zománcozott, perforált párolóbetét. A vfzmedence ugyancsak rozsdamentes acélból készített fedéllel zárható le. 30-96. ábra. Gázsüto (FUTÖBER,
hár01ll8ütos)
1221
IPARI FOGYASZfÓKÉSZULÉKEK 30-46. táblázat. Gá&tiizelésIi gyorsslt6k (Gyártó: KERlPAR)
miszakl adatai
(L. a 30-97. ibrit)
" I
Tlpusjc1 3,5 a gázf"ajta szerint Méretek. mm 5,~ hotcrhelés, .. 7,2 Névleges
sz PBKG Földgáz 480 800mKG 364 365 355 352 362 363 322kW 353 354 Virosi
láz
323 324 KG 325
1
900
II
A virslifozl>t állványos vagy asztali kivitelben, zománcozott vagy rozsdamentes acéllemez burkolattai, égéstermék-elvezetéssel vagy anélkül, modul- és att61 eltéro méretekben készitik. A 30-100. ábrán asztalra helyezhetl> virslifow körvonalrajza láthat6, a 30-48. táblázat a gyártott típusok muszaki adatait tartalmazza. Tálalóberendezés. A tálal6berendezések csoporth=800
• o o o o o o o o o o o o
jába soroljuk a tála16asztalt, a tá1a16pultot és a vízmedencés ételmelegítl>t. A tála16asztalt a már tányérokba adagolt ételek melegen tartására és a felszolgáláshoz szükséges edények és evl>eszközök ell>melegítésére használ jáko A rozsdamentes, savá1l6 acéllemez borítású asztallap alatt perforált polcokkal ellátott és rendszerint mindkét hosszanti oldalon eltolhat6 ajt6kkal lezárt futött szekrény helyezkedik el. Futési rendszerének egyik kialakítási m6dját a 30-101. ábra szemlélteti. A vfzmedencés ételmelegítl>ben vagy másképpen étel-melegentart6ban, a kb. 60... 70 OC-ra felfutött vízben, perforált betéteken, ill. tart6rácsokon helyezhetl>k el a már elkészített ételeket tartalmazó
o o o o o o o o o o o o o
I I
G
~
~
'o:t
•
~
30-97. ábra. Gáztüzelés6 gyorssütö (KERIPAR. pus)
I
X
'-
Hei9t;/en __
KG 322 ti-
'/. 30-98. ábra. Ételfoz6 üst égéstermék-elvezetéae
1222
GÁZELLÁTÁS
"-750 h =574.
"'i
r-
i
I
I
I
IL
I
_ __
J
sz=350 30-100. ábra.
Asztali virslifozo (KERIPAR,
KG 422 típus)
1 2
~.arr{Il
5
~-..f-.Af""'~"-~Pf I~~,,~ 1\\/.1
4.
1
~J
1
30-99. ábra. Ételfozo üst szerelvényei biztonsági állványcso; 2 szintmutató; 3 ételürítés; 4 vizleeresztés; 5légbeszívó; 6 légteleníto; 7 belso töltovezeték; 8 feltöltés; 9 gázcsatlakozás J
J
égo; 2 másodIagos levego; 3 égéstermékjárat; 4 hoszigetelés; 5 perforált polc
30-47. táblázat. Ételfozo lIstök muszaki adatai (L. a 30-99. ábrát) SO,2 SO,2 33,5 hc5terhelés, 16,7 Alumínium kW Rozsdamentes acél Névleges (40000) 300 max. 46,5 200 (28800) ELG6go Urtartalom, (kcaI/h) Gyártó vállalat I I I Fozc5csészeanyaga :'4; (14400) (43 200)Tipus (28800)
300 100 100
Rozsdamentes 33,5
acél
(432q<»
1213
IPARI FOGY ASZTÓKÉSZULÉKEK 30-48. táblázat. Gáztüzelésli virslifozok miiszaki adatai (Gyártó: KERIPAR) (L. a 30-100. ábrát) hISterhelés,
kW
sz hm Névleges PB Városi Földgáz gáz TIpusjel KG 462 452 463 674 360 800 450 900 453 335 (3000) 3,5a gázfajta KG KG 122 423
I
I
szerint
Méretek,mm
I
5 1
°1_--=-~_
2
30-102. ábra. Vízmedencés ételmelegíto vázlata
1égo;
2 másodlagos
levegö; 3 égésterrnékjárát;
edények. A kezelooldali részen, eltolható ajtók mögött találhatók a gázégó'k és az egyéb szerelvények. Kialakításának elvi vázlata a 30-102. ábrán látható. A tálalópult az ételmelegito korszerubb változata. A vízmedencét rozsdamentes, saválló acéllemezbol készitett asztallap fedi, amelyen az ételtartó edények számára nyílásokat vágnak ki. A fedovel ellátott edények a nyílásokban bajonettzárral rögzithetok. A vízmedencébe merülo edényekben a kiszolgáláshoz tárolt ételek egyenletes homérsékleten tarthatók. A kezelooldalon, tolóajtók mögött helyezkednek el a szerelvények. A tálalópultoknak több típusa ismert. így pl. kiképezhetok edénytároló résszel, tányérba kiadagolt ételek elhelyezésére futött adagtárolóval, önkiszolgáló rendszeru étkeztetések esetén a tálcák csúsztatására alkalmas tálcatartóval, a cseppfertozés ellen védo üveglappal stb. A 30-103. ábrán adagtárolóval és tálcatartóval fe1szerelt tálalópult látható. A tálalóberendezések égéstermék-elvezetéses gázfogyasztó készülékek. A kereskedelmi forgalomban kapható tipusok muszaki adatait a 30-49. táblázat tartalmazza.
4 hoszigetelés;
5 edénytartó
30.7.2. Gáztüzelésu kazánok központi ffltéshez A gáztüzelés elonyei. A gázüzeIDu központi futésnek a kis beruházási igényen és az üzemeltetés gazdaságosságán kívül más elonyei is vannak a szilárd tüzeloanyagú központi futéshez képest. A legfontosabbak: ,_
r
800
sz =1800
h=100~
7 //////////////////////////. 30-103. ábra. Gáztuzelésil
tálalópult (KERIPAR, típus)
KG 728
GÁZELLÁTÁS 30-49. táblázat. Gáztiizelési táIaIÓbereDdeZé (Gyártó: KERlPAR)
lDiszaki adatai
(L. a 30-103. ábrát)
7,6 KG 758 3,5 h6terhelés, KG 761Névleaes sz It m PB768 Méretek, Városi lllIZ Tfpusjel Földllllz 1500 900 1500 1500 aKO aázfajta 767 757 1005 1800 800 1520 756 940 764 754 751 KG 760 (3000) 3,5 3,5szerint 727 726 KG 721 724 KO 728 zettel, önkiszolgál6 étkezI I I I
mm
1520 700
kW
- a tüzeloanyag csovezetéken szállitható, elmarad a tüzeloanyag-tárolás, tuzre rakás, salakhordás; - a tüzeloanyag minosége egyenletes, így a tüzelés homogén; - a homogén tüzelés nagyobb fajlagos teljesítményt és kisebb helyigényt eredményez; - a tüzelési hatásfok jó, kis légfelesleggel gazdaságos üzemvitel valósítható meg; - a tüzelés rugalmas, a terhelésváltoztatások gyorsan végrehajthatók; - az üzemvitel automatizálható; - robbanás és tuzveszély szempontjából ugyan szigorú eloírásokat kell betartani, a berendezés ke~lése ennek ellenére egyszeru; - város-, ill. településegészségügyi szempontból rendkívül kedvezo. A hazánkban jelenleg üzemelo, gáztüzelésu központi futésu kazánok két nagy csoportra oszthatók: - gáztüzelésre átalakított és - gáztüzelésre készitett kazánokra. Gáztüzelésre átalakitott kazánok. A szilárd tüzeloanyaggal üzemelo kazánok közül e1sosorban a koksztüzelésu kazá,nokat állítják át gáztüzelésre, Az OKOT-GKV A kikisérletezte és megoldotta a központi futésre elterjedten alkalmazott MARABU IV., VII., VIlI. és IX., valamint az ECA IV. típusú kazánok átalakítását. Az átalakítás során alapveto szempont, hogy a koksztüzelés szokványos, fajlagos felületi terhelését megtartva [8,1.. .9,3 kW 1m2 ('" 7000... 8000 kcal/hm2)], a kazán átlagos hatásfoka tartós üzem-
ben 80% felett legyen. A kazánok átállitása ne jelentsen bonyolult muszaki feladatot, úgyhogy az átlagos fe1szereltségü és felkészültségu vállalat megoldhassa. A MARABU VII. és IX. úpusú kazánok öntöttvas kezeloajtaja helyére zárólemezt építenek be, amelyen keresztülvezetik az égo gázvezetékét. A széngaratot és a rostélyt, valamint a tuztér öntöttvas felületeit samotthabarccsal, ill. samotttéglával bélelik. A bevonat vastagsága 2 ... 6 cm között változik. A samottbélés feladata részben a légtömör zárás, részben védelem a szúróláng ellen (30-104. ábra).
ö
ö
:/, 30-104. ábra. MARABU VII. és IX. típusú kazánok átalakítása gáztüzelésre, a samottbélés elhely~
IPARI FOGY ASZTÓKÉSZuLÉKEK
A MARABU IV. és VIlI. típusú kazánokban szintén bevonattal, légtömören zárják a hamutér, a levegobevezetés, a szénakna és a tüzeloanyag-adagoló nyílásait, valamint a tuztérhez kapcsolódó tagok közötti valamennyi rést és nyílást. A tüzeloanyag-adagolót kiszerelik és nyílását befedik. A beépített égok általában kényszer-Ievegoellátású elokeveréses hosszégok. Az ún. fáklyaégok az alacsony és viszonylag hosszú tuzterek miatt nem alkalmazhatók, mert nem valósítható meg a hossz menti egyenletes tüzelés. A szóba jöheto, ún. láng nélküli sugárzó égoknek viszont a fajlagos felületi égoterhelése kicsiny, így tú1zottan nagy égoméretek adódnának. Az injektoros égorendszerek a rendelkezésre álló névleges csatlakozási nyomás mellett egyszeru kivitelben nem valósíthatók meg. A gázégo a tuztérben, a hamutérben vagy a szénaknában helyezheto el. A hamutérbe vagy szénaknába épített égo esetén az égéstermékjárat hossza és ezzel a hasznos futofelület növekszik, mert további vízzel futött felületek vesznek részt a hocserében, amelyek szilárd tüzeloanyag e1tüzelésekor nem érintkeznek az égéstermékkel. A jelenlegi megoldásokban az égot a rostély felett, a tuztérbe építik. Az égo hamutérbe építése ugyanis - tekintve,
1225
hogy régóta üzemelo kazánokról van szó - csak a kazán szétszerelése és a hamutér és az égéstermékjáratok közötti rések újratömítése után valósítható meg. Ez költséges, és nem biztos, hogy megfelelo eredményre vezet. A szénaknába épített égovel a tüzelés felülrol lefelé irányított. Erre vonatkozó kísérleti és tapasztalati adatok nem állnak rendelkezésre. Az üzemi és mérési tapasztalatok szerint a gáztüzelésre átalakított kokszkazánok üzeme kielégíto. Szakszeru égobeépítés, gondos beszabályozás és megfelelo üzemvitel esetén 80... 85, olykor 90% körüli hatásfok is elérheto. Gáztüzelésre készített kazánok. Kisebb teljesítményhatárokig 230 kW (kb. 2· lOs kcal fh) a gáztüzelésre készített acéllemez kazánokat állóhengeres kivitelben gyártják, a hoátadó felületet függolegesen beépített acélcsövek alkotják. Más típusú kazánokban a sugárzással átadódó homennyiség növelése végett a tuzteret általában kerámia lapokkalburkolják. A gáztüzelésu kazánok biztonsági és szabályozószerkezetei, muszerei védik a kazánt a zavaró hatásoktói (gáz- és vízkimaradás, gáznyomás-ingadozás stb.), és szabályozzák a tüzelést valamilyen ki-
30-105. ábra. Központi futési kazántelep biztonságtechnikai,
gyújtó és lángfelügyeleti rendszere
1 gázfocsap; 2 kapcsolóóra; 3 választókapcsoló; 4 inditógomb; 5 vezérlorelé; 6 gyújtóberendezés; 7 gyújtóláng-szelep; 8. 14 elektropneumatikus relé; 9gyújtógyertya; 10 fényérzékelo tranzisztor; lJ relé; 12 kürt; 13 égoszelep; 15 gáznyomás-érzékelo; 16 jelzolámpa; 17 nyom6gomb; 18 siíritettlevegovezeték; A. B és C kazánok
1226
GÁZELLÁTÁS
amely zárja az égo gázvezetékét, amennyiben a csatlakozási gáznyomás a megengedett alsó határ alá csökken, vagy kimarad a villamos áramszolgáltatás, a vezérloener,gia- vagy a levego-hozzávezetés. Az égok gyújtólánggal és lángbiztosítással üzemelnek,
meneti paraméter (forróvíz-homérséklet, goznyomás) függvényében. Minden gázkazán csatlakozóvezetékébe kézzel muködtetheto elzárószerkezetet, valamint ezenkívül önmuködo zárószerkezetet is be kell építeni,
30-SO. táblázat. Központi fütéshez aIkaImazott gáztüzelésu kazánok muszaki adatai (Városigáz- és földgáztüzelésre egyaránt alkalmasak)
Névleges Gyártó vállalat
Típus
hoteljesítmény,
kW (kcalfh)
Futofelület, m'
Melegvízkazán Hatásfok, %
I Orosházi Vas- és Kályhaipari
ÉTI-IO
V. ÉTI-IS ÉTI-25 ÉTI-60
Gépszakmai KTSZ
Gépszöv 150000 250000 500000 400kgjh
Épületlakatos Segédipari KTSZ (ÉPLAK)
L-IO L-18 L-30
L-SO L-75
L-loo Mosodai Gép- és Kazánipari KTSZ
Lavatherm SLT-l SLT-2 SLT-3 VBS-350 KLT-l
11,6 (10 (00) 17,4 (15 (00) 29,1 (25 (00) 69,8 (60000) 175 (150 (00) 291 (250000) 580 (500000) 314 (270000)
(goz)
fo~~t, Víz-
nyomás,
I
bar
Víztérfogat, m'
goznyomás,
I
bar Üzemí
1,1
85
1,5
1,7
83
1,5
2,44
83
1,5
6,1
82
1,5
16,2
83 ... 86
0,53
4,0
0,407
0,5
24,8
83 ... 86
1,2
5,0
0,9
0,5
61,6
83 ... 85
1,7
5,0
1,5
0,5
24,8
83 ... 85
0,9
6,0
11,6 (10000) 20,9 (18 (00) 34,9 (30000) 58,2 (50000) 87,2 (75 (00) 116 (100000) 580 (500000) 1160 (1000000) 1750 (1500000) 350 kgjh (goz) 150 kgjh
Víz-
tér-
Gozkazán
85
0,21
2,0
85
0,3
2,0
'85
0,47
2,0
85
0,86
4,0
85
1,24
4,0
85
1,68
4,0
30,5
86
60,79
86
91
86
14
86
10,0
86
2... 6
7,5
0,5 ... 6,0 0,5 ... 6,0 0,5 ... 6,0
IPARI FOGYASZTÓKÉSZuLÉKEK
a csatlakozási nyomást nyomásszabályozó állitja be a névleges értékre. A központi futési kazánokhoz homérséklet-, ill. nyomáshatároló beépitése kötelezo. A természetes levegoellátású égovel üzemelo kazán tartozéka az áramlásbiztositó. A hazánkban gyártott, központi futési célokra dlkalmazott gáztüzelésu kazánok muszaki adatait a 30-50. táblázat tartalmazza. Kazántelep szerelvényei. A 30-105. ábrán városigáz-tüzelésu központi futési kazántelep biztonságtechnikai gyújtó és lángfe1ügyeleti rendszerének ki· alakitására gyakorlati példa látható. üzembe helyezés elott a 10 s muködési ideju 2 kapcsolóórái
véghelyzetbe állitják, majd a 3 választókapcsolót az inditandó kazánnak megfelelo állásba hozzák. A 4 inditógomb benyomása után a kapcsolóórával öszszeköttetésben levo 5 vezérlorelé a 6 gyújtóberendezést 10 s-on át bekapcsolt állapotban, a gyújtóláng 7 szelepét pedig a 8 elektropneumatikus relén keresztül nyitva tartja. A gyújtóláng melletti gyújtógyertya ez ido alatt állandóan szikrát ad. A beállitott ido eltelte után, ha a 10 fényérzékelo tranzisztor nem érzékeli a gyújtóláng fényét, a 11 relén és az 5 vezérlorelén keresztül a 8 elektropneumatikus relé segitségével zárja a gyújtóláng szelepét, és egyidejuleg a beépitett 12 kürt hangjelet ad. A hangjel a 17
30-51. táblázat. Ipari gáztüzelésu kazánok muszaki adatai hoteljesítmény,
6790 1750 880 980 % AK0-25-1 LK-1 290 350 Típus 3260 2090 Goz Goz 85 1950 1160 870 360 82 580 83,5 83,S Goz, Goz, 32516 tjh víz Meleg Goz,1,5 10 tjhTcrmelt MA31~/g Meleg víz közeg 6510
-Hatásfok,
1227
Névleges (315000)
GÁZELLÁTÁS
1228
nyomógombbal szakítható meg. A folyamat alatt az 1 gázfl5csap nyitott, de a 13 égoszelep végig zárt állapotban van. A gyújtóláng 10 soon belüli meggyulladása esetén a 14 relérendszer az elektropneumatikus relével nyitja az égoszelepet, az üzem elkezdodik. A gázvezetékben a mindenkori csatlakozási gáznyomást a 15 nyomásérzékelo méri, amelyhez a 16 jelzolámpa csatlakozik. A jelzolámpa ég, ha a gáznyomás nem megfelelo. Elégtelen gáznyomás esetén megkísérelt gyújtáskor az indítógomb benyomása után azonnal hangjelzés következik.
30.7.3. Ipari kazánok gáztüzeléssel Ipari gáztüzelésu kazánokat csak a kazánbiztonsági szabályzat betartásával lehet tervezni, gyártani, telepíteni és üzembe helyezni. Az eloírások betartását idoszakosan ellenorzik. Kezelésükhöz különleges szakképzettség szükséges, 12 tlh teljesítmény felett kazánkezeloi, 30 tlh teljesítmény felett kazángépészi bizonyítvány. A jelenleg gyártott ipari kazánok néhány tájékoztató adatát a 30-51. táblázat tartalmazza.
30.8. Biztonsági és szabályozóberendezések A gázberendezések biztonságosságának és szabályozhatóságának megoldását több tényezo teszi indokolttá, elsosorban a gáz energiahordozók eloretörése révén a gázzal üzemelo háztartási berendezések tömeges elterjedése. A teljes biztonság fogalma azt jelenti, hogya fogyasztókészülék minden egyes égojét égésbiztosítóval kell felszerelni. 1962 óta minden háztartási gázkészüléket gyújtóláng-biztosítóval együtt gyártanak. Leggyakrabban termoelektromos gyújtóláng-biztosítót alkalmaznak, amely a folángot és a gyújtólángot egyaránt védi. A biztonsági- és szabályozószerkezetek alkalmazásának jelentoségét gazdaságossági szempontok is indokolják. A gazdaságosság mértéke számításokkal, Ft/év megtakarítással igazolható. A homérséklet-szabályozó és idokapcsoló automatika alkalmazása minden esetben energiamegtakarítást eredményez. Pl. futés esetén homérsékletszabályozó alkalmazása nélkül a túlfutésbol adódó többletenergiafelhasználás éves átlagban már számottevo. A biztonsági és szabályozó gázszerelvényeket tömegesen elsosorban a lakó- és a kommunális épületek kisnyomású gázberendezéseihez használják. A gázüzemu berendezésekhez gyártott és alkalmazott biztonsági és szabályozószerkezeteket muködési rendszerüket figyelembe véve ismertetjük.
hogya gázszolgáltatás újra indulásakor megakadályozza az elégetlen gáz kiáramlását. A gázhiány-biztosító (30-106. ábra) egyik oldalán nyomás alatt álló membránból és ahhoz csatlakozó szeleptányérból áll. A membrán súly- vagy rugóterhelésu, és a felso tér nyílásán keresztül a légkörrel áll összeköttetésben: A primer és a szekunder oldalt kis furat köti össze. Egyenes vagy sarokkivitelezésben készül. A gázhiány-biztosító szerkezet úgy is kialakítható, hogy egyben nyomásszabályozóként vagy gáztúlnyomás elleni biztosítóként is muködjék. A gázhiány-biztosító zárt állásában a szeleptányér felfekszik az ülésen. A szelep nyitásához a membránt nyomás alá kell helyezni. Ha a szekunder oldali vezetékben minden gázfogyasztó hely csapja zárva van, akkor a primer és a szekunder oldal közötti furaton keresztül gáz áramlik a membrán alá, megtöIti az egész teret, és a membránnal együtt felemeli a szeleptányért. Ebben az esetben a szekunder oldali vezetékben a gázfogyasztó berendezések üzembe helyezhetok. Az üzemben tartás feltétele, hogy a membrán alatti nyomóero állandóan nagyobb legyen, mint a membrán és a szeleptányér terhelése. A gázhiány-biztosító tehát nemcsak gázkimaradás esetében zár, hanem a gáznyomás minimális értékre csökkenésekor is. Ez a nyomásérték a membrán súly- vagy rugóterhelésévei állítható be. A gázüzemu berendezésekkel szemben támasztott fokozott követelményeket figyelembe véve, a gáz-
30.8.1. Biztonsági szerkezetek Gázhiány-biztosítÓ. A gázhiány-biztosító a gázüzemu berendezések biztonságos muködéséhez szükséges minimális gáznyomásnál kisebb nyomás vagy gázkimaradás esetében a gázáram útját zárja,
::J--.
--
'~"t
r~
~---
--
30-106. ábra. Gázhiány-biztoSító
BIZTONSÁGI
ÉS SZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK
hiány-biztosítók önmagukban már nem tekinthetok korszeru biztonsági szerelvényeknek. Korszerubb szerelvények beépítése szükségtelenné teheti a gázhiány-biztosítók alkalmazását. Gyújtóláng-biztosító, IángolZO.Ha a gázégo gyújtólángja vagy a foláng kialszik, a gyújtóláng-biztosító a gázáram útját zárja, és ezzel megakadályozza, hogy az égobol elégetlen gáz áramoljék ki. A lángbiztosítás alapveto feladata mellett az egyes lángorzo rendszerek még a következo feladatokat láthatják el: - a tüzelés szakaszos vagy folyamatos szabályozása homérséklet- vagy nyomásérzékelovel; - a tüzelés megszakítása a határfeltételek elérésekor (felso homérséklethatár, felso, ill. alsó nyomáshatár, vízhiány); - kézi félautomatikus vagy automatikus gyújtás; - teljes programvezérlés ; - gáznyomás-szabályozás. A gyújtóláng üzemének érzékelésétol függoen különbözo megoldások ismertek. Függetlenül az érzékelés módjától és az esetleges segédenergia alkalmazásától, elvi megoldása: a ho, fény stb. hatására muködo érzékelo közvetlenül vagy közvetve (bojtár- vagy mágnesszeleppel) vezérli az égo gázvezetékének szelepét (30-107. ábra). Az érzékelés módja szerint, muködési elvük a következo: Bimetallos : a gyújtóláng hojének hatására elmozduló bimetall vagy közvetlenül a biztonsági szelepet, vagy közvetett úton egy pneumatikus szelepet muködtet. Nagy hotehetetlensége miatt alkalmazhatósága korlátozott. Termoelektromos : a gyújtóláng hojének hatására keletkezo termoelektromos feszültség elektromágneses szelepet muködtet. Elonyös tulajdonságai: - a beavatkozószerv a lángtói távolabb szerelheto (a bimetallossal ellentétben); - jól tipizálható elemekbol áll, amelyek felhasználhatók a kombinált szeleprendszerekhez is; - tömeggyártás esetén olcsó; - beavatkozási ideje 60 s-on belül lehet. Mindkét megoldás bojtárszeleppel kombinálva is alkalmazható lángbiztosításra. Ebben az esetben a
\
~ 30-107. ábra. GyújtóIáng-biztoSító 1 gyújtóláng-biztos/tó
szelep; 2 érzékelo;
3 égo; 4 gázvozeték
1229
bojtárszelepet a fogázáramba, a bimetallos vagy termoelektromos muködteto rendszert pedig a segédáramba építik. Általában kis- és középnyomású, közepes teljesítményu készülékekhez alkalmazzák. A segédgázáramba épített szerelvények eloállítási költségei kisebbek, és nagyobb nyomás esetén is biztonságosan üzemelnek. Hotágulásos: a gyújtóláng hojének hatására táguló folyadék vagy goz közvetve muködtet egy pneumatikus szelepet. Ionizációs: a lángban levo ionok elektromos vezetoképességét használják fel érzékelésre. A gyújtóláng üzeme esetén záródik abeavatkozószerv (mágnesszelep) áramköre. Nem alkalmazható nagy goztartalmú gázokhoz, mert ezek nem égo állapotban is vezetik az elektromos áramot. Fotocellás : a gyújtóláng fényének hatására a fotocellában keletkezo áramot használja a beavatkozószerv vezérlésére. Alkalmazhatósági területét a láng színképe határozza meg. Ez utóbbi két megoldást általában nagyobb teljesítményu ipari berendezésekhez alkalmazzák, ahol a nagy gázmennyiségek miatt szükséges követelmény, hogy a beavatkozási ido rövid legyen (1...2 s). Ultraibolya sugárzást érzékelo rendszer a lángbiztosítás legújabb módja. Ennek érzékeloje DV fotocella vagy Geiger-Mül1er-cso, amelyek igen keskeny spektrumsávban (190... 290 nm tartományban) reagálnak az ultraibolya sugárzásra. Az áramkörben folyó igen kis erosségu áramot felerosítés után lehet a beavatkozószerv (elektromágnes) muködtetésére felhasználni. Beavatkozási ideje 1 s-on belül van. Mindenféle láng ellenorzésére alkalmas, fo~egipari berendezésekben használják. A gyújtóláng-biztosító a legfontosabb biztonsági berendezés, amelyet a teljes biztonságra törekvés esetében minden egyes égónöz fel kell szerelni. Nyomáskapcsoló. Gázüzemu berendezésekben a gáz vagy a levego nyomásának minimális érték alá csökkenése esetében a pillanatkapcsoló munkaérintkezoje jelzoberendezést muködtet vagy egy áramkört (pl. ventillátormotor áramkörét) szakít meg. A villamos segédenergiával muködo nyomáskapcsoló szerkezeti megoldása a 30-108. ábrán látható. A gáz- vagy levegonyomás hatására a rugóterhelésu membrán mozgásával egy áramkör kapcsolóját zárja vagy nyitja . . Vízhiány-biztosítÓ. A vízhiány-biztosító feladata az égónöz vezeto gázáram szabályozása (zárása vagy nyitása) az átfolyó víz mennyiségének, ill. nyomásának függvényében. A rugóterhelésu membrán mindkét oldalára a víznyomás hat. A méroszukület nyomásdifferen-
1230
GÁZELLÁTÁS
~T~
1+
r -:.'T
I_~
ljl
30-108. ábra. Nyomáskapcsoló
ciájával muködtetett membrán közvetett kapcsolatban van a gázáram vezetékébe iktatott szeleppel (30-109. ábra). A szerkezet zárt kifolyócsap esetén a hálózati víznyomás alatt áll, a membránt mindkét oldalról víz éri. A rugó a szeleptányért a szelepülésre szorítja, a gázáram vezetéke zárva van. A kifolyócsap nyitásakor a vízvezetékben levo szukületnél torlónyomás keletkezik, ez hat a membránra, és annak emelésével a rugóterheléssei szemben nyitja a gázszelepet. Gáz áramlik az égohöz, s azt a gyújtóláng meggyújtja. A kifolyócsap zárásakor megszunik a torlónyomás a membránházban, a rugó zárja a gázszelepet és az égo kialszik. Gáz-levego hiány biztosítÓ. Levego-hozzávezetéses gázégok biztonságos fuemeléséhez szükséges gáznyomás vagy levegonyomás megengedheto legkisebb érték alá csökkenése esetében a gáz-levego hiány biztosító zárja a gázáram útját. A szerkezet két részbol áll: gázhiány ..biztosítóból és levegohiány-biztosítóból (30-110. ábra).
A gázhiány ..biztosítÓ szerkezeti megoldását az elobbiekben ismertettük. A levegohiány-biztosító olyan pneumatikus vezérloszelep, amelyet a levegovezetékben levo nyomás muködtet, és közvetett úton hat a gázhiány-biztosító zárószerkezetére. A szerkezet muködésének feltétele: az égéshez szükséges gáz- és levegonyomás. Ha a gáznyomás a megengedett szint alá süllyed, a gázhiány-biztosító súly-vagy rugóterhelés hatására zárja a gázáram útját, és a nyomás újbóli növekedése esetében is zárva tartja. Újraindítható a nyomógombos szelep benyomásával abban az esetben, ha a biztonsági szerkezet mögött levo csapok lezárásával a fogyasztóvezeték gázzal töltodik fel. A levegohiány-biztosító membránvezérlésu váltószelep, amely vezetékekkel kapcsolódik a gázhiánybiztosító membránjának alsó és felso légteréhez. A léghiány-biztosító vezérlomembránjának alsó tere a levego nyomása alatt áll. Amíg a levego nyo .. mása elegendo, a váltószelep a felso szelepülésre fekszik fel, és a gázhiány-biztosító membránjának felso tere légköri nyomás alatt áll. Ha a levego nyomása a megengedett szint alá csökken, a léghiány-biztosító váltószelepe a rugóterhelés hatására az alsó szelepülésre fekszik fel, és a gázhiány-biztosító membránjának két oldalán nyomáskiegyenlítodés jön létre, vagyis a membrán zárja a gázáram útját, és a levego nyomásnövekedése esetén is zárva tartja. A gáz-levego hiány biztosító foleg ipari gázberendezésekhez szükséges, a killfóldi tipusok közül a Gaselan GSDG és GSDN jelueket az NDK szál.. Htja. Biztonsági gyorszár. A biztonsági gyorszár feladata a gá,z nyomásának megengedett érték fölé növekedése esetében a gázáram útjának zárása a nyomáscsökkento elott, és annak megakadályozása, hogy pl. nyomásszabályozó állomásokon üzem-
Levego---
t
Gáz-=-'
-=-.~ Víz
30-109. ábnl. Vizhiány-biztositó
30-110. ábnl. Gáz-levego
hiány biztositó
BIZTONSÁGI
ÉS SZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK
1231
zavar esetében közép- vagy nagynyomású gáz jusson akisnyomású vezetékekbe. Részletesen a 30.4. fejezetben ismertettük. Lefúvatószelep. A lefúvatószelep feladata a nagynyomású gázvezetékkel összekötött szabályozóberendeZések (biztonsági gyorszár, nyomáscsökkentó') mögötti vezetékszakaszon üzemzavar folytán bekövetkezo nagy nyomás lefúvatása, hogy az a kisnyomású oldalon levo berendezésekben kárt ne tegyen, továbbá véd a folyékony gázok elpárologtatóberendezéseiben bekövetkezo káros túlnyomás ellen is. Részletesen a 30.4. fejezetben ismertettük.
30.8.2. SzabályoZÓ8zerkezetek Gázmennyiség-szabályozó. A gázmennyiség-sza bályozó feladata a primer nyomá~ nagyságától és annak ingadozásától függetlenül a készülékbe jutó gázmennyiség állandó értéken tartása. A nyomásszabály~zótól eltéroen, amely egy egyoldalúan terhelt membránnal dolgozik, a gázmennyiség-szabályozóban a membránt a nyomás kétoldalúan terheli (30-111. ábra). A gáz állandó szlikületen áramlik keresztül. A szlikület elotti és utáni állandó nyomáskülönbség miatt az átáramló gáz mennyisége is állandó. Mechanikus muködésu. A készülék névleges és csökkentett (takarék) gázterhelése között általában fokozat nélküli szabályozást tesz lehetové. Korszeru gázberendezésekhez gázmennyiség-szabályozókat önállóan nem alkalmaznak, külföldön már a kombinált szabályozókészülékek alkatrészeként gyártják. Nyomásszabályozó. A nyomásszabályozó feladata a gázkészülékek biztonságos muködéséhez szükséges gáznyomás állandó értéken tartása. A primer oldali, nagyobb nyomású tér nyomásingadozásaitól, továbbá a szekunder oldali, kisebb nyomású tér gázfogyasztásának változásaitói függetlenül a szekunder oldali nyomást az eloírt állandó értéken tartja. A szerkezet kialakitása többféle lehet. Alapveto azonban mindegyiknél, hogy a szekunder, ill. a
~111.
áIn. Gázmennyiség-szabályozo
~112. ábra. Nyomáss:zabályozo
primer nyomás által muködtetett különbségképzo szerv (bormembrán, fémmembrán, dugattyú stb.) szeleptányért vezérel. A membrán egyoldalúan terhelt (30-112. ábra). A szabályozósze1epen átáramló gáz mennyiségének a változtatásával tartja állandó értéken a nyomást. Megkülönböztetünk közvetlen és közvetett muködésu nyomásszabályozókat. Mindegyik muködhet szakaszosan és folyamatosan. A közvetlen muködésu szabályozó esetén a szabályozószerv közvetlenül ki van téve a szabályozó paraméter hatásának. A közvetett muködésu szabályozóban az érzékeloelem a szabályozószervre idegen (segéd) energiaforrással gyakorol hatást, amely lehet levego, gáz, folyadék stb. Mindkét tipusú szabályozó a szabályozószelepbol, az érzékelo- (méro) és vezérloelemekbol tevodik össze. A közvetlen muködésu szabályozók a közvetett muködésueknél kevésbé érzékenyek. A közvetlen muködésu nyomásszabályozók formájuktói, fojtószerkezetük tipusától, a membrán fajtájától, a membrán és a szelep csatlakozásának a módjaitói és a membránra ható gáznyomást kiegyenlito terhelés fajtájától függoen csoportosithatók. A közvetett muködésu szabályozók a segédenergia fajtájától függoen lehetnek: - pneumatikusak (levego vagy gáz); - hidraulikusak (ny.omás alatti folyadék, olaj vagy viz); - elektromosak (a kisegito mechanizmust elektromotor vagy szolenoid-szelep hajtja); - elektrohidraulikusak (a szabályozószervet hidraulikus módszerrel muködtetik, a hajtást pedig elektromos úton vezérlik). A közvetlen muködésu nyomásszabályozókat általában minden gázüzemu berendezés elott alkalmazzák. A közvetett muködésu automatikus nyomásszabályozók közül csak a pneumatikus szabá·
1232
GÁZELLÁTÁS
lyozók terjedtek el széles körben a gázelosztó és gáztároló állomásokon, valamint az olyan, gáznyomást szabályozó nagyobb berendezésekben, amelyekben nem alkalmazhatók a közvetlen muködésu nyomásszabályozók. HomérsékIet-szabályozó. A homérséklet-szabályozó feladata, hogy futött helyiségek, melegvizkazánok vagy tárolók és egyéb hotechnikai berendezések munkaterét a beállított, egyenletes homérsékleten tartsa. Az érzékelés és a jeltovábbítás módjától, továbbá a beavatkozószerv fajtájától függoen többféle szerkezeti megöldás ismert. Az érzékelo lehet: bimetallos, ellenállásos (elektromos), hotágulásos stb. A jeltovábbítás közvetlen (mechanikus), lehet: közvetett (pneumatikus, elektromos, elektromechanikus). A beavatkozószerv mechanikus, lehet: pneumatikus, elektromágneses szelep. Muködését tekintve kétállású, lehet: folyamatos. A homérséklet-szabályozó szerkezetek valamely körülhatárolt tér, áramló anyagmennyiség vagy melegített anyag homérsékletét tartják beállított vagy program szerint meghatározott szinten úgy,
30-114. ábra. Bojtárszelep
hogy a homérséklet változásával arányosan közvetlenül vagy közvetve vezérlik az égohöz jutó futogáz mennyiségét (30-113. ábra). A korszeru gázberendezések homérséklet-szabályozóit egyéb biztonsági szerelvényelemekkel közös egységbe építik. Az automatikaegységbe illeszkedo homérsékletszabályozó rész a Honeywell, valamint a Junkers szabályozó-automatikákhoz hasonló konstrukcióban alakítható ki. Bojtárszelep. A bojtárszelep feladata, hogy az üzemi feltételek eloírt értékének megváltozásakor az érzékeloszerv hatására a gázáramot pneumatikus úton zárja, ill. nyissa. Egyik felületén a gáz nyomása alatt álló membránból és az ahhoz csatlakozó szeleptányérból áll. A membrán másik felületére az érzékeloszervtol kapott nyomás hat (30-114. ábra). Normál üzeI1li állapot esetében a membrán alatti térben levo nyomás a membránt megemeli, a szelepet nyitva tartja, a gázáram útja szabad. Ha az érzékeloszerv jelt ad, és a membrán feletti térben az érzékelonyomás megegyezik a membrán alatti gáznyomással, a szelep zárja a gázáram útját. Mágnesszelep. A mágnesszelep feladata, hogy valamilyen érzékeloszerv hatására a gázáramot elektromechanikus úton zárja, ill. nyissa (30-115. ábra). Az elektromágnest muködteto villamos jelet vagy közvetlenül az érzékeloszerv, vagy közvetve átalakító, erosíto szolgáltatja. Általában kétállású, de folyamatos szabályozásra is alkalmas.
- 0
~II I
30-113. ábra. Homérséklet-szabályozó
~--,
,-
L~-==+
30-115. ábra. Mágnesszelep
1233
BIZTONSÁGIÉSSZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK
A háztartási, a kommunális és foleg a nagyobb teljesítményu ipari gázberendezésekben - amelyekhez a villamos áram mint segédenergia a korszeru konstrukció miatt szükséges - a mágnesszelep alkalmazása indokolt, és a korszeru biztonsági és szabályozószerelvény-egységek elengedhetetlen tartozéka.
30.8.3. Kombinált biztonsági és szabályoz6szerkezetek Gázbiány-biztosítóés nyomásszabályozó. Feladata a gázüzemu berendezések biztonságos muködéséhez szükséges gáznyomás alsó és felso határának szabályozása. Ha a primer gáznyomás a megengedheto alsó határ alá csökken, a szerkezet mint gá~hiánybiztosító zárja a gázáram útját. Ha a primer gáznyomás a megengedheto felso határt túllépi, a szerkezet mint nyomásszabályozó az eloírt értékre csökkenti a szekunder oldali nyomást. A szerkezet oly módon egybeépített gázhiánybiztosítóból és nyomásszabályozóból áll, hogy a membrán közös tengelyen két szeleptányért vezérel, a felsot a gázhiány-biztosítás, az alsót a nyomásszabályozás céljából (30-116. ábra). Zárt állásban a gázhiány-biztosító szelepe a membrán súly- vagy rugóterhelésének hatására a felso szelepülésre felfekszik. Ha a szekunder oldali vezetékben minden gázfogyasztó hely csapja zárva van, a nyomógomb muködtetésével a kerülovezeték szelepe nyitható, gáz áramlik a membrán alá, megtölti az egész teret, és a membránnal együtt felemeli a felso szeleptányért. Ebben az esetben a szekunder oldali vezetékben a gázfogyasztó berendezések üzembe helyezhetok. Ha a primer nyomás növekszik, a membrán emelkedésévei az alsó szeleptányér fojtja a gázáram útját, és megakadályozza, hogy a szekunder oldalon a gáznyomás a megengedheto felso határt túllépje. A gázhiány-biztosító és nyomásszabályozó egy-
beépítése ma már nem tartozik a korszeru szabályozó- és biztonsági szerelvények közé. Az egyéb korszeru kombinált szabályozók e szerelvényt teljes mértékben helyettesíteni tudják. Gáz-levego keverék szabályozó. Feladata a légbefúvásos égoknél a gáz-levego keverék arányszámának mérése és szabályozása, ill. állandó értéken tartása. Segédmembrános nyomásszabályozó, a fomembránra a levego nyomása és a szekunder gáznyomás, a segédmembránra a primer és szekunder gáznyomás hat. A két membrán között kényszerkapcsolat van, és a ketto együttes muködése határozza meg a szeleptányér helyzetét (30-117. ábra). Közvetlen muködésu szabályozó. A fomembránra ható levegonyomás és szekunder gáznyomás határozza meg abeavatkozószerv (szeleptányér) helyzetét. Ha a levego nyomása csökken, a fomembrán felemelkedik és fojtja a szelepnyílást olyan mértékben, hogya gáz-levego keverék aránya változatlan maradjon. Gáz-levego keverék szabályozók alkalmazása általában az ipari gázberendezések préslevegos égoihez szükséges. Kombinált gázszelep. A kombinált .gázszelep feladata a gázüzemu berendezések biztonságos és gazdaságos muködésének szabályozása. A kombinált gázszelep az építoszekrény-elv alapján eloállított szerelvényegység. A szelepház konst-
1
2
30-117. ábra. Gáz-levego 30-116. ábra. Gázhiány-biztositö
és nyomásszabályozó
k.everék.szabály0z6
l1eves6; 2 IÚ
1234
GÁZELLÁTÁS
rukciója különbözo célú biztonsági és szabályozóegységek beépítését teszi lehetlSvé, a kivánságnak megfeleloen. Alapegysége a termoelektromos gyújtóláng-biztosítású szelep, ill. csap, amely a f5gázáram útjának zárását és nyitását, ill. kézi beavatkozással fojtásos szabályozását teszi lehetlSvé.Beépíthet5 még nyomásszabályozó egység is, amely a városi, f"óld-vagy PB-gáz nyomását a gázkészülékhez szükséges értékre szabályozza. További egység a h5mérséklet-szabályozó, amely a gázkészülék ég5jéhez áramló gázmennyiséget szabályozza. E szabályozóegység lehet közvetlen vagy közvetett vezérIésü, folyamatos fojtású, ill. szakaszosan (ki-be kapcsolással) müköd5. Müködése során a termoelektromos gyújtóláng-biztosító egység biztonsági, a többi egység szabályozási feladatot lát el. A gázkészülékek jelenleg legkorszerubb biztonsági és szabályozószerkezete a kombinált gázszelep. Gyártását külf"öldönis csak az utóbbi években kezdték el, de máris több nagy cég gyártja sorozatban.
30.8.4. Programszabályozók Félautornatikus programszabályozó. A félautomatikus programszabályozó feladata a gázüzemu berendezések müködésének meghatározott program (id5, h5mérséklet) szerinti szabályozása. A beálli-
tást kézzel végzik, a kikapcsolás a folyamat befejez5dése után automatikus. Megkülönböztethet5 egyszeres (id5-program szerinti) és összetett (id5- és h5mérséklet-program szerinti) szabályozás. A muködtetés módja lehet pneumatikus vagy elektromos. Az id5-programozás óraszerkezettel, a h5mérséklet-programozás profil~ tárcsás vagy ejt5kengyeles szerkezettel valósítLató meg. Teljesen automatikus programszabályozó. A teljesen automatikus programszabályozó feladata a gázüzemu berendezés muködésének el5re meghatározott program (ido, h5mérséklet) szerinti szabályozása a szükséges technológiai igényeknek megfeleloen kézi beavatkozás néllcül. A gázüzemü berendezés csatlakozó gázvezetékében elhelyezett szabályozóegység a szükséges technológiai igényeknek megfeleloen a gázáram útját nyitja, a gázmennyiség adagolását szabályozza, s végül a gázáram útját zárja. A szabályozás jeladása, valamint az annak következtében beálló változások végrehajtása mechanikus, pneumatikus vagy elektromechanikus szervek felhasználásával valósítható meg. Müködése közben csak ellen5rizni kell, egyébként kézi beavatkozásra nincs szükség. A szabályozó felépítését és müködésmódját tekintve többnyire megegyezik a félautomatikus programszabályozókkal.
30.9. Gázfogyasztó készülékek égéstermékeinek elvezetése A gázfogyasztó készülékeket - néhány kivételt51 eltekintve - égéstermék-elvezetéssel, és ezen belül a korszeru típusokat egyre elterjedtebben zárt égéstérrel alakítják ki. A gázfogyasztó készülékek az égéstermék-elvezetés szempontjából - nyilt égésteru, égéstermék-elvezetés nélküli; - nyílt égésteru, kéménybe kötött; - zárt égésteru, küls5 fali; - zárt égésteru, kéménybe kötött készülékek. A nyílt égésteru gázfogyasztó készülék az égéshez szükséges leveg5t a kömyez5 helyiség légteréb51 kapja, azaz a tuztér-helyiséglégtér közvetlen kapcsolata révén fennáll a helyiségleveg5 szennyez5désének veszélye. A zárt égésteru készülékben a levego-égéstermék utat a helyiség légterét51 hermetikusan elválasztják. Az égési leveg5t a küls5 légtérb51 kapja, és égéstermékét is oda bocsátja ki.
30.9.1. Nyílt égéstelU készülékek Nyílt égésterií, égéstermék-elvezetés nélküli gázfogyasztó készülék. Napjainkban még nagy számban használunk égéstermék-elvezetés nélküli gázfogyasztó készülékeket (gáztuzhely, gázf5z5, zsámolyfOzó'), ennek oka azonban részben a hagyományban kereshet5, amely szerint egyes készüléktípusokat kezdettol fogva égéstermék-elvezetés nélkül gyártottak. Kétségkívül elony, hogy a kémény elmarad, így kiküszöbölhet5k az építészeti elhelyezési kötöttségek és egyszerubb készülék szerkeszthet5. A gázok elégetésekor keletkez5 égéstermék azonban az emberi egészségre káros alkotókat tartalmaz, ill. adott esetben a megengedhet5 mértéken felül is tartalmazhat. Az égéstermék-elvezetés nélküli készülékek közvetlenül a helyiség leveg5jét szennyezik, ezért hátrányuk a sZ;elloztetési igény, amelyet a kömyez5 helyiség legkisebb légterének
GÁZFOGYASZfÓ
KÉSZÜLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
eloírásával, járu1ékos szelloztetéssei stb. igyekeznek megoldani. A fejlodés iránya ezeknél a készülékeknél is a szervezett égéstermék-elvezetés kialakitása (nagykonyhai gáztuzhely égéstermék-elvezetéssel, konyhai gáztuzhely e1szívóemyovel). A konyhai gáztuzhelyek esetében pl. kialakitásuk és használati módjuk miatt nincs lehetoség közvetlenül a készülékbol az égéstermék elvezetésére. Az égésterméket azonban ez esetben is "vezetni" kell, különben helytelenül a munkazónába juthatnak az emberi egészségre káros alkotók (30-118. ábra). Nyílt égésterií, kéménybe kötött gázfogyasztó készülék. A nyílt égésteru, kéménybe kötött gázfogyasztó készülékeket talán az egyetlen kivételtol eltekintve - a hazánkban alkalmazott gáztüzelésii cserépkályha - a készülékbe épített vagy utánkapcsolt áramlásbiztosítóval látják el. Az égéstermékeket ún .. nyitott kémény rendszerekkel vezetik el. A beépített áramlásbiztosítóval ellátott készülékek levego--égéstermék útja: helyiséglevego - tiiztér - égéstermék - beépített áramIásbiztosító égéstermék-elvezeto csonk - égéstermék-elvezeto cso - kéménybekötés - kémény - külso légtér. Az utánkapcsolt áramlásbiztosítóval ellátott készülékeknél: helyiséglevego - tiiztér - égéstermék-elvezeto csonk - égéstermék-elvezeto cso áramlásbiztosító elotti függoleges szakasza - áramlásbiztosító - égéstermék-elvezeto cso áramlásbiztosító utáni függoleges és fekvo helyzetii szakasza kéménybekötés - kémény - külso légtér. Természetesen ezek általános sémák, amelyekhez képest kisebb részeltérések, pl. kéménytoldat, egyes országokban az égéstermék-elvezeto csoben zárócsappantyúk stb. lehetnek.
ELVEZETÉSE
30.9.2. Zárt égésterii készülékek Zárt égésterií, külso faD gázfogyasztó készülék. A zárt égésteru, külso fali készüléknek a helyiséget a külso légtértol elválasztó határolószerkezeten átvezetett, rövid égéstermék-elvezeto, ill. égési levego bevezeto csatornaszakasza van. A levegobevezetés, ill. égéstermékkilépés azonos szélnyomású övezetben helyezkedik el, így üzeme a külso idojárási viszonyoktól függetlennek mondható. Elonye, hogy - a kémény elmarad (költségmegtakarítás); - bármilyen kis légteru helyiségben alkalmazható (zárt égéstér); - a fiitokészülék a legkedvezobb helyiséghomérséklet-elosztást biztosító helyre, az ablak alá szerelheto; - a fiitokészülék ablak alá szerelve nem foglalja el a bútorzat helyét; - a kéménybe kötött készülékeknél látható áramIás-biztosító, ill. égéstermék-elvezeto cso elmaradása mind a szobában (fiitokészülék), mind a fürdoszobában (gáz-vízmelegíto, falifiito) esztétikailag kedvezó'bb hatást nyújt. Hazai vonatkozásban sajnos csak kij.lso fali gázfiito készüléket (parapet-gázkonvektort) gyártanak, megoldatlan azonban még az épület homlokzatán látszó nyí1ásburkolatok esztétikus és a városkép szempontjából megfelelo kiképzése. A külso fali gáz-fiitokészülék levego- és égéstermék-vezetés szerinti két alaptípusa a 30-119. ábrán látható. Zárt égésterií, kéménybe kötött gázfogyasztó készülék. A zárt égésteru, kéménybe kötött gázfogyasztó készülékeket zárt kéményrendszerekhez alkalmazzák. Példaképpen a 30-120. ábrán angol és német gáz-vízmelegíto kialakításának elvi vázlata
l'1unkozóno
bj
o)
30-118. ábra. Nyílt égésteru gázfogyaszt6 készülék égéstennékeinek aj helytelen;
1235
bJ
helyes
vezetése
1236
GÁZELLÁTÁS
OCJ
Oc::J Oc::J
c=JO
623 Ej2g
CJo oCJ c::Jo oCJ _____
:::lG
ICJ
30-119. ábra. Külso fali gáz-fútokészülék
alaptípusai a leveg~géstermék
út szerint
látható. A nyugati országokban a zárt kéményrendszerek elterjedése után a készüléktípusokat rendszerint csekély változtatással a külso fali készülékekbol alakították ki.
30.9.3. Égéstermék-elvezetés nélküli gázfogyasztó készülékek üzeme
30-120. ábra. Zárt égésterú, kéménybe kötött gáz-vízmelegíto elvi kialakítási vázlata a) angol típus; h) német típus
A gázok elégetésekor keletkezo égéstermék az emberi szervezetre káros alkotókat, pl. szén-monoxidot a megengedheto mértéken felül is tartalmazhat. Ezenkívül az égés mint oxidációs folyamat egészségügyi szempontból elonytelenül oxigént fogyaszt és szén-dioxidot termel. Nem közömbös tehát számunkra, hogy az égéstermék-elvezetés nélküli gázfogyasztó készülék üzeme milyen hatást gyakorol a környezetre, amely egyben a készüléket üzemelteto ember tartózkodási tere is. Ezért kell a helyiséglevego egyes alkotóinak koncentrációváltozását vizsgálni és amennyiben azok egészségre ártalmas mennyiségben keletkeznek, hatás os szellozés betervezésével beavatkozni. A levego szén-monoxid-, szén-dioxid- és oxigénkoncentrációjának batása az emberi szervezetre. A szén-monoxid tüdobe lélegezve az oxigén helyett kötodik a vörösvérsejtekhez, minthogy affinitása kb. háromszázször nagyobb. Szén-monoxid-hemoglobin (COHb) képzodik, és koncentrációjának növekedéséveI súlyosbodnak a mérgezési tünetek. A 30-121. ábra szemlélteti a szén-monoxid hatását az emberi szervezetre. Természetesen az ábráról leolvasható határok csak tájékoztató értékek, mert a mérgezési tünetek súlyossága függ a mérgezett személy pszichológiai és fizikai-kondicionális állapotától, vérének mennyiségétol, a vörösvérsejtek számától és oxigénfelvevo ké~sségétol stb. Az ábra alján közölt skálákról 1 órás expozíciós idot véve
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZÜLÉKEK
1---
Haló/
Öntudatlanság Egyensúlyzavar, e/hatórozóképesség hiányo Hónyinger, fejrojás Eppen ész/e/hero hatós I rossz közérzet Nem észlelhe/o hatós
20
30
40
50
60
70
80 90
COH4
A kis~r/e/i 3zeme/YI/I
,,' O40f
,q025 Akisérleli személy mozog O 40f Belégzés ideje f óro
,
,
,
4025 405
"
o,f
, 0,2
%
,
,
0,5
A helyiség levego CO-tor/alma, tf. %
30-121. ábra. A szén-monoxid hatása az emberi szervezetre
alapul, leolvasható a különbözo szén-monoxidkoncentrációk hatása. A mérgezés függvénye a szervezet anyagcsere-forgalmának, azaz mozgás, munkavégzés esetén hamarabb vagy kisebb koncentráció esetén mutatkoznak a kóros hatások, mint piheno, ülo embernél. Az emberi vér COHb-tartalmának alakulása a helyiséglevego szén-monoxid-koncentrációjának függvényében a 30-122. ábrán látható. A szagga60 COHb,%
50
30
ÉGÉSTERMÉKEINEK
1237
ELVEZETÉSE
tott vonallal húzott görbék 1 órás belélegzés utáni állapotot tükröznek. Nagyobb anyagcsere-forgalom esetén azonos szén-monoxid-koncentráció mellett nagyobb a vér COHb-tartalma. A folyamatos vonallal húzott görbe az egyensúlyi állapotot mutatja a szennyezett levegoju térben való több órás tartózkodás után. Ez az egyensúlyi állapot nyugalmi helyzetben 7 ... 8 óra, mozgás közben 3,5... 4 óra, munkavégzés esetén 2,5 ... 3 óra után áll be. A szén-monoxiddal mérgezett ember vére természetesen tiszta, friss levegoben megszabadul CORbtartalmától, ez a folyamat azonban lényegesen lassúbb. A 30-123. ábra az ido függvényében mutatja a CORb távozását a szervezetbol könnyu mozgás közben. A csökkenés jellege Zorn szerint csak mintegy 15% CORb-tartalomig közelitheto meg exponenciális függvénnyel. A szén-monoxid mérgezo hatása nemcsak az oxigénhordozók számának csökkenésében nyilvánul meg, hanem a sejtekben végbemeno anyagcserére gyakorolt specifikus toxikus hatásban is. A vasnak és más nehézfémeknek a sejtek anyagcseréjében közbenso oxigéntovábbító szerepük van. Moeschlin és Pravdin szerint a szén-monoxid hatására nehézfémtartalmú fermentumok kapcsolódnak ki. Feltevésük szerint ez bizonyos agycentrumok muködésének leállását okozza. A szén-monoxid belélegzésének idült mérgezési tünetei is ismertek. Ezek foleg központi idegrendszeri tünetek. A krónikus szén-monoxid-mérgezés folyamatát még nem tisztázták. A megengedett és veszélyes koncentrádók tekintetében az egyes országok egészségügyi eloírásai, ill. az egyes kutatók vizsgálatai eltéro eredményeket adnak. A 30-52. táblázat tartalmazza a hazai viszonylatban megengedett szén-monoxid-koncentráció értékeket, és összehasonlitásképpen néhány külföldi adatot is tartalmaz különbözo mértékegységekben. A veszélyes mérgezo határértékeket az irodalom 1,.0
20
COHh,o/.
30 20
0,01 0,02 0,03 0,04 0,050,050,010,08
o,Og 41
A helyiség levego CO-torto/mo, tf.% 30-122. ábra. Az emberi vér COHb-tartalma a helyiséglevego szén-monoxid-koncentrációjának függvényében nyugalmi helyzetben, 1 óra után; b moZllÚ közben, l óra után; c munkavészés esetén, 1 óra után; d eayoosú1yi állapot, több óra után
10
o O
\
.-
~, ",~ ""
2
4
6
8
W
n
U
r,h
$
30-123. ábra. Az emberi vér COHb-tartalmának csökkenése tiszta, friss levegon, könnyu mozgás közben
1238
GÁZELLÁTÁS
30-52. táblázat. Megengedbeto szén-monoxid-koncentráció értékek a helyiséglevegoben (a megadott alapértékek ClIiIlaggaljelölve) Megjegyzés belül 24 110* 30* 55* 44 20 20* 125 100* 16 88 200 0,0088 0,0024 0,004 0,01 Munkahely, egy Konyha Munkahely (8 ÁBEO, .. m unka[COIme. ppm I mg/ml se órán ek ötszörönrf percig mg/m3,15 ... 2050 hely belül
I
NSZK USA Magyarország
30-53. táblázat. Kutatási eredmények alapján ajánlott, megengedheto szén-dioxid-koocentráció értékek a belyiséglevegÖben (a megadott alapértékek csillaggal jelölve). A tiszta, friss levego szén-dioxid-tarta1ma 0,03 tf.%=589 mgfur [COoIm•• Ország
4996482 1964 III {)()()* 0,33* 0,458
I
tf.%
mgfml
0,1* 0,458 2,5*
A levego megfelelo oxigéntartalma a normális egészséges emberi élettevékenység elengedhetetlen feltétele. Az emberi szervezet számára alsó határként megengedett oxigénkoncentráció a levegoben 16... 17 tf.%. A koncentrációeloszlás. Általános esetben a kialakuló koncentrációeloszlás pontos, matematikai leírása bonyolult, mert a tér egy adott pontjában a pillanatnyi koncentráció számos változó függvénye. 0,02 ... 0,05 tf.% (250 ... 625 mg/m3) határok között Ezért a muszaki gyakorlat pontossági követelméjelöli meg, a halálos dózisra adott értékek nyeit szem elott tartva, vizsgálataink során a következo egyszerusíto feltételeket szabjuk meg: 0,1 tf.% (1250 mg/m3) 1 óra alatt, - a helyiségbe lépo külso levego tökéletesen ke0,2 tf.% (2 500 mg/m3) félóra után, veredik a belso tér levegojével, így a koncentráció0,5 tf.% (6250 mg/m3) 5... 10 percen belül eloszlás egyenletes; halálos, - a külso levego koncentrációja idoben állandó; 1,0 tf.% (12500 mg/m3) közvetlen haláIt okoz. - a vizsgált alkotórész csak a helyiségbol elmeno A szén-dioxid önmagában nem vérméreg és kis levegovel távozik; koncentrációban belélegezve semmilyen káros ha- a távozó levego koncentrációja megegyezik a tása nincs a szervezetr&. Növekvo koncentrációja helyiséglevego homogén koncentrációjával; viszont a légzoközpontokra hat, befolyásolva a vér - a vizsgált anyag kezdeti koncentrációja meganyagcsere-folyamatait. A levego szén-dioxid-tar- .egyezik a külso levegoben levo koncentrációjával; talmával arányosan növekvo szén-dioxid parciális - az égéstermék-levego keverék összenyomhanyomás a tüdoben csökkenti a vénás vér diffúziós tóságát a viszonylag csekély nyomásváltozások szén-dioxid-leadását, így a vér szén-dioxidban dú- folytán elhanyagoljuk; sul. A vér szén-dioxid-tartalma a légzoközpont - a légáramlást a helyiségben izotermikusnak ingeradója, tehát növekvo szintje fokozott inger- tekintjük, a homérséklet-emelkedést nem vesszük lést, gyorsuló és mély lélegzést okoz. figyelembe. A koncentrációk alakulását arra az esetre vizsAz irodalmi kísérleti adatok szerint a levegoben 3 ... 6 tf.% (59 ... 118 g/m3) szén-dioxid-tartalom gáljuk, amikor a figyelemmel kísért alkotórész légzéspanaszokhoz vezet, 4 ... 6 tf.% (78... 118 keletkezése idoben állandó. Kiindulási feltételeink tehát bovülnek: g/m3) órák után halálos lehet, míg 8... 10 tf. % (157... 197 g/m3) aránylag gyorsan öntudatlan álla- a helyiségben üzemelo gázfogyasztó készülék potot, majd halált okoz. A különbözo országok állandó gázösszetétel, csatlakozási gáznyomás és egészségügyi szervei ezért rögzítik a megengedett gázhomérséklet esetén idoben állandó mennyiségu szén-dioxid-koncentráció értékeket, ezek azonban szén-dioxidot és szén-monoxidot termel, ill. oxigént nem minden esetben kötelezo eloírások (30-53. táb- fogyaszt; lázat). - a helyiségben tartózkodó emberek szén-
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZüLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
dioxid-termelése, ill. oxigénfogyasztása idoben állandó. A koncentráció változása természetes szellozés esetén. A helyiségben kialakuló természetes szellozésrol feltételezzük, hogyaszellozolevego mennyisége idoben állandó. A koncentrációk alakulását számpélda adatain keresztül mutatjuk be. 2X 3,5X 2,7 m belméretu konyhában gáztuzhely üzeme!. Mekkora lesz az üzembe helyezés pillanatától eltelt 1 óra múlva a helyiséglevego szén-dioxid-, szén-monoxid-koncentrációja, ha két fozoégo üzemel egyidejuleg, és a helyiségben állandóan két ember tartózkodik? Mekkorák a koncentrációk szélso értékei? A helyiség bútorzatának térfoglalását elhanyagoljuk. A gáztuzhely egy fozoégojének gázterhelése 0,36 Nm3/h. A természetes légcsere-tényezo n= 1. A gáztuzhelyen a következo összetételu óbudai városi gázt égetjük el: alkotó tf.% (CO:z) (CnHm)
2,9
32,3 39,1 13,7 100,0
(H:z)
(N2)
Összesen:
(30-106) Az összefüggésben Vtsz n=U
(30-107)
a természetes szellozés légcsere-tényezoje. A koncentráció szélso értéke: [C02lbel max= [C02lkü1+
U=2· 3,5·2,7=
kilégzéskor,
Nm3/Nm3
Nm3/Nm3
0,7805 0,1703 0,0400 0,0092
Tekintetbe véve, hogy egy ember levegofogyasztása átlagosan 0,5 m3/hfo, szén-dioxid termelése jó közelitésse1: . m3/hfo,
18,9 m3,
[C O2 lbel= 0,0003+
be1égzéskor, 0,7805 0,2100 ,0,0003 0,0092
(30-104)
oxigénfogyasztása K~~0,5 ·0,04=0,02
+ C02maxVéminVn+nEKE(1e.-no) n'u
Vn=2· 0,36=0,72 Nm3/h,
Az emberek szén-dioxid-termelését, ill. oxigénfogyasztását becsléssel határozhatjuk meg. A levego átlagos összetétele:
0,04=0,02
[C02lkü1+
[C02 lkül= 0,0003 Nmi/NIl13,
CO2 max= 0,1182 Nm3/Nm3, Vémin=4,2351 Nm3/Nm3, 02min=0,9567 Nm3/Nm3•
L:;', KE~0,5·
[C02lbel=
A helyiségben 1 óra múlva a szén-dioxid-koncentráció tehát:
A gázösszetételbo1 számolható:
nitrogén oxigén szén-dioxid nemesgázok stb.
A belso szén-dioxid-koncentráció a fejlodo, az idoben állandó szén-dioxid-mennyiséggel egyenes arányban, az idovel és a légcsere-tényezovel exponenciálisan növekszik, és fordított arányban áll a helyiség légköbtartalmával:
A szén-dioxid-koncentráció alakulása a számpélda adataival az ido függvényében a 30-124., a helyiség-légtérfogat függvényében a 30-125. ábrán látható.
0,4
(CHJ
1239
+ CO2 maxVénm~Vn+nEKE. (30-108)
1,8 9,8
(CO) (02)
ELVEZETÉSE
+ 0,1182·4,2351·0,72+2' .. ~~
0,02 (1- e-1'1)= 1,369 tf. %.
= 0,01 369 Nm3/Nm3=
A megfelelo állapotokat a 30-124. és 30-125. ábrákon X pont jelzi. A szén-monoxid-koncentráció változása hasonló a szén-dioxid-koncentráció a1akulásához azzal a különbséggel, hogy az emberek szén-monoxid-termelése és a külso koncentráció gyakorlatilag nullának tekintheto: [COlbe1- COel~minVn
(l-e-nj.
(30-109)
A koncentráció szélso értéke: [COl belmax- COelmVéminVn nU . (30-110)
m3/hfo.
(30-105)
A szén-monoxid-koncentráció
változása az ido
1240
GÁZELLÁTÁS
függvényében a 30-126. ábrán látható, a számpéldának megfeldo állapot: X pont. A szén-monoxid-koncentráció tehát 1 óra múlva, ha az adott fozoégo-típusra Nm3fNm3,
COelm=O,OOO4
[CO]
_0,0004' bell.
4,2351 . 0,72 (1- -1'1)= e 18,9
=0,0000408 Nm3jNm37'" 0,004 08 tf.%. Az oxigénkoncentráció a helyiségben az ido függvényében csökken: O2min:ü+nEK~ (l-e-n,).
[02]bel=0,21-
(30-1ll)
A gázfogyasztó készülék oxigénfelhasználása kizárólag a gáz tökéletes elégetéséhez szükséges minimális oxigénmennyiség, még akkor is, ha a gázt
---r-rl ...•
I
0,01
-
[O]2 belmm. =021,
°2minVn+nEK~ nU'
(30-112)
A koncentráció változása a 30-127. ábrán látható. A számpéldában feltett kérdésre válaszolva, 1 óra múlva a helyiséglevego oxigénkoncentrációja: [O] =021 2 bel'
0,9567.0,72+2.0,02(1_ 1 . 18,9
=0,18562
Nm3jNm3=
-1'1)= e
18,562 tf.%,
amelyet a 30-127. ábrán X pont jelöl.
••• ~ ~
...•
n=t5 0,02
I
0,03 ~_ 0,06 0,05
levegotöbblettel égetik el, mert a levegotöbblet oxigéntartalma (feltételezve, hogya nitrogén nem oxidálódik) az égéstermékkel együtt minden kémiai változás nélkül visszajut a helyiség légterébe. A szélso értékként adódó minimális oxigén-koncentráció:
",.. I
0,015 0,025 0,02
o O
1
2
3
~
35 40
5 r,h
30-124. ábra. A szén-dioxid-koncentráció alakulása függvényében {a számpélda adataival)
az ido
V/mJ 30..125. ábra. A szén-dioxid-koncentráció a helyiség-Iégtérfogat függvényében 1 órás üzemido után (a számpélda adataival)
GÁZFOGYASZTÓ
ÉGÉSTERMÉKEINEK
ELVEZETÉSE
1241
14
'"~ ~ 10 12 ~ ~~n=2,O q; ">
KÉSZÜLÉKEK
">
2
8
n=1,5
"COJT!i.
6~
OJ5 'Cin
1
2
3
4
5
6
O
3Ö412
5
0,12 0,13 qt4
"Ih 30-126. ábra. A szén-monoxid-koncentráció változása az ido függvényében (a számpélda adataival)
A számpéldában a koncentrációk szélso értékei: [C02]OOImax=0,021486 Nm3fNm3=2,1486 tf.%, [CO]OOImax= 0,000 064 5 Nm3jNm3=0,006 45 tf.%, [°2]001min=0,171 44 Nm~fNm3= 17,144 tf.%. Az égéstermék-elvezetés nélküli gázfogyasztó készülékeket a valóságban gyakran üzemeltetik szakaszosan. Ilyenkor a vizsgált anyag koncentrációja a helyiség levegojében az üzemi, ill. üzemszüneti periódusban más törvényszeruségek szerint alakul. Az eddig tárgyalt esetekbol egyértelmuen megállapítható, hogya szén-dioxid-, szén-monoxid- és oxigénkoncentráció változásának vizsgálatára hasonló módszer alkalmazható. Ezért a további vizsgálati esetekben csak a szén-dioxid koncentrációjának alakulásával foglalkozunk, és anyagforrásnak csupán a gázfogyasztó készüléket tekintjük. A nyert eredmények értelemszeruen más anyagkoncentrációk alakulására átírhatók, és adott esetben kibovíthetok az emberi levegohasználat figyelembevételével is. A gázfogyasztó készülék elzárása után a széndioxid-koncentráció változása: [C02]oo- [C02]kül -e-m (30-113) [C02]ki- [C02]kül ' ahol [C02]ki az üzemen kívül helyezés pillanatában, és [C02]oo az ismételt üzembe helyezéskor mérheto koncentráció.
30-127. ábra. Az oxigénkoncentráció változása az ido függvényében (a számpélda adataival)
A (30-106) és (30-113) összefüggés alapján, a gázfogyasztó készülék szakaszos üzeme esetén a koncentráció változása grafikusan is ábrázolható (30-128. ábra). Az üzemido, ill. üzemszüneti ido felvételével a koncentrációk, vagy fordítva, a koncentrációhatárok kijelöléséveI az idok számíthatók. A koncentráció változása mesterséges szellozés esetén. Vizsgáljuk eloször a folyamatos, kiegyenlített, csak friss levegovel üzemelo szellozoberendezést. A mesterséges szelloztetés tehát: - csak friss levegovel üzemel (visszakeringtetés nincsen); - üzeme folytonos, - kiegyenlített rendszeru, azaz a szellozo- és elmeno levegomennyiség egyenlo. A gázfogyasztó készülék üzembe helyezése után a szén-dioxid-koncentráció rövid ido alatt az üzemi paraméterektol függo egyensúlyi helyzetben állandósul (30-129. ábra). [CO] = [CO ] _ +C02maxVéminVn (30-114) Vszell . 2 belmax 2 kül Az egyensúlyi helyzet beálltáig eltelt ido:
1242
GÁZELLÁTÁS
~
Q:;
c::,'"
~ [cOZh,e/ max. .•...•.
[COzk
--------
[C02Jbe
[COZ]kü/ O
I.üzemiElso periódus
O
I
Üzemszünet
ÜzemÜzem
szünet
Üzem
30-128. ábra. A szén-dioxidkoncentráció alakulása a helyiségben a gázfogylÍsztó készülék szakaszos üzeme esetén, természetes szellozés mellett
(30-115) gyakorlatilag nagyon rövid. Egészségügyi szempontból a (30-114) összefüggésbol adódó szén-dioxid-koncentrációt a megengedett koncentrációértékekkel össze kell hasonlítanunk:
A szükséges szel1ozolevego-mennyiség számításához eloírjuk, hogy a helyiségben kialakuló maximális szén-dioxid-koncentráció a megengedett széndioxid-koncentrációvallegyen egyenlo: (30-116)
Ha a keletkezett maximális szén-dioxid-koncentráció kisebb vagy egyenlo a megengedett koncentrációval, a szellozés megfelel, ha nem, a szellozolevego mennyiségét növe1nünk kell.
A szellozoberendezés üzemét gazdaságossági szempontokból rendszerint úgy tervezzük, hogy a helyiségbol elmeno levego egy részét visszakeverjük, így a sZél1ozolevego csak részben tartalmaz friss levegot. Legyen a szel1ozés ismét folyamatos és kiegyenlített. A szén-dioxid-koncentráció alakulása a gázfogyasztó készülék üzembe helyezése utáni kezdeti szakaszban, az (30-117) jelölést bevezetve (ami a friss levego arányát adja a szel1ozolevegóben),
To
T
30-129. ábra. A szén-dioxid-koncentráció alakulása folyamatos, kiegyenlített, csak friss levegovel üzemelo mesterséges szelloztetés esetén
(30-118) A légcsere-tényezo a természetes szel1ozéshez hasonlóan értelmezheto:
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZüLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
ELVEZETÉSE
1243
(30-119) ezzel [C02]bel= [C02]kOl+ + C02maxVéminVn(1_e-IIk_vnj, nke.,nU
(30-120) Y.aen
és az egyensúlyi állapotban a maximális szén-dioxidkoncentráció [CO]2 belmax= [CO]2kül +C02maxVéminVn (30-121) .. nkeyVszell A szükséges szellozolevego mennyisége tehát
V·
C02maxVéminVn (30 122) szell nkev([CO]'2 meg- [CO 2]kOl _) . Visszakeringtetéssel dolgozó szellozoberendezés esetén a szükséges szellozolevego-mennyiség nagyobb, mint csak friss levegot felhasználó rendszerben. Ezt a megállapítást a (30-116) és (30-122) összefüggés~sszehasonlitása igazolja (nkey< 1). Szakaszos szellozés esetén csak akkor tartható a helyiséglevego szén-dioxid-koncentrációja a megengedett koncentrációértéknél alacsonyabban, ha a szellozolevego mennyisége nagyobb annál, mint amit folyamatos szellozéshez használnánk fel. így elérheto, hogy az üzemido alatt a koncentráció csökken, mert az elmeno levego a helyiségben keletkezo és a szellozolevegovel behozott szén-dioxidmennyiség összegénél nagyobb mennyiségben távolit el a helyiségbol szén-dioxidot. 't'= O idopillanatban a koncentrációt [C02]o-val jelölve, a szén-dioxid-tartalom változása:
C02mt1X~min
+ [C02]oe
---T
. U
Adott esetben a helyiség szén-dioxid-koncentrációjának változása egyszeruen ábrázolható (30-130. ábra). A szellozoberendezés üzemideje alatt nagyobb légmennyiségge1 dolgozik, mint a folytonos üzemnek megfelelo légmennyiség, így a koncentráció a bekapcsolás pillanatában célszeruen megválasztott [C02]O= [C02]meg értékrol csökken, és a (30-123) összefüggésbol szélsoérték-számítással meghatározható ('t'= 00 esetén) [CO 2]kOl+ C02maxVéminVn -~.~-Vsze\l koncentrációérték felé tart. Természetesen a szellozoberendezést egy véges üzemido után kikapcsoljuk a koncentrációcsökkenés görbéjének kevésbé meredek szakaszán. Az üzemido ('t'J felvételével az üzemen kívül helyezés idopillanatában a koncentráció ([C02]ki) (vagy fordítva, ennek felvételével az üzemidó') számítható:
v"
~.l'Z
[COz1o= [cOzJm~
Ozem
Ozemsziinef
30-130. ábra. A szén-dioxid-koncenttáci6
(30-123)
változása
Ozem ll7a1csoll7OS,
Ozemsziinef
mesterséges szeum.és esetén
1244
GÁZELLÁTÁS
elsorendu lineáris inhomogén differenciálegyenlethez jutunk, amelynek általános megoldása:
(30-124)
(30-128) [CO]"el= (~ f Klenrd1')e-nr. K' ismeretében az integrálás végrehajtható, és az integrációs állandó a kezdeti feltételekbol meghatározható, így egy kiválasztott partikuláris megoldást nyerünk.
Az üzemszünet ideje alatt a helyiség természetes úton szellozik, a szén-dioxid-koncentráció a
30.9.4.
[C02]bel=[C02]ki+
-ur vuz )
Kéményrendszerek
A korábbi európai építészeti irányzat, amely a városok lakónegyedeit egymás mellé épített, egyösszefüggés szerint változik, és a természetes szel- formán 5... 6 szintes lakóházakkal képezte ki, ma már általában csak a belvárosokban látható. Naplozés légmennyiségévei megadott jainkban az átépített vagy újonnan létesített városrészekben 4 szintnél alacsonyabb vagy 8... 10 szin[CO]2 k;+ C02maxVéminVo V.tsz tes és magasabb lakóépületek, esetenként ezek határérték felé tart. Amikor a koncentráció a együttesen figyelhetok meg. A középmagas és magas lakóépületek elterjedé[C02]meg értéket eléri, a szellozoberendezést ismét sével az égéstermék-elvezetés központi problémává üzembe helyezzük. A vmgált anyag keletkezése instacionárius folya- vált, mert a hagyományos építési módszerek, építomat. A valóságban az égés folyamán keletkezo szén- anyagok és a hosszú üzemi tapasztalatok alapján dioxid, ill. szén-monoxid mennyisége idoben vál- kialakult muszaki eloírások elégtelennek bizonyultozó. Bár a gyakorlatban felmerülo kérdéseket a tak a felmerülo speciális kérdések megoldásához. stacionárius állapot jól közelíti, speciális esetben Újszeru igények jelentkeztek, pl. - az építési költség és a hasznos lakóterület elofordulhat, hogy ezt az elhanyagolást nem engedszempontjából kedvezobb, alaprajzilag kis helyhetjük meg, ezért röviden foglalkozunk az instacioszükségletu kémények alkalmazása; nárius esettel is. Vizsgáljuk meg pl. a szén-monoxid- az egy kéményre kötheto gázfogyasztókészükoncentráció alakulását a következo kiindulási fellékek számszeru növelése, azaz a kéményszám csöktételek esetén: - a helyiségben a szén-monoxid keletkezése ido- kentése; - a nagyobb építési magasságok miatt könnyu, ben változó, és ismert az azt leíró összefüggés de statikailag megfelelo építoanyagok használata; K=f(l); (30-126) - sima belso kéményfelület kiképzés az áramlási nyomásveszteség csökkentése végett; - a helyiség szelloztetése mesterséges, folyama- hoszigetelés a környezettel való energiacsere tos és kiegyenlített; mérséklésére, ill. a kondenzációs jelenségek meg- a szellozoberendezés csak külso friss levegovel szüntetésére. üzemel; Ezzel egyidejuleg felvetodtek üzemeltetési és mé- a szén-monoxid-koncentráció retezési problémák, így - a kondenzáció miatti intenzívebb kémény1'=0 esetén [CO]bel=O. korrózió; A (30-126) összefüggést differenciálva nyerjük az - a több szintet üzemelteto nyílt kéményrendelemi kis ido alatt keletkezo szén-monoxid-menyszerekben hangátviteli jelenségek, hangszigetelési nyiséget, amellyel a helyiség szén-monoxid-konkérdések; centráció változása - a kémény teljesítményhatárainak megállapíU d[CO]bel=K' d1'-V.zen[CO]bel d1'. (30-127) tása; - az égéstermék-lehulés mértékének a kéményAz egyenletet átrendezve: teljesítményre gyakorolt hatása; - az egy kéményre biztonságosan kötheto szind[CO]bel [CO] bel _ K' =0 ' dl +V.zen U U tek, készülékek száma, a készülékek névleges terhe+C02max!'"éminVnl-e Vtsz
. (
(30-125)
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZÜLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
ELVEZETÉSE
1245
A földszintes házakban az egyedi kémények átlése, az összegezett készülékterhelés, a készüléküzemmód, a kéménymagasság és keresztmetszet lagos magassága kb. 6 m. Tízszintes épületben, ha összefüggései különbözo kéményrendszerekben. azt egyedi kéményekkel látják el, az átlagos kéEhhez még hozzájárult az a tény, hogy bár a szi- ménymagasság kb. 15 m-re no. Eszerint mintegy lárd tüzeloanyagokat egyre nagyobb mértékben he- 2,5-szeresére növekednek az egy lakást terhelo jályettesítették korszeru energiahoOrdozókkal (koolaj, rulékos kéményépítési költségek. A gyakorlatban földgáz és kezdetben városi gáz), és a különbözo ez az aránya különbözo statikai feltételek folytán tüzelésfajták között alapveto eltérések állnak fenn, még kedvezotlenebb lehet. Ugyanakkor az épületmégis méretezés szempontjából a szilárd tüzelésre ben felfelé haladva a kéménycsoport helyfoglalása épülo, túlnyomórészt empirikus módszereket erol- is növekszik. tették. Mintegy másfél évtizede kezdtek csak a gázA modern lakóházak egy részét növekvo mélyellátás területén kémény-áramlástechnikai elméle- séggel építik (pl. a házgyári ún. "kövér házak" -at). teket felállítani, ill. üzemi kísérleteket végezni, és ez Ahhoz, hogy nagyobb mélységu lakóépületben a nem utolsó sorban a szintszámot növelo építészeti lakóhelyiségek ablakfelület-igényét kielégítsék, az irányzatoknak köszönheto. Az új építészeti irányzatok, valamint a lakóépületek fokozódó mértéku gázellátása szükségszeruen új típusú kéményrendszer kifejlesztéséhez vezettek. A napjainkban alkalmazott és ismert kéményrendszerek alapvetoen két csoportra oszthatók: X nyitott és zárt kéményrendszerekre. Nyitott kéményrendszerek. A nyitott kéményrendIV V VIVIIVilI szereket az áramlásbiztosítóval ellátott, nyílt égésA IX teru gázfogyasztó készülékekhez építik. A gázfogyasztó készülék üzembe helyezésekor vagy kedvezotlen szélviszonyok esetén a rövidebbhossza 'ob ideig tartó égéstermék-torlódás, ill. -viszszaáramlás könnyen elofordulhat. Ilyenkor az áramlásbiztosítóból a helyiségbe lépo égéstermék szennyezi a belso légteret. A szennyezodés egészségügyi szempontból káros mértéket érhet el, ezért eloírások szabályozzák azoknak a helyiségeknek legkisebb légterét, ill. szelloztetését, amelyekben nyílt égésteru, kéménybe kötött készülékek üzemelnek. A nyitott kéményrendszerek- három csoportba sorolhatók: - egyedi kémények; - gyujtokémények; - mellékaknás gyujtokémények. Az egyedi kémény (30-131. ábra) olyan függoleges akna, amely egyetlen lakószint égéstermékeit III vezeti el, és azonos szintrol egy vagy több gázfogyasztó készüléket kötnek rá. A gyujtokémény (30-132. ábra) olyan függoleges akna - tehát kialakításában az egyedihez haII sonló -, amely több szintrol gyujti össze, ill. vezeti el az égéstermékeket. A melIékaknás gyujtokémény (30-133. ábra) kialakításában, a gázfogyasztó készülékek kéménybe kötési módjában különbözik a gyujtokéménytol. Egyedi kémény. A lakóépületek szintszámának Fsz növelése tette indokolttá, hogy a nagy helyfoglalás ú és építési költségu nyitott, egyedi kéményrendszerek helyett más megoldásokat k.eressenek. 30-131. ábra. Egyedi kémény
DDDDD
r
r
D
D
D
D //////////////////////////////.
GÁZELLÁTÁS
egészségügyi helyiségeket - sokszor a konyhát is az épület belsejében kell elhelyezni. A belso fekvésu egészségügyi helyiségek, ill. konyhák hatásos szelloztetése szükséges és rendszerint kötelezoen elo is írják. Ilyen esetekben az égéstermék-elvezetés és szelloztetés együttes megoldására nyílik lehetoség, és ez jelentos mértékben csökkentheti a gázellátás járuIékos költségeit. Az égéstermék-elvezetéssel kombinált szelloztetésre egyedi és mellékaknás gyujtokéményeket egyaránt használnak. Egyedi nyitott kéményrendszert használ fel a belso fekvésu egészségügyi helyiségekre kifejlesztett ún. "berlini szelloztetés". A belso fekvésu helyiségek
használt levegojét egyedi kéményekkel vezették el, amelyeken a helyiség mennyezete alatt 100 cm2 felületu szellozonyilást nyitottak. A friss levegot a lakás légterébol, a belso fekvésu helyiség falán vagy ajtaján kiképzett 150 cm2 keresztmetszetu nyiláson keresztül vezették. Számos kísérleti épület tapasz-
IX
VIlI
VII
VI
v
IV
III
II
I
://~ 30-132. ábra. Gyujtokémény
30-133. ábra. Mellékaknás gyújtokémény
GÁZFOGYASZfÓ KÉSZÜLÉKEK ÉGÉSTERMÉKEINEK ELVEZETÉSE
talatainak felhasználásával ezt a megoldást alkalmazták a fürdoszobába szerelt gáz-vízmelegíto égéstermékeinek elvezetésére azzal a változtatással, hogy az aknán nyitott szellozonyílás keresztmetszetét 70 cm2-re csökkentették (30-134. ábra). Gyujtokémény. Az egyedi kémények alkalmazásában a fejlodés abban mutatkozott meg, hogy egy kéményre több gázfogyasztó készülék csatlakoztatását engedélyezték. A középmagas és magas lakóépületek elterjedésével, kü1f"óldön egyidejuleg több helyen olyan kisérleti épületeket emeltek, amelyekben egy kéményre több gázfogyasztó készüléket kötöttek. A tapasztalatok és mérési eredmények új eloírások megfogalmazásához vezettek, amelyek szerint a
lll
c lJ
II
D
D
150cm2
~
D
A
Fsz
rész/ef
30-134. ábra. Egyedi nyitott kéményrendszer belso fekvésú egészségügyi helyiségek égéstermék-elvezetéssel kombinált szeUóztetéaére (Gasag, berlini Gázmúvek)
1247
kéményaknára csatlakoztatható gázfogyasztó készülékek száma függ - a kémény keresztmetszetétol, - a kéményre csatlakoztatott készülékek összegzett névleges terhelésétol és - a legfelso készülék áramlásbiztositójának a kéménytorkolattól mért távolságától. A szokványos kémények nagyobb terhelésévei tehát csökkentették a helyszükségletet, és ez költségmegtakaritást eredményezett. Fel kell hivnunk azonban a figyelmet a kéménytipus egyik hibájára, miszerint az egymás feletti szintek összekötésévei olykor kellemetlen hang-, ill. zajhatásokat közvetit. Mellékaknás gyujtokémény. A mellékaknás gyujtokémény elonyösen használható az égéstermékelvezetéssel kombinált szelloztetésre: - helyfoglalása, épitési költsége kisebb, mint az egyedi kéményrendszeré; - azonos viszonyok mellett szellozési, ill. égéstermék-elvezetési teljesitménye nagyobb, mert áramlási ellenállása kisebb az egyedi kéményrendszerénél; - annak veszélye, hogy alsóbb szinten üzembe helyezett készülék égésterméke felsobb szinten elhelyezkedo helyiség légterébe juthat amellékaknán keresztül, normális üzemviszonyok esetén teljesen kizárható. A rendszer méretezése, ill. kialakitása szerint a foakna ellenállása a mellékaknáéhoz viszonyitva elhanyagolható. Így megoldható, hogy a kéménybe jutó égéstermék az egyébként is érvényesülo felhajtóero irányával megegyezo, áramlástechnikailag kedvezobb, szabadba vezeto utat válassza (30-135. ábra). Ha a felsobb szinten elhelyezkedo készülék is üzemel, a helyzet még jobb; - a fo- és mellékakna közé épitett hangszigetelo réteggel csökkentheto a hangátvitel. A gyujtokémény rendszerre a különbözo szinteken csak azonos elhelyezésu helyiségek köthetok, ellenkezo esetben, szeles idoben az égéstermék visszaáramolhat (30-136. ábra). Összefoglalva megál1apitható, hogy a nyitott kéményrendszereket elterjedten alkalmazzák gázfogyasztó készülékek égéstermékeinek elvezetésére, ill. ezzel kombinált szelloztetésre. Példaképpen a 30-137. ábrán 10 szintes lakóépület égéstermékelvezetésének megoldási lehetoségeit szemIéltetjük az NSZK-ban érvényes eloírások alapján. Az utóbbi két évtizedben fejlesztették ki a zárt kéményrendszereket, amelyek sajátos elonyeik folytán távlatilag valószinú1eg kiszoritják a nyitott kéményrendszereket, széles köru elterjedésük azonban még évtizedekig eltarthat. Zárt kéményrendszerek. A zárt kéményrendszerekben a gázfogyasztó készülékek az égési levegot olyan aknarendszerMI kapják, amely egyúttal az
1248
GÁZELLÁTÁS
t
égésterméket is elvezeti. Az égési levego bevezeté 9 sére és az égéstermék elvezetésére vagy külön aknákat alakítanak ki, vagy pedig egyetlen, az alsó végén szelloztetett akna látja el a kettos feladatot. Az alkalmazott gázfogyasztó készülékek zárt égéstefUek, így bármilyen kis légtefU helyiségben felszerelhetok. Ugyanakkor elmaradnak az égési levego pótlására szükséges, falat áttöro szellozonyílások, amik ellen sok építész emelt eddig is kifogást. A helyiség légterétol való - egészségügyileg rendkívül kedvezo - elválasztás azonban egyben a rendszer hátránya is, mert a zárt rendszer üzemállapota erosen hat a készülék üzemmódjára. Az esetleges égéstermék-torlódás vagy -visszaáramlás zavarokat okozhat a készülék üzemében. A zárt kéményrendszereknek jelenleg három-alaptípusát különböztetjük meg: - a kiegyenlített rendszert, - az U rendszert és - az alsó szelloztetésu vagy "se duct" rendszert. Kiegyenlített zárt kémény. A kiegyenlített rendszer kétaknás. Az egyik akna a friss levegot vezeti be, a másik az égéstermék et vezeti el (30-138. ábra). A gázfogyasztó készülékek az égéstermék-elvezeto aknára shunt-kapcsolással is köthetok, ezt jelzi az ábrán a szaggatott vonal. Az épület teteje fölé nyíló aknavégzodések azonos szélnyomású övezetben helyezkednek el, így a kéményrendszer üzeme a szél-
1
30-135. ábra. Mellékaknás gyujtókémény üzeme
o
o
'/ aj
bJ 30-136. ábra. Helytelenül épített mellékaknás gyujtókémény aj szélcsend; b) szeles ido
GÁZFOGY ASZTÓ KÉSZüLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
ELVEZEtÉSE
1249
0\010
14/14 cm
-14/20cm
o
v IV o
lll o
II o
D
Fsz
D
aj 30-137. ábra.
b)
10 szintes épület égéstennék-elvezetésének megoldási lehetoségei nyitott beli eloírások alapján aj egyedi kémény (DIN
18017/1);
bJ
kéményrendszerekkel
az NSZK-
gyújtokémény (DVGW szerint); ej melIék"knás gyújtokémény=(DIN 18017/2)
hatástói függetlennek tekintheto. Az egyes készülékek levego-égéstermék útjai különbözo hosszúak, és így a frisslevego-oldal és az égéstermék-oldal közötti nyomáskülönbség eltéro lenne, ami egyenlotlen levegomennyiség-eloszlást okozna. Ezért a különbséget a készülékek frisslevego-bevezeto csatomájába épített, rögzítetten beál1ítható fojtócsappantyúkkal egyenlítik ki. (Az angliai kisérleti épületekben a csappantyú helyett egyszeru mennyiségszabályozót építettek be.) A készülék üzemszüneti ideje alatt az égéstermék-elvezeto aknába hamis levego áramoina, ezért a készülék égojére szerelt gáznyomáskapcsolóról (gáz-vízmelegítoknél a vízhiány-biztosítóról) vezérelt automatikus muködtetésu csappantyúkat alkalmaznak, amelyek a készülék kikapcsolásakor lezárják a friss levego útját. U rendSzeru zárt kémény. A kiegyenlített rendszeru kéménnyel folytatott angliai kísérletek során 81 Az épületgépész.et kézikönyve
ej
adódó problémák vezettek az U rendszeru kémény kifejlesztéséhez (30-139. ábra). Az U rendszerben - hasonlóan a kiegyenlített rendszerhez - a kéményvégzodések azonos szélövezetben helyezkednek el, így muködése a szélhatástói függetlennek tekintheto. A kémény méretezésének alapveto szempontja: az égéstermék annyira felhíguljon, hogy a legfelso szinten elhelyezkedo gázfogyasztó-készülék még tökéletes égést biztosító égéstermék-levego keveréket kapjon. "Se duct" kémény. Kézenfekvo ötlet volt, hogy az U rendszer függoleges frisslevego-bevezeto aknáját vízszintesen vezetett frisslevego-csatomával helyettesítsék (1. a 30-139. ábrán a szaggatott vonalat). Ezzel - gazdaságosabb rendszert alakítottak ki, mert
1250
GÁZELLÁTÁS
a vízszintes levegobevezeto csatorna építési költsége kisebb, mint a függoleges aknáé; - az épület hasznos alapterületét növelték, mert felszabadult a függoleges akna helye; - azonos feltételekre vonatkoztatva növelték a szállítási teljesítményt, azaz a kémény terhelhetoségét, mert kisebb lett a frisslevego-vétel áramlástechnikai ellenállása; - kétségkívül megszunt azonban a rendszer szélhatástóI való függetlensége. Angliában ismerték fel eloször az alsó szelloztetésu zárt kéményrendszer ("se duct") jelentoségét. Kísérleti rendszerek építésével vizsgálták, ill. tisztázták a méretezésseI és a kémény kialakításával,
valamint üzeméveI kapcsolatban felmerült kérdéseket. Az a tény, hogy ma már 16 különbözo gázfogyasztó készülék típus csatlakoztatható a "se duct" rendszerre, arra mutat, hogy az angol gázkészülékgyártó ipar is pozitívan értékeli a zárt kéményrendszerek nyújtotta lehetoségeket. Az angliai kísérletek azt mutatták, hogya szélhatásoktóI való függetlenség tekintetében a zárt kémény minden más rendszernél kedvezobb. Amenynyiben a kéményvégzodés szabad, a szélsebesség hatására a huzat növekedik a méretezési szélcsend-
VIlI
VII
VI
V
IV
II1
II
I Fsz
~ 30-138. ábra. Kiegyenlitett zárt kémény (a szaggatott vonal a shunt-kapcsolás lehet&égét jelzi)
30-139. ábra. U rendszeru zárt kémény (szaggatott vonallal a "se duct" kéményrendszer)
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZÜLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
állapothoz képest. Ugyanakkor a szélhatás folytán a magasabban fekvo helyiségekben rendszerint létrejövo depresszió a kéményre nem tud hatást kifejteni.
30.9.5. Az égéstermék-elvezetés tervezése, méretezése ÁramlásbiztosítÓ. Az áramlásbiztosító - huzatmegszakító, deflektor - a készüléken alkalmazott olyan szerkezeti elem, amely a tuzteret, az égési folyamatot, a készülékben az égéstermék áramlását függetleníti a kémény áramlási viszonyai tóI. Hármas feladata: - a huzatmegszakítás, - a torlódás levezetése és - a visszaáramlás elleni védelem. A kéményben áramló égéstermékek mennyiségét a külso idojárási viszonyok befolyásolják. Valamilyen hatás ~ pl. szélhatás - következtében keletkezo túl nagy huzat a készüléken olyan növekvo mennyiségu levegot áramoltatna keresztül, amely a készülék üzemére kedvezotlen (hatásfokcsökkenés, a változó légellátási viszonyok zavaró hatásai stb.). Az áramlásbiztosító huzatmegszakító szerepévei mérsékeli a jelenség hatását, mert szabad keresztmetszetén helyiséglevego áramlik a kéménybe, azaz a túl nagy huzat sZÍvó hatását megosztja a helyiség légtere és a készülék között. Az áramlási ellenállá· sok kedvezo aránya folytán a növekvo mennyiségi igényt túlnyomórészt a helyiség légterébol elégíti ki [30-140. aj ábra]. Ha valamilyen külso vagy belso hatás miatt a kéményben az égéstermék áramlási sebessége hirtelen csökken - pl. szélhatás miatt a kéménybol az égéstermék csak szakaszosan tud kilépni -, részleges, esetleg teljes torlódás következhet be. Ilyen
ELVEZETÉSE
1251
esetben az áramIásbiztosítón keresztül a torlódó égéstermék a helyiség légterébe kerülhet [30-140. bJ ábra]. Ugyanez a hatás érvényesül a készülék üzembe helyezésekor, amikor az égéstermék-elvezeto rendszer még hideg, így bizonyos mértéku torlódás keletkezik. A természetes, felfelé irányuló áramlással ellentétes áramlás felléptekor az áramIásbiztosító megakadályozza, hogy a készülékbe égéstermék, esetleg külso levego visszaáramoljék [30-140. ej ábra]. Az áramlásbiztosító szerepe a kémény méretezésben. A szilárd és cseppfolyós tüzeloanyaggal üzemelo, természetes levegoellátású berendezésekben a magas homérsékletu égéstermék és a környezeti levego suruségkülönbségébol adódó felhajtóero az égéstermék elvezetése mellett az égéshez szükséges levego tuztérbe áramlását is elosegíti. Ennek alapján a kéményméretezés egyik legismertebb alapegyenlete:
Z=H-E,
(30-129)
amelyet Gröber 1943-ban publikált. Az összefüggésben az irodalmi elnevezések szerint Z a tüzelés huzatszükséglete (az égésilevego-bevezetés, a tüzeloanyagréteg és a kéményig tartó égéstermékút okozta alaki és súrlódási össznyomásveszteség); H felhajtóero (az égéstermék és a környezo levego suruségkülönbségébol adódó nyomástöbblet); E a kémény saját fogyasztása, önfogyasztás (a kéményben az égéstermék áramlásakor az alaki és súrlódási össznyomásveszteség). Az áramlásbiztosító alkalmazásával a gázfogyasztó készülékek égéstermék-elvezetésében a kémény funkciója megváltozik. A készülék saját felhajtóereje elegendo ahhoz, hogy az égési levego után pótlását biztosítsa, ill. a keletkezo égésterméket az áramlásbiztosítóhoz vezesse. A kéménynek tehát csak az áramlásbiztosító után és csak az égéstermék-elvezetésben van szerepe. Ebbol a funkcionális változásból adódik, hogy áramlásbiztosítóval szerelt gázfogyasztó készülékeknél az égéstermék-elvezetés hasonló formában felírt alapegyenlete:
Z=O=H-E,
(30-130)
H=E,
(30-131)
azaz
vagy ha szó szerint kéményméretezésrol beszélünk, azaz a kéményt csak a kéménybe lépéstol számítjuk h)
a)
30-140. ábra. Az áramlásbiztosító aj
huzat megszakltása;
bJ
c.l szerepe
torlódás elvezetése; ej visszaáramlás elleni védelem
Z' = H - E,
(30-132)
ahol Z' az áramlásbiztosítótól a kéménybe kötésig bezárólag az alaki és súrlódási össznyomásveszteség.
GÁZELLÁTÁS
1252
ÁramJásbiztosító méretezése, beépítése. Az áramlásbiztosító általában szabványosított szerkezeti elem, kialakítását, beépítési méreteit eloírások szabályozzák. A leggyakrabban használt áramIásbiztosító-típusok méretei az égéstermék-elvezetés átmérojének függvényében a 30-141. és 30-142. ábrán látható. Az eloírt beépítési méretek szerint az áramlásbiztosító elott háromszoros (de legalább másfél· szeres), az áramlásbiztosító után háromszoros átmérohosszúságú egyenes szakaszt kell az égéstermék-elvezeto csobe iktatni (30-143. ábra). Égéstermék-elvezetö cso. A gázfogyasztó készüléken az elvezetocso csatlakoztatására szükséges csocsonkot égéstermék-elvezeto csonknak nevezik. Keresztmetszete egyben az égéstermék-elvezetés minimális keresztmetszete, amelyet sziikíteni még átmenetileg is tilos (30-144. ábra). Égéstermék-elvezeto csonek általában ólmozott acéllemez vagy eloxált alumínium csöveket és idomokat alkalmaznak. A kívül-belül zománcozott acéllemez csöveket a szerelés nehézkessége miatt nem ajánlják. A csövek és idomok egymásba tolhatók, a kapcsolásnál azonban gondolni kell arra, hogy a felfutési periódusban rendszerint kondenzátum keletkezik (30-145. ábra). A jelenleg érvényes eloírások a kéményig tartó szakaszon legfeljebb három irányváltoztatást engedélyeznek. Az irányváltoztatásra olyan kialakítású csoívek használhatók, amelyek görbületi su-
t
0,50,.
~501.
if WD
1,5
o
30-142. ábra. ÁramIásbiztosító méretei (vízszintes irányításÚ égéstermék-elvezetó csonk)
II~
30-141. ábra.
t
Áramlásbiztosit6 méretei (függoleges irányitású égéstermék-elvezeto csom:)
bj aj 30-143. ábra. Áramlásbiztosít6 a) fÜilloleses.
b) vízszinles irányftású
beépítése
éBéstermék-elvezet6
csonk
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZULÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
1253
ELVEZETÉSE
eJ
aj
A/~A,"A2
b/
eJ
10"< tXojon/ot! < 15° R;;;,
aj 48 m < h.jún/oll < 1,2 m h/opos lelo> 1,2 m J3l1jiÍnloff
ej
dJ kialakításának
szem-
a) helytelen megoldás; túlzottan kis görbületi sugarú irányváltoztatás, meroleges csatlakoztatás, átmeneti keresztmetszet-szukltés; b) helyes megoldás. e) helytelen megoldás: keresztmetszet-sziíkltés, kéményvégzodés tetogerinc alatt. tülzottan lapos elhúzás; d) helyes megoldás
gara egyenlo vagy nagyobb, mint a cso átméroje (1. a 30-144. ábrán). Lefelé vezeto szakaszok, holeadást növelo hurok vagy dob, záró- és fojtócsappantyúk, tárcsák stb. beépítését a hazai eloírások tiltják (30-146. ábra). Az égéstermék-elvezeto
---
t
---
aj 30-145. ábra.
Az égéstermék-elvezeto
kíalakítása
a) helytelen megoldás: lefelé irányuló szakasz, holeadást növelo hurok, záróelem ; b) helyes megoldás (szellozonyilással)
rv 30 o
30-144. ábra. Az égéstermék-elvezetés pontjai
bJ
30-146. ábra. Az égéstermék-elvezetés
~ v
b) csövek kapcsolása
a) helytelen megoldás: a felfiítéskor keletkezo kondenzátum a külso felúletre juthat; b) helyes megoldás
cso fekvo helyzetu szakasza a háztartási készülékeken lehetoleg 2 m-nél rövidebb legyen és a kémény felé emelkedjék (1. a 30-144. ábrán). Az égéstermék-elvezeto csövekkel és idomokkal az MSZ 7044 és MSZ 12315 foglalkozik. A 30-147. ábra az adott égéstermék-mennyiséghez alkalmazható csoátmérore ad tájékoztatást a gyakorlatban kialakult hagyományok alapján. Kéménybekötés és kéménytoldat. Gázüzemu berendezés kéményébe az égéstermék -elvezeto csövet az áramlástechnikailag kedvezobb hegyesszögben célszeru bekötni, bár a hazai eloírások egy része meroleges bekötést ajánl. A kéménytoldatok jelentoségét sok esetben túlértékelik, hazánkban is sokfajta kéménytoldat található, és ma is gyakran építenek be különbözo kéménytoldatokat, ún. huzatnövelo szivófejeket stb. Angliai vizsgálatok kimutatták, hogy vizszintes szélirányesetén Llp=O,02~ÚI
depressziójú kéményvégzodés a legkedvezobb. Az összefüggésben Llp v.o.mm, Wsúl mIs. Az egyszeru 20 18
10
80 -
4
8
12
15
20
Égéstermékmennyiség,
24
28
32
35
mJ/h
30-147. ábra. Égéstermék-elvezeto
cso mérete
40
1254
GÁZELLÁTÁS
kéményvégzodés depressziója (LJp=O,023W:zél) áll ehhez legközelebb, tehát valamennyi kéménytoldatfajtánál elonyösebb. A bukószél okozta problémákat a már régóta alkalmazott és bevált Meidinger-tárcsávallehet megszüntetni. A Meidinger-tárcsa méretezése a 30-148. és 30-149. ábrán látható. A kéményvégzodés szabad helyzete elsorendíi követelmény (30-150. ábra). Hazai eloirásaink szerint lapos teto esetén a kéménynek a tetosik felett legalább 1,2 m-rel kell végzodnie, és ezenkivül a kéménytorkolatnak a 3 m-es körzetben található legmagasabb épületrészt 0,8 m-rel kell megháladnia. Meredek hajlású teto esetén a tetogerinc !"ölényúlás eloirt mértéke legalább 0,8 m. Egyedi kémény méretezése. A háztartási gázfogyasztó készülékekhez lakóépületekben épitett egyedi kémények méretezéséveI nem foglalkozunk. Ezek méreteit és kialakitási módjait épitészeti eloirások szabják meg. Az épületgépészeti gyakorlatban az egyedi kémény méretezésének kérdése ott jelentkezik, ahol nagyobb ipari gázüzemíi berendezés, gáztüzelésíi kazán stb. égéstermékének elvezetését kell megoldani. A szakmai gyakorlatban sokféle méretezési elárás terjedt el, amelyeknek azonban közös elméleti
,~_
L=J
-1
r
L ____ L __ "
--(]--
-,' ..J ---.J
01
I
30-148. ábra. Meidinger-tárcsa
30-149. ábra. Meidinger-tárcsa
kéménykeresztmetszet;
h= dl-2.r; d=dl +2(h-s)
alapjaik vannak. Az ismert eljárások zömét szilárd tüzelésre dolgozták ki. Szilárd tüzelés esetén a kéményhuzat jelentos részét a készülék ellenállása emészti fel, ami rend-
$1
01
I I
kémény-
2A. v4
B~' ,
kor keresztmetszetú
hez
I I
I I
____ r-=:l .J I;=~ Lo L_J L_.J $1
n~
négyszögletes keresztmetszetú kéményhez
Á kéménykoresztmetszet;
h---------· -2(.1 +.2) • Á
III +bl 11=111 +2(h- •• ); b=b1 +2(h-.2),
ill.
11=111 +2(h-.t>+.a
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZÜLÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
mm mm aj
b)
30-150. ábra. Kéményvégzodés a) helytelen megoldás; b) helyesen kialakított szabad kéményvégzodés
szerint a tüzelés folyamán még változik is. A szilárd tüzelésu kazán ellenállása pl. a tüzeloanyag rétegvastagságának, az elsalakolódásnak és elkormolódásnak stb. függvénye. A változó tuztérterhelés miatt nagymértékben ingadozik az idoegységben keletkezo égéstermék mennyisége, homérséklete, így változnak a kéményben a lehulési viszonyok, az égéstermék áramlási sebessége stb. A nagy légfeleslegu szilárd tüzelés esetén a harmatponti homérséklet viszonylag alacsony, és így a kondenzációs veszélyek kisebbek. Annak ellenére, hogy a szilárd tüzeléshez épített kéményeket a tényezok bizonytalansága és állandó változása miatt nagy biztonsággal méretezzük, azaz túlméretezzük, és a méretezéskor szinte kizárólag az áramlástechnikai tényezoket vesszük figyelembe (a hotechnikai szempontok csak másodlagosak), a kondenzáció miatti kéményállagromlás nem vált annyira központi problémává, mint a szénhidrogéntüzelésnél. Szénhidrogéntüzelés esetén az égéstermék vízgoztartalma és így harmatpont ja is lényegesen magasabb, amihez még hozzájárul - foleg olajtüzeléskor - a kéntartalomnak a savharmatponti homérsékletet emelo hatása. Fokozottan megvan tehát a kondenzáció lehetosége, ami elsosorban a helyes hotechnikai méretezésre hívja fel a figyelmet. A szénhidrogéntüzelés nagy pontossággal szabályozható, légellátási tényezoje az alkalmazott tüzelésfajták közül a legkisebb, és az esetek többségében a készülék-ellenállást nem kell figyelembe venni (saját felhajtóero, mesterséges levegoellátású égok stb.). A kéményhuzat egészében vagy túlnyomórészt a kéményellenállásra fordítható. A keletkezo égéstermék mennyisége, homérséklete közel állandó, az égéstermék homérséklete magasabb, nagyobb áramlási sebesség engedheto meg. Az emlitett jelenségek pontosabb méretezést tesznek lehetové. A méretezési eljárások elméleti alapjai közösek,
1255
ELVEZETÉSE
ezért ha tisztában vagyunk az egyes tüzelésfajták üzemi tulajdonságaival, gyakorlatilag bármelyik méretezési eljárást használhat juk a megfelelo adaptáció - pl. biztonsági tényezo csökkentése vagy elhagyása, kazánellenállás elhagyása stb. - után gáztüzelésu készülékek kéményeinek méretezésére. A következokben néhány méretezési eljárást ismertetünk. Az eljárások természetesen nem egységes mértékrendszerben készültek és betujeleik is eltérok. Az áttekinthetoség kedvéért a betujeleket egységesítettük, a mértékrendszerekkel ugyanezt nem tehettük meg, részben az irodalmi hivatkozás, de pl. az eredeti összefüggésekben szereplo állandók miatt sem. Ez kétségkívül zavaró, ezért az egyes összefüggéseknél utalunk a mértékegységekre, kivéve azokat a paramétereket, amelyek mértékegysége megegyezik a nemzetközi mértékrendszerrel. Méretezési eljárások. A kéménykeresztmetszet számításának alapösszefüggését elsoként 1848-ban Redtenbacher adta meg, természetesen szilárd tüzelésre:
A=-.!
(30-133)
1948Yh
Az állandót a késobbiekben módosították, Rietschl már a következo összefüggést közli:
A=_R_.
és
(30-134)
924Yh
Az összefüggésekben R az idoegységben keletkezo égéstermék súlya, kp{h. Gröber, akinek számítási eljárásán alapul aDIN 4705, a
Z=H-E összefüggését a következo formában írta fel: Z=h(Ylev-YéköJ-
- ( )..--n-+I:C 107 A2' (30-135) hegy ) 254. , 1 Yékllz . R2 ahol R kp{h, Y kp{m3• Gröber szerint a "kémény méretezésekor olyan fokú pontosságról, amelyre egyébként a muszaki élet egyéb területein törekszünk, szó sem lehet. Ez nem annak a következménye, hogy valamely fizikai törvényt nem ismerünk, hanem kizárólag annak, hogy maga a feladat sem kelloképpen pontosan körülhatárolt. Példaképpen említi az égéstermékhomérséklet-eloszlás számítási bizonytalanságait; a tuztérbol kilépo égéstermék homérsékletének csak becsülheto jellegét; a tüzeloberendezés, ill. kémény tömítetlenségein, üzem közben .keletkezo repedé-
1256
GÁZELLÁTÁS
sein beáramló hamis levego hatását; a különbözo kémények eltéro belso felületi érdességét; a felfutéskor keletkezo üzemzavarokat; a változó idojárási viszonyokat, valamint azt a tényt, hogy a kémény csak több órás üzem után ér el megközeIítoen stacionárius állapotot, viszont kezdettol fogva szálIítania kell az égésterméket. Biztonsági okokból ezért a kémény ellenállását 70%-kal növeli, ami kb. 30%-os égéstermékmenynyiség-növelést jelent. A biztonsági tényezot önkényesen állapította meg, helyességét megbízható kísérletekkel nem igazolták. A kémény ellenállását a magasság függvényében adja meg: h, m 12 15 20 25 30
E/H
1/4 1/3,5 1/3,1 1/2,9
C=
1/
25,4' 107Yéköz(Ylev-YéköJ (30-141) h
An-+~C egy lesz, R az égéstermék és az áramIásbiztosítón beáramló levego keverékének mennyisége, h az áramlásbiztosító belépo-keresztmetszetétol a kémény kilépo-keresztmetszetéig számított magasságkülönbség és (A D~gy +~C) az ugyanezen két hely közötti össznyomásveszteség. Indokolt esetben a biztonsági tényezo R számításához figyelembe veheto. Becher és Rasmussen
alapösszefüggésüket lénye-
gében H=Z+E formában írták fel:
1/2,7
h(Ytev- YéköJ=Llpkaz+LlPszab+
A kéményellenállás helyébe 1,7E-t helyettesítve kapjuk ismert összefüggését:
h W~köz +AVo-2-Yéköz+ egy g ~,. W:köz + ~köz (30-142) + ••••~ Yéköz -2Yéköz' Az összefüggésben Y kp/m3, LlPkaz'Llpszabv.o.mm. A kémény ellenállása tehát:
amelybol számítási összefüggése,
1 R A=-'-
(30-137)
C Vh'
E=-2-Yéköz W~köz g
az E/H arányok felvételével vezetheto le. Az összefüggésben C értéke ugyanis 1,5' 108Yéköz(1tev-YékÖ~ (30-138) A
Dhegy +~C
C
Vh
),
(30-143)
ami megegyezik az MSZ 142oo-zaJ. Az elobbiek példájára, a kazánellenállás (LlpW> és a szabályozóberendezéseken létrejövo össznyomásveszteség (Llpsza~elhagyásával, az összefüggés gáztüzelésre szintén alkalmazható. Weber alapösszefüggésének formája: h(Ytev-YéköJ-Llpkaz-
ADIN 4705 számítási összefüggése: 1 R 0,0032Qkaz A=-·-=----,
(hAD+~+1 egy
(30-139)
CVh azaz
tehát 3,2Qkaz R= 1000 '
H-Z-E=O. (30-140)
az égéstermék mennyiségét közeIítoen a kazánteljesítménybol számolják, Qkazkcal/ho A (30-137) összefüggés gáztüzelésre is alkalmazható. Pl. áramlásbiztosítóval szereit gázkazánesetén, E = H feltétellel és a biztonsági tényezo nélkül
Az összefüggésben Y kp/m3, Llpkazv.o.mm. Bevezeti az 8 (=E/H) tényezot, amelynek segítségével méretezési eljárását minden tüzelésfajtára alkalmazhatja, ugyanis
8=1
LlPkaz h(Ylev-YéköJ'
(30-145)
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZuLÉKEK
és így pl. elpárologtatásos olajtüzelésre 0,5 ... e ... 0,75 vagy gáztüzelésre e= 1, mert Llpkaz=O. A keresztmetszet számítására felírt összefüggése az eddigiekbez hasonló:
A=
(A.Dh + 1:C )Yéköz R egy . -=- .(30-146) e(Ylev- YéköJ2g Yh
ÉGÉSTERMÉKEINEK
ELVEZETÉSE
1257
szik az áramlásbiztosítón beáramló levego menynyiségét és hatását. A méretezés alapelve olyan üzemi paraméterek megválasztása, amelyek mellett a kéményekben kondenzáció biztosan nem következik be. Az áramlástechnikai méretezés alapösszefüggése
H=E, azaz
R a közepes égéstermék-mennyiség, m3/s, amélyet
a közepes égéstermék-homérséklettel számol:
R= RtO +
octéköJ760
3600b· 1,293
'
(30-147)
A keverék közepes áramlási sebessége:
ahol Rt az égéstermék súlya, kp/h; b torr. Eljárása szerint a h/Degyhányadost fel kell venni, majd iterációs számítást végezni. Az égéstermék mennyiségének számításához biztonsági okokból 25%-os növelést javasol. Walger empirikus összefüggése a keresztmetszet számítására : A_
Qkaz+ 10 000
'" -.-2ekevköz' hg (elev-ekevköz}= \ (lA.D + 1:") W~evköz (30-150)
(30-148)
WkeVköZ=~' :It ~~+riltev ekevköz.
(30-151)
A közepes áramlási sebességet behelyettesítve, a kémény ellenállása : E=(A. i.+l':C) D
(1hé+4,1h1ev)2 1,23D ekevköz.
(30-152)
Az áramlásbiztosítóba lépo levego és égéstertnék keveredik, a keverék surusége:
Yh(25+2Y Qk9ZJ" A keresztmetszet, cm2; Qkaz, kazánteljesítmény, kcal/ho Számítási összefüggését nomogramban dolgozta fel (30-151. ábra). Az ábrát lényegében szilárd tüzelésre készítette, alkalmazási feltétele, hogy a kazánellenállás a nomogram bal felso sarkában ábrázolt, sraffozott területre essék, és a rókatorok hossza ne haladja meg a kéménymagasság negyedét. Nomogramját gáztüzelésre is elkészítette (30-152. ábra). A kéménymagasságot az áramlásbiztosító alsó síkjától kell számítani. Méretezési eljárása méréseken alapul, amelyeket Plewa rendszeru kéményeken végzett (A= 0,034, hoszigetelés 5 cm, (j/A.=1 m hOC/kcal). Schumacher gáztüzelésre alkalmazott alapegyenletében:
w2
1:"
2
már az
= W;~z Yéköz+s'l+
'" ~
éközy. kö , e z (30-149)
E=H összefüggést írta fel, 1 a teljes égéstermékút, m; s' a fajlagos súrlódási nyomásveszteség, v.o.mm/m; Y kp/m3•
Az utóbbi években, elsosorban a szovjet, de a hazai irodalomban is, terjednek azok a méretezési eljárások, amelyek már számítják és figyelembe ve-
n - eébel?levbe(1hé + riltev) t::kevbe etevbe'''é ..•..+ eébe"'lev ..•. ' és homérséklete:
(30-153)
Cpé1hétébe + cplev1hleAev be tkevbe( 1hé+ riltev, . (30-154) Cpkev Konkrét számítási feladatban általában adottak a készülék üzemi paraméterei, a felhasznált gázfajta tüzeléstechnikai jellemzoi és vagy a kéménymagasság, vagy a keresztmetszet. A hotechnikai számítások alapján, a harmatpont felvételével meghatározható az a közepes égéstermék-levego homérséklet, amely mellett a kéményben kondenzáció nincsen. Ebbol meghatározható a keverék belépési homérséklete az áramlásbiztosítónál. Az alapadatokb61 kiszámított égéstermék-tömegáram, a keveredo égéstermék és levego homérsékletének számított, ill. becsült fajhoje ismeretében meghatározható az áramlásbiztosítón beáramló levego tömegárama. Ezzel már adott a keverék surusége, és számítható a közepes homérséklethez tartozó suruség, majd a magasság ismeretében a keresztmetszet, vagy fordítva. Amennyiben a nyert eredmények alapján a számítás helyesbítésre szorul a felvett harmatpont, keverékfajho stb. miatt, a pontosítás iterációs úton végrehajtható. Homérséklet-eloszlás. A kéményben a homérsék· let-eloszlás állandó hoátbocsátási tényezo feltételezéséveI a
1258
GÁZELLÁTÁS
kDndh(T-1Jev)-:'::;thcp
dT
(30-155)
összefüggésbol (a homérséklet-változás alap-differenciálegyenletébol) :
dT
T-1Jev
= _ kDn mcp
A homérséklet-eloszlás az integrálás tartományában érvényes közepes fajhovel számolva:
Téki-T. lev dh
(30-156)
számítható.
Tébe _
T.lev
-
=e
-.---h kIm mc"köz
(30-157) •
Szokványos formában írva:
30 2& 22 20
18 1&
4,5 5
&
7
8 9
10
12 14 1& 18 20 2221,.202830 hJm
30-151. ábra. Kéményméretezési
nomogram szilárd tüzelésre
(Wa/ger után)
.J5
GÁZFOGYASZTÓ KÉSZÜLÉKEK ÉGÉSTERMÉKEINEK ELVEZETÉSE
téki= t1ev+
(tébe-
t1ev)e
köz.
mcp
nevezi és x-szel jelöli. Amennyiben x>0,5, fennáll a kondenzáció veszélye. Ha a környezeti levego homérsékletét O oC-ra vesszük fel:
(30-158)
Az összefüggésben kl fajlagos, egységnyi kerületre vonatkoztatott hoátbocsátási tényezo. Az exponenciális kitevot az irodalom "kéményszám" -nak
(30-159) /
~Vf/.- •...
II
~ 1/ ~ 20·.•.•.
~~1/ 1/
----.-~-l.- -' ~ ~75 ~v 45 i-35 55 80 --
•..•. l,...- - ...•• •...•. •••• •.•.. •..... •• JJ ...-.••. .•.. 1,...0 .•.•. "...50 I.•.•. ...•.•..... 40 70 J..t..;;o IJP/roz.-O .~
v /65 5
-:;
I
H
Atmero,cm
-
5000 4500 •..... ,...V "'" 4000 1/j
•.....
3500
v30•....1/L-25 ~~ II
l'/
,
1/
1/
1/
1/
•...•.
3000 2800 2800 2400 2200 2000 1800 1800 1400 1200 :.c::
1000
'% 900 ~
800
~
700
~
::;; 600
~I::::
~ 500 -:; 450
* -...:.
~
400 350
~ ~~ 300 ~ 250 200 180 160
140 120 100
90 80 70
6
10
fJ,.
1259
18 22 25 30 34 38 42
1,.6
50
51,.
58 50 h}m
30-152. ábra. Kéményméretezési nomogram gáztüzelésre (Wa/ger után)
1260
GÁZELLÁTÁS
Ezt az összefüggést ábrázolja a 30-153. ábra, amelyrol a belépési homérséklet és a kéményszám ismeretében a véghomérséklet leolvasható. O OC-tóI eltéro környezeti levego-homérséklet esetén a véghomérsékletet a korrekciós ábráról leolvasott segédértékkel helyesbítjük. A kéményben a közepes homérséklet a számtani (30-160)
tek6z= t6be+t61d,
2
ill. a logaritmikus t 6köz-- t lev +
(t6be
-
tlev) - (t61d -
tn
tlev)
(30 - 161)
t6be - tlev t61d - tlev
közepes homérsékletként számítható. Gareis szerint
míg MofJat és Co/horne a következo összefüggést ajánlja: t6köz=
(30-163)
t6be - 0,65(t6be - t61d).
A kémény végzodésénél a belso fa1homérsékletnek, tc"'t61d-
(30-164)
(t6ki-tlev)k
Otbel
a harmatponti homérséklet felett kell lenni. Hoátadási tényezo. A kémény hoátbocsátási tényezoje az ismert összefüggésekkel számítható, a külso hoátadási tényez() az ~t1agos szélsebesség alapján veheto fel (30-54. táblázat). JÜTgens a külso hoátadási tényezo számítására a következo összefüggést adja: ha
Ot=5+3,4wsz6l'
mIs,
waz6l>0,5
(30-165)
Ot=6,14+w~~~, ha wsza<0,5 mIs, (30-166) ahol tv, ·C 500 450 400
(fküt .350
tv= fee-x
=o)
1:-~2
x0,15
ri
Waz6la
szélsebesség.
Súrlódási tényezo. Gunberg szerint téglakéményekben 1 (30-167)
A=3
25VD
350 300 250
Peterson összefüggése:
250 0,25 200
------------
150 200
150
~3
o,m 0,35
100
f~ =21,0·C x =0,332 tv =172,5·C tkut=O ·C
A=0,0033+0,72
k D '
(30-168)
ahol k az érdesség. Az érdesség értékei KTÜger mérései alapján a 30-55. táblázatban találhatók. Hütte szerint:
o,s
A=O,OI{ ~
(30-169)
f3t4.
100
Korrekciós Jhra
30-54. táblázat. KüIsÖ h&ítadási téoyezéi az átlagos szélselr esség fiiggvéayébea ••
.
2468 0,5
30-153. ábra. Az égéstermék kilépési homérséklete a belépési homérséklet és a kéményszám ismeretében, különbözo környezeti levego-homérsékletek csetén (Túrmezei után)
0,3
WJm'K
6196,98 12 32 725 22,10 8,14 13,96 29,08 37,22
kca1Jm'h·C
GÁZFOGY ASZTÓ KÉSZULÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
30-55. táblázat. Az érdesség értékei Krüger nyomán
30-56. táblázat. A levego sííruségváltozásának hatása a kémény méretezésre
k.
Anyag
Uzemviszonyok
m
Tégla Azonos feladat elláFelhajtóero csökkeSimított beton Durva beton Rozsdamentes acélcso Acélcso
1261
ELVEZETÉSE
----
---0,004 0,0008
Tengerszint feletti magasság,m o
I
500
I 1000
I 1500
I 2000
0,01 Levego 10 SO relatív 9,3 4,6 18,3 21,S 34,S 1,168 1,056 1,111 1,001 13,8 szükséges surusége, OO1,225 80% 0,003 tására nése, % oC, nedvesség) kgjm3 (760 torr, 15 többlet-kéménymagasság, % 0,001.. .0,003 0,0002 0,0003 0,004 0,01
Rietsch/ az égéstermék-elvezeto esore a következo összefüggést adja: Wl,924
s' = 5,66 --
yO.852,
(30-170)
Dl.281
ahol s' a fajlagos súrlódási nyomásveszteség, v.o.mm/m; w mIs, D mm és y kp/m3• Az égéstermék és a levego sííriísége. A normálállapotú száraz égéstermék surusége közelítoen a következo összefüggéssel határozható meg: eéO= 1,293+C02sL( 0,713- c6:~h30-171) A nedves levego surusége
273
b
elev=1,293 273+t1ev • 760-0,000607Q;ev' (30-172) Az összefüggésben b torr, ev a tlev homérsékletu telített vízgoz surusége, g/m3• Nagyobb tengerszint feletti magasságokon a levego suruségének változásával is számolnunk kell. A levego normálállapotú surusége: elevO=1,293 kg/m3 tengerszintre vonatkozik. A levego tengerszinten mérheto átlagos surusége 760 torr nyomáson, 15 oC homérsékleten és 80% relatív nedvességtartalommal1,225 kg/m3• A tengerszint felett y m-rel, azonos paraméterek esetén
ey=l,22~ ( 1- 288.1()3 6,5y
)4,26.,
1O-4y.
300 cm2:§;
(30-173)
kb. 2000 m magasságig egyszerubb összefüggéssei iS számítható: ey= 1,225-1,13'
önmagukban nem elegendok. Kétségkívül számítással megállapítható adott terhelésre a várható huzat, az áramlási ellenállások, ill. ennek függvényében a kémény szállítási teljesítménye. A terhelés viszont a gázfogyasztó készülékek használati módjától és idotartamától függ. Ezenkívül számolni kell olyan módosító tényezokkel - szélhatás, építészeti kialakítás -, amelyek hatását aligha lehet általános érvénnyel megállapítani. Az adott kéményrendszer megbízhatóságáról csak akkor mondható végleges vélemény, ha különbözo kivitelu kísérleti épületekben már beváltak, és elegendo mérési-üzemi adat, ill. tapasztalat áll rendelkezésünkre. A mellékaknás gyujtokémény - bár kétségkívül a fejlodés egyik útja - hazánkban még nem terjedt el, és így hazai tapasztalati és mérési adatok még nincsenek. Ezért a méretezéssei kapcsolatos szempontok ismertetésekor a számos és alapos kísérleti mérést hasznosító német irodalomra támaszkodunk. A mellékaknás gyujtokémény tervezésekor a következo szempontok mérvadók: - az aknakeresztmetszetek négyzet, ill. téglalap alakúak (2 : 30ldalviszony) lehetnek; - a foakna belso keresztmetszete:
(30-174)
A levegosuruség változásának a kéményméretezésre gyakorolt hatását mutatja a 30-56. táblázat konkrét számpélda esetére. Mellékaknás gyujtok.émény méretezése. Adott kéményrendszer értékeléséhez az elméleti vizsgálatok
-
A:§!
500 em2;
a mellékakna keresztmetszete: 140 cm2:§!A;
- a esatlakoztatható mellékaknák száma az átlagos hatásos kéménymagasság és a foakna-keresztmetszet függvénye (30-57. táblázat), az átlagos hatásos kéménymagasság a csatlakoztatott helyiségek szellozonyHásai és a kémény teto feletti torkolata között mért magasságok számtani középértéke;
1262
GÁZELLÁTÁS 30-57. táblázat. Gyujtéikéményre csatlakoztatható meUékaknák száma (DIN 18017/2. Iap)
Csatlakoztatható 10 11 1892 675 300 400 500I Átlagos Fóakna-keresztmetszet, mellékaknák száma magasság,m
- a mellékaknák számának meghatározása után, a gázfogyasztó készülékek kiválasztásakor tekintettel kell lenni a megengedheto csatlakozási terhelésre (30-58. táblázat); - a mellékaknán levo szellozonyílás közepétol a gyujtoaknába torkolló nyílás közepéig számított távolság min. 2,2 m; - a gyujtoaknában az egymással szemben elhelyezkedo mellékakna-torkolatok magassági különbsége legalább 25 cm. Gyujtokéményre csak a rövid üzemideju gáz-vízmelegíto, ill. automatikus ki-be kapcsolású, szakaszos üzemu futokályha kötheto, szabályozatlan és takarék-állású, tartós üzemu készülék használatát a kéménykárosodás miatt meg kell tiltani. Angol javaslatok eloször tettek különbséget a készülékek között az üzemmód tekintetében. A javaslat szerint a gyujtokéményre 10 gáz-vízmelegíto vagy 5 futokályha csatlakoztatható.
- a szokványos külföldi készülékek kis változtatással átalakíthatók a zárt kéményrendszerhez; - több éves üzemeltetés után bármely kéményrendszerrel összehasonIítva mind a kémény, mind a készülékek hasonlíthatatlanul jobb állapotban maradtak; - a kísérleti rendszerek legfelso készülékeiben, amennyiben azok üzemszüneti állapotban voltak, kondenzációs jelenségeket észleltek; - a friss levegot bevezeto légcsatorna keresztirányú vezetése nem oldható meg minden épülettípusban, azonban a kétirányú légcsatornák is beváltak (30-154. ábra); a kétirányú légcsatornák egyik ágát hosszú ideig lezárták, de üzemzavar még kedvezotlen szélviszonyok mellett sem fordult eló'); - a "se duct" rendszer méretezésének helyessége méréssel a kémény legfelso készülék fölötti égéstermékének elemzésébol állapítható meg (a mérések szerint itt a maximális szén-dioxid-tartalom 2 tf.% lehet ahhoz, hogy a legfelso készülék még tökéletesen muködjék); - az eloször választott keresztmetszetek túlméretezettek, ezért ezeket a kísérletek alapján lényegesen csökkentették (30-59. táblázat); - méretezéskor a futokészü1ékeket teljes egyidejuséggel kell figyelembe venni, más rendeltetésu készülékekbol várhatóan 20 ... 33% üzemel egyidejuleg. A készülék megfelelo üzeme szempontjából a
Zárt kéményrendszerek méretezése. Zárt kéményrendszert hazánkban eddig még kísérleti szinten sem építettek, ezért a kérdést csak röviden érintjük. A legelterjedtebb zárt rendszer, a "se duct" kémény lényegesebb angliai tapasztalatai a következok voltak:
aj
30-58. táblázat. Kéménycsatlakozási terhelés a TYR 1962. 5.6.3. pontja szerint Keresztmetszet. cml kör
80 (50000) (20000) (165000) (110 (70000) 000)
négyszög
400
II
0,85 Xnévleges terhelés, kW (kcaIfh)
180 100 270 58,2 123,3 81,4 28,0 192,0
I hj
II 30-154. ábra. "Se-duct"
kémény frisslevego-csatornái
a) keresztirányú; b) kétirányú
GÁZFOGYASZTÓ
KÉSZULÉKEK
ÉGÉSTERMÉKEINEK
ELVEZETÉSE
1263
30-59. táblázat. Eredeti és kisérleti mérések alapján módosított "se duct" kéménykeresztmetszet (angol eloírás) J
eredeti keresztmetszet,
cm2;
2 kísérletí eredmények alapján módosított keresztmetszet, cm'. Etázsfütésre db 11900 átalakított 1100 Gáz-vízmelegíto 2000 1000 1700 460 1100 1200 650 740 1500 1300 370 930 62 2600 1300 650 1700 650 2II 16 2I Az elozo két készülék cgyiitt gáz-vízntelegílÖ Színtek száma,
szóba jöheto követelmények közül legfontosabb a kifogástalan huzat. Teljes torlódás a kéményben ugyanis rövid ido alatt az égo lángjának kialvását okozza. Angliában és az NSZK-ban kísérleteztek olyan újragyújtó berendezéssel, amely a szokványos
Készüléktípus
égésbiztosítók zárási idején belül gyújtószikrát ad. Ebben az esetben az újragyújtási folyamat természetesen lobbanási jelenséggel járt együtt, amely azonban szélsoséges feltételek esetén sem terjedt át a kéményre.
30.10. IRODALOM
Magas lakóházak [Il Destek-Kovács-Meszléry-Szántó: épületgépészete. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1972. [2] Erdey-Grúz T.: A fizikai kémia alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1963. [3] Fényes 1.: Termosztatika és termodinamika. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1968. [4] Szilágyi L.: Gázipari kézikönyv. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,I969. [5] Szucs E.: A gáztüzelés. alapjai. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1970. [6] Szúcs E.: Dialógusok a muszaki tudományokról. Budapest, Muszaki Könyvkiadó, 1971. [7] Vida-Meszléry: Gázellátás. Budapest, Muszaki Könyvkiadó,1974. [8] Vida M.: Gázcsohálózatok gazdaságos méretezése és tervezése, meglevo gázelIátó hálózatok szállitókapacitásának növelése. Budapest, BME Továbbképzo Intézete, 1969. [9] Meszléry C.: Gázkészülékek égéstermék-elvezetése. Budapest, BME Továbbképzo Intézete, 1973.
Szabványok MSZ MSZ
1601 Cseppfolyósított propán-bután és elegyeik 7041 Gázfogyaszt6 készülékek muködésével kapcsolatos jellemzok
MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ MSZ
7044 Égéstermék elvezeto csövek és idomok gázfogyasztó készülékekhez 7045 Gázfútésú melegvíztároló 7046 Gáztüzelésu zsámolyfozo 7047 Gáznyomásszabályozók 7048 Gázvezetékek építése égheto gázok szállitására 7049 Gázfutésu üstök 7487 Közmúvezetékek elrendezése 8601 Háztartásí gázfozo és gáztuzhely 8607 Átfolyósrendszeru gáz-vízmelegíto 10982 Égheto gázok égésme1egének és fútóértékének meghatározása 10984 Városi gáz 10240 Membrános gázméro 11408 Gázzal üzemeltetett infrasugárzó falifuto 11409 Gázkészülékek szabályozó és biztonsági berendezéseí 11410 Gázfút6berendezés biztonsági szerelvényei 11411 Gyújtó1áng-ég6 gázkészülékhez 11412 Nagykonyhai gáztuzhely 11413 Gázberendezések tömörségi vízsgálata 11414 GázszálUtáshoz tartozó berendezések 11419 Nagykonyhai gázsüto 25260 Gázszerelvények
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
A,Á ablak-klímakészülék 703, 704 abszolút érdesség, légcsatomáé 613 fekete test emisszió ja 28, 29 - - sugárzási tényezoje 29 - nedvesség 518 - nyomás 40, 503, 507 abswrbens anyag 717 abswrpciós folyadékhuto 786 - hutoberendezés 728 - hútofolyamat 723, 725, 727 - tényezo 66, 68, 117 acélcso, horganyzott 981 -, korrózi6álló 200 -, menetes 199, 985 - nyúlása 210 -, sima végu 981, 984 -, varrat nélküli 198, 199 -, vékony falú, varratos 200 adagolószelep, állandó nyomású 761 -, kisnyomású, úszós 766 -, nagynyomású, úszós 765 -, termosztatikus 762, 764 adagolószervek 761 adiabatikus állapotváltozás 509, 513 aerob iszapstabilizáció 1106, 1116 - mikroorganizmusok 1093 - szennyvíztisztítási folyamat 1093 aerodinamikai tényezo 877-882, 885, 887 ágvezeték, csatornahálózaté 610, 1056 aknafedlap, öntöttvas 1071 aknakeret, öntöttvas 1071 aktív szén légszuro 596 akusztika 536 akusztikai abszorpciós tényezo 540 - - -, közepes 541 - méretezés 545 aláfúvó ventillátor 480 alagcso 1097, 1098 aláhangolás, gépalapoké 234 alaki ellenállás 45,47,48,297,298,355,365,611,614 - -,Iégcsatomáé 614 - - telített goz esetén 355, 365, 366 - ellenállás-tényezo 297,298,355,611-613 - veszteségtényezo 47,298 alapcsatorna 1056, 1075 alapvezeték 280, 281 -, vízhálózaté 980, 993 A/berl 130, 454 ot pót1éktényezo, lehúlési 302, 303 állapotváltozás 531-534, 624 - ábráwlása diagramban 624 - iránya 531-533
í-x
82 Az ~ü1etPpá:lct kézikönyve
állapotváltozás irányjelzoje 531-533, 624, 625, 628 - menete 533 állásos szabályozó 897 Al/en 799 Al/ender 810 alsó elosztású gravitációs futés 280 - - - melegvíz-fútés nyomásdiagramja 301 - - - rendszer méretezése 301 - - kisnyomású gozfutés 332 - - melegvíz-fútés 279, 280 - fútóérték 1131 általános gázállandó 491, 496, 511, 1134 - gáztörvény 508, 512 Alutherm radiátor 178-180 ammónia hútoközeg 730, 739, 744 anaerob fermentáció 1096 - iszaprothasztás 1116 - mikroorganizmusok 1093 - szennyviztisztítási folyamat 1093 anemométer 243 anioncserélok 953 anyagátadási tényezo 76, 118, 667 anyagcsere 668, 670 anyagjellemzok, hótechnikai 100-105 áramlásbiztosító 1235, 1245, 1247, 1251, 1252 áramlás csoben 20 áramlási ellenállás 354 - -, tüzeloszerkezeté 467 áramlatok egyesítése 49 - szétválasztása 49 áramló levego nyomásvesztesége 610 arányos szabályozás 894, 904, 905, 907 - - jellemzói 895 Archimedes-szám 53, 671 átfolyási szám 42 - -, méroperemé 42 - -, mérotoroké 42 - -, Venturi-méróé 42 átfolyásos kondenzátor 759 áthullásfüggvény 802 átlaghomérséklet 56 átmeneti függvény 892 átmérotényezo, ventillátoré 554, 555 atmoszferikus levego 81 - - százalékos összetétele 81 Aujeszky 72 automatikus gyújtóberendezés 457 - légszuro 595 autooxidáció 1094 Avogadro-törvény 508 axiális ventillátor 570, 575, 578 - - jelleggörbéje 572, 576, 577 - - sebességhároffiSZÖgei 570, 571 azbesztcement nyomócsó 981, 983
1266 B Bacsó 64,72 Bahco-féle légszérelo 830 Bakdts 85 Bal/ai 471,919,928, 1050 Barcs 128, 130, 321, 328 Bars 265, 919 Barth 813 Bartha 1129 Bassa454 Batur/n 712, 835, 890 beavatkozó jellemzo 891 beavatkoz6szerv 252, 891 Becher 1256 Bedford78 Bedford-féle egyenértéku homérséklet 78 befúj6csatorna, álland6 keresztmetszetú· 604 -, Coanda-hatáson alapuló 604 -, csökkeno keresztmetszetu 603 -, ék alakú 604 befúj6nyílás csillapítása 544 befúj6szerkezet600,601, 6O~7,635,655 befúj6szerkezetek kontrakci6~ tényezoje 602 befúj6szerkezet, indukciós 605, 607, 609, 610 - össz-hangteljesítményszintje 543 befúv6fej 637, 698, 701 befúv6szelloztetés 634 béléscso 942 belso energia, gázoké 505 - homérséklet 87, 117,618 - -, zárt tereké 86,87, 117 - légállapot, klimatizált helyiségeké 654 - terek homérséklete nyáron 117 - - relatív nedvessége nyáron 117 Benedek 1129 Benett 802 benzinbont6 eljárások 1153 benzinfogó 1062, 1063, 1087, 1127 - csatomatönkl127 BernouIli-egyenlet 39 besugárzás 66 besugárzási tényezo 370-373 - -, felületelemé 371, 372 - -, felületelem és felület közötti 30 - -, infravörös sugárzó futotesté 374, 375 - -, közepes 31 . - - szerkesztése 32 betétes nedves hocserélo 681 betoncsö, kör szelvényu 1066 -, talpas 1066, 1067 -, tojás szelvényu 1066, 1067 -, tokos 1066 beton futotest 395 - lapfútotest 183, 187 - nyom6csó 981 betonrétegbe ágyazott csokígy6 389, 391 BG koordináta-rendszer 810 bidé 1061 . billenogyurus nyomáskülönbs6g-méro 242 bimetall Mméro 237 biogáz 11l5, 1117 biokémiai oxigénigény 936, 1054, 1094 biológiai csepegtetotest 1099 - -, merülotárcsás 1100, 1102-1104 . - -, mOanyag töltetú 1101 - hártya 1099 biomassza 1105 Biot-kritériwn S, 11
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ biztonsági állványcso 339, 341 - -, több szálú 340 - -, U alakú 339, 340 - berendezés melegvíz-futéshez 291 - felszáll6vezeték 280, 281, 285, 289, 291 - gyorszár gázvezetékben 1164, 1168, 1230 - keverotelep 1022 - leszáll6vezeték 280, Z85, 289, 291 - szelep 216, 217 - vízzár 1189, 1194 biztosítószelep 292, 990 B/ahó 38, 1050 B/asius 1182 Bogosz/ovszkij 535, 631, 650, 712, 721 BOI 936, 1054, 1094 bojler 1026, 1029, 1032, 1033 bojlerkazán 1025, 1026 bojler, svéd 1028 bojtárszelep 1232 Bo/ber/tz 1129 Borda--C'.arnot-veszteség 44, 610 bordáscsó 189 - futotest 191 - hoátbocsátási tényezoje 35 Borsos 1050 lkunjakovié 38,512,535,650, 712 BoyIe-Mariotte-törvény 296,507,512 Bradtke 79 Bradtke és Liese komplex közérzeti jelzoszáma 79 Brockmeyer 545 buborékpont 1035 buk6akna 1072 Bunte-diagram 1143 burkolatos elsziv6 830, 832 Bük/453 buzelzáró 1056, 1063, 1064
c Cadiergues 78 Cadiergues.{éle egyenértéku homérséklet 78 Calor keringtetoszivattyú jelleggörbéje 223 Cammerer 128 . Carnot-folyamat 723 Carrier 78, 535 Carrier eredo homérséklete 78 Castens 79 Celsius-homérsékletskála S02, S03 centrifuga 1122 centrifugális porleválasztó 812, 813 centrifugális szivattyú 221 - - affinitási törvényei 221 - - jelleggörbéi 221 - - kagyl6diagramja 222 - - önfelsziv6 képessége 222 ciántalanítás, szennyví:zé 1124 ciklon 812, 814, 815.-817 ciklonszonda 828, 829 . Clausius 506 Coanda-hatáson alapuló befúj6csatoma 604 Co/borne 1260 Colebrook 46, 1076 Coli-szám 939 Coli-titer 939 Cordier-diagram 555 Cunningham 799
N~V"es l'ÁR.GYMiJTATó Cs
Csáki 265, 919 Csanády 804, 813, 814, 836, 837 csap 210, 211, 989 csapadékintenzitás 1052, 1053 csapadékviz 1051, 1052, 1055 csapadékviz-állványcso 1056 csapadékviz-ejtocso 1056 csapadékviz-elvezeto beépitése 424 csapadékviz-elvezeto, labirint jellegu 423 csapadékviz-elvezeto szerelvény 423 csapadékviz-elvezeto, termodinamikus 423 csapadékviz-elvezeto, utközéses 423 csap, gömbforgós 211 -, háromjáratú 211, 219 csappantyú 210, 598 -, tuzvédelmi 598 -, zászlós 598 -, zsaluleveles 598 csaptelep 991 csap, tölto-urito 211 -, tömlovéges .tölto-urito 211 csatornahálózat 597, 1056 csatorna nyomvonalának kituzése 1069 csatornaszelvény 1072 csatornaszerelvények 1061 csatornatolattyú, kézi 1071 csatornatönk 1062, 1063 csepegtetotest 1093, 1099 -, kis terhelésu 1100 -,nagyterhelésulloo - töltoanyaga 1100 cseppleválasztó 662~4 - kialakítása 664, 665 cserépkályha 26~270 -, hordozható 269 csigaház, radiális ventillátoré 557 csigaszivattyú 1082, 1083 csillapitás 119, 123, 125 csillapitási tényezo 119, 120 - -, egyrétegu határolószerkezeté 119, 125 - -, több rétegu határolószerkezeté 121 csoportfutés 400 • cso 197, 199,201-204, 425,981,985, 1064--1067 -, alumínium 202 csoben áramló közegmennyiség mérése 41 csofelfüggesztés 209 -, rugós 209 cso, folytacél 197, 199 csofutotest 188 csofutotestek fajlagos holeadása 189, 190 - hoátbocsátási tényezoi 188 csofutotest, sima 188-190 csohálózat optimálása 433 cso, hegesztett, acél 199 -, hos~arratos, négyzet és téglalap keresztmetszetu cso hoszigetelése 210 csokapcsoló idom 987 cso, kemény polietilén 204 cso, kemény PVC 204 csokígyó beágyazása 392 - készitése 391 - kialakítási lehetoségei 391 - szerelése 391 csokötés 204--206 - idomdarabbal 206 cso, lágy polietilén 204
82·
cso lejtése 1076 -, muanyag 204 -, polietilén 204 - relativ érdessége 46 -,réz202 csórugós nyomásméro 242 csó, sárgaréz 203 -, spirálhegesztésu 199, 201 csosúrlódási tényezo 962 csoszerelvények 210 - egyenértéku szigetelt csóhossza 261 csovázas radiÁtor 178 . cso, vékony falú, varratos 199 csovezeték 197 -, ágas rendszeru 980 - alátámasztása 208 - elozetes rnéretmeghatározása 364 - épitési orpnizációja 442 - Mtágulása 209 - hovesztesége 435 - jelleggörbéje 222 -, kÖfvezeték-rendszefÚ 980 - méretezése 345,354 - szilárdságtani kérdései 441 - szinjelölése 220 - tartószerkezetei 431 - tengelyirányú hosszváltozása 210 csovezetékvonal kitiizése 441 csúcskazán 413 csúcsrajáratás 402, 403, 447 csurgalékviz 1035 csúszó csoalátámasztás iC)? csúszógyiirús motor 227
D
201
Dalton-törvény 511, 518 deflektor 600 Degtjarel' 631, 650, 712 Della- Valle 799 depresszió 503 depressziós szellozés 632, 633 derltés 946 deritó 949 derltöszer 948 Destek 650, 1050 Deutsch 816 differenci!lrelé 250 diffúzió 665 diffúziós huzatfokozó 885 - tényezo 127, 666, 667, 670 dilatációs homérséklet-szabályozó 902 dínamikai viszkozitás 491,495,497 - - mértékegységeinek átszárnitása 497 dínamikusnyornás4O,45,47, 548, 580,603, 1012 dobszúró 945, 1088 Dorr-rendszeru homokfogó 1089 dortmundi medence 1090, 1092 Dötsch 471, 919,928 drenázs-csó 1064 Drensher-berendezés 1020 dúcolás, csatornaároké 1069 dugattyús hutókompresszor 748 - szivattyú 221 dúsulási periódus 620 DV acéllemez tagos radiátor fútófelülete 170; 171 - -- - radiátor holeadása 170, 171
1267
1268
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
E,É
&kert
38 effektív homérséklet 80 - -, ekvivalens 80 EFK-kötés 987 égésho 1130--1133, 1139, 1149, 1152, 1162 égési egyenletek 1138, 1139 - folyamat 1137, 1138 - reakció 1138 - sebesség 1136 égéstermék-elvezetés, gázfogyasztó készuléké 1234, 1236 égéstermék-elvezeto cso 1252, 1253 égéstermék fajsúlya 474 - harmatPont ja 1144, 1145, 1255 égéstermék-hígítási tényezo 1141, 1143 égéstermék homérséklete 473 - lehulése kéményben 475 - összetétele 1141, 1145 égtájpótlék 108· egycsatomás, nagynyomású klímaberendezés 697, 698 -, - - klímakonvektorral 698, 699 egycsöves futés 279, 282, 285 - gravitációs melegvíz-futés 282 - - melegvíz-futés méretezése 304 Egyed;38, 72, 85,264,278,328,464,471,486,512,535,617, 631, 650, 712, 721, 919, 1129 egyedi légfuto-rendszer 642 - tüzeloberendezés 479 egyenértéku átméro 47 egyenértéku csohossz 962 - homérséklet-különbség 124-126 egyenes légcsatorna áramlási zaja 542 - - csillapítása 544 egyenetlenségi együttható, melegvíz-fogyasztásé 1032 egyidejuségi tényezo 996, 1159, 1180 egységcsapoló terhelési egysége 996 egységnyelo, szennyvíz- 1074 egyszinti futés 283, 284, 306 - -, magasra helyezett visszatéro vezetékes 284 - - megengedheto homérsékletesése 307 - gravitációs futés méretezése 306 ejtovezeték, csatornahálózaté 1056, 1075 ekvimoláris szembediffúzió 667 elágazás csillapítása 544 elárasztott elpárologtató 755 elektrofil ter 596, 816, 817 elektromechanikus homérséklet-érzékelo 252 - szabályozó 250 elektronikus szabályozó 899 elektropneumatikus szabályozó 251 elektrosztatikus leválasztó 815 eleveniszap 1090, 1105 eleveniszap-koncentráció 1106 eleveniszapos szennyvíztisztítás 1090, 1093 elgázosítás 1150 ellenállás-homéro 237-239, 252 ellenáramú hocserélo hoátbocsátási tényezoi forró viz futoközegre 162 - - - tényezoi telített goz futoközegre 163 elméleti levegoszükséglet 1140, 1146 - összríyomás-növekedés, ventillátoroké 547, 570 elosztóhálózat 635, 655, 1159, 1161, 1179 elosztóvezeték 280, 283, 286 elÖC8eppleválasztó 663 elo- és utókeveréssel üzemelo klímaközpont 681 elofutési ido, melegviz-tárolóé 1032, 1033 elokeveréssel múködo klímaközpont 656, 657, 679, 685, 693 elorehajló lapátozású ventillátor-járókerék 547
eloülepíto 1088 elpárolgási nyomás szabályozó 771 elpárologtató 689, 691, 754 elpárologtatók hoátbocsátási tényezoi 759 elpárologtató kialakítása 688 elpárologtatók jelleggörbéi 758 elpárologtató kondenzátor 760 elszivóernyo 718 elszivófej 637 elszivóperemes kád 838 elszívószelloztetés 634 elszívószerkezet 610, 635, 655, 830, 833 elszivóventilIátor 481 elvételes-kondenzációs futoturbina 402 elzárószerelvények 210 elzárószerkezetek jellemzoi 210 elzárószerkezet légcsatornához 598 ember hotermelése 74 emberi test felülete 74 - - hoegyensúlya 73 - - holeadása 74-76, 115 - - nedvességleadása 76, 77 - - teljes holeadása 77 Emde 1091 energiaátalakító központok helyigénye 483 energia-visszanyerés 693, 694 energia-visszanyerés légtechnikai rendszerekben 694 entalpia 506 entalpiagyakoriság 71 entrópia 506 enzimaktivitás 1095 építoelemes hocserélo kiválasztási diagramja 164-168 épületek aerodinamikai tényezoje 878-882, 885 - fajlagos hovesztesége 482 - futési görbéi 461 - hotechnikai jellemzoi 86 - hovesztesége 86 - tárolt hoje 447 épület körüli nyomásviszonyok 877 érdes cso ellenállás-tényezoje 47 érdességi tényezo, csatornafalé 1076 Erdos; 1050 eredo homérséklet 78 érintésvédelem 230 Erk 38 ERKA-SUPER 90 gázkazán 143, 144 érzékelok 248 érzékeloszervek 248 esovédo rögzitett zsalu 600 - sapka 600 etázsfutés elrendezése 283 ÉTI-kazán 143, 144 Eu/er 547 Euler-szám 53 evaporatív kondenzátor 760 évi közepes levego-homérséklet 56, 58 exfiltráció 880, 881 expanziós szám 43
F fagyveszély 451 Fahrenheit-homérsékletskála 502, 503 fajho 489, 490, 510, 522, 523 - állandó nyomáson 489 - - térfogaton 489 -, levegoé 494
1269
NÉv- ÉS TÁRGYMUTATÓ fajhoviszony 491, 513 fajlagos felületi hostabilitás 121-123 - futoteljesítmény, kályháké 270 - hoenergia mértékegységeinek átszámítása 506 - holeadás, felül hoszigetelt sugárzóernyoé 387 - hutoteljesitmény 723 - súrlódási ellenállás 297, 322, 346, 356,433,610 - - nyomásveszt~g 297,322,346,433,610 fajsúly 504, 509, 511 - mértékegységeinek átszámítása 505 fajtérfogat 503, 509, 511 - mértékegységeinek átszámítása 504 falfutés 385, 391 falfutotest hóátadása 377 fali futokályha 1206, 1207 falikút 1057, 1058 FaItin 265 Fanger 80,81 FAX típusú axiális fali szellozo 574, 575 Fáy 804
fáziskésleltetés, egyrétegu falé 125 -, több rétegu határolószerkezeté 121 FeL folyadékcirkulációs leválasztó 818, 819 FeifeI813 Fekete 38, 130,264,512,535 ••631,650,712,721,928 felezokészülék 829 felfutési pótlék 108 felfutést szabályozó program 462 félklimatizáló készülék 702 felso elosztású, egycsöves futés 282 - - gravítációs futés 281 - - - melegvíz-futés nyomásdiagramja 302 - - - rendszer méretezése 302 - - kisnyornású gozfutés 333 - - melegvíz-futés 279 - elosztóvezeték 282 - fútoérték 1130, 1131 felszáJlóvezeték, melegvíz-fútésé 280, 281 -, vízhálózaté 980, 993 felületi hoelnyelési tényezo 120, 121, 123 - - -, egyrétegu határolószerkezeté 120 - huto 453 felülvilágító 885 fémtömlos kiegyenlíto 426 Ferencowiez 650 fermagó 953 fermentor 1093 festékszóró fülke szellozése 841 Fick-törvény 666 FinkeIstein 545 fix csomegfogás 207-209 fiziológiai nedvesség 522 - teJítési hiány 522 FK---69 típusú konvektor holeadása gozfutés esetén 195 FK---69 típusú konvektor holeadása melegvíz-fútés esetén 194 FK---69 típusú konvektor méretei 193 Fletcher-Munson-görbék 537 Flygt lOSl fogadóállomás 1163-1166 fogaskerék-szivattyú 221, 225 fojtásos szabályozás, szivattyúé 970 fojtás, szivattyúé 970 folyadékadagolás 765 folyadékelosztó 764 folyadékho 533 folyadékhuto egység 785 folyadékkal töltött tartály felmelegedése 5 folyadékleválasztó 767 folyadékot huto elpárologtató 756
folyadékszállítás szivattyúval 220 folyadékszint-szabályozó 248 folyamatok ábrázolása diagramban 534 folyamatos leválasztó 819 - porméro 828 - szelJoztetés 634 folyékony tüzelés 145 folytonégo kályha 270 folytonos muködésu szabályozók 246 - - - beavatkozószervei 253 folytonosság törvénye 39 folytonos szabályozó 893, 898 fonalszüro, rendezetlen halmazú 822 fordított U csöves elrendezésu melegvíz-futés 286 - - - felszállóelrendezés 287 - - - nyomásméro 242 fordulatszám-tényezo, ventillátoré 554, 555 fordulatszám-változtatás, szivattyúé 971 forgódugattyús gázméro 242 - kompresszor 749 forgókefés rotor 1107 - savtalanítás, vízé 952 forrásvíz 1051, 1052 forróvíz-futés 466 Fourier 4, 666 Fourier-kritérium 5, ll, 54 Fourier-szám 5, 11,54 foáramkör méretezése egycsöves gravitációs fútéshez 304 fofelszálló vezeték 281, 282 földgázbontás 1152, 1153 földgázbontó 1156 földgáz (cseppfolyósított) tárolása 1158 - összetétele 1150 földgázszállítás 1161 földgáztermelés 1148 földszinti pótlék 109 föléhangolás, gépalapoké 234 fonyomóvezeték 962 foszemcsék, poré 801 frakcióhatásfok 592, 807, 809 frakcióhatásfok-görbe 808 frakcióportalimítási fok 805, 806, 808, 810 - -, cikloné 813 - -, elektrofiJteré 816 - görbe 807 frakciótömeggörbe, poré 801 Frenger-rendszeru futomennyezet 393, 394 Freonok 730-733, 740, 743 friss levegovel muködo klímaközpont 678, 685, 693 friss levego vétele 635 Froude-szám 53 FrössIing 799 FTK tetotéri kazántelep 143, 144 fürdokád 1057, 1060 fürdokályha 1022 füst 82 füstgázelemzés 244 füstgáz elméleti C02 max-tartalma 474 füstgázelszívó ventillátor 481 füstgázhoméro 291 füstgáztisztító berendezés 291 füstgázüzemu léghevíto 590 futés, egycsöves 279 -, forróvíz- 466 -, goz- 329 -, gravitációs 279, 280 -, gravitációs-szivattyús, kombinált 3lí futési görbék, épületeké 461 - határhofok 62
i-x
1270
NÉv- ÉS TÁRGYMUTATÓ
futési hofokhíd 63, 64 - nap 62, 63 - - hofokhídja 63 futés, kétcsöves 279 -, kiegészíto 278 -, konvekviós 279 -, központi 279, 465 -, melegvíz- 279 -, sugárzó 279, 370 -, szívattyús 279 -, táv- 399 fútoberendezés költsége 465 - szabályozása 456, 459, 463 - üzeme469 - üzemkarakterisztikája 469 - üzemvitele 465, 470 futoenergia mérése 286 futoérték 1130-1133, 1139, 1146, 1149, 1152 futohálózat feltöltése 281 futoközpont 467 futomu 405,406,408,409,413 futoolaj ok 145, 146 futó-távvezeték elhelyezése 442, 443 futo-távvezeték elhelyezése beIterületen 443 fúto-távvezeték elhelyezése külterületen 443 futoteljesítmény, fajlagos 270 futotestek burkoIatai 176 - holeadásának korrekciós tényezoi 176 fútoturbina, elvételes-kondenzációs 402 -, rugalmas üzemu, ellennyomású 402 -, - -, kondenzációs 402 -, változó ellennyomású 402 Füzy IOSO
G Gagge 78 Galilei-szárri 53 Gall-lánc 1088 galvanizálóüzemek szennyvizének tisztítása 1123 GOI'bai455 Gareis 1260 Gauss813 Gay-Lussac-törvény 507 gáz-alapvezeték 1159, 1189-1191 gázállandó 491, 496, 511, 1134 - mértékegységeinek átszámítása 496 gáz-bekötovezeték 1159, 1188, 1195 gáz-csatIakozóvezeték 1159, 1184, 1187, 1188 gázcsol99 gázcso-anyagok 1185 gázcsohálózat szerelése 1185 &ázcso, nonnálfalú 199 -, vastag faIú 199 -, vékony faIú 199 gazdaságos szívattyúnyomás 308, 309 gáz égéstermékének harmatpont-homérséklete 478 gázelosztás 1159 a{lzelosztó hálózatok nyomásértékei 1181, 1184 gázféleségek 155 gáz-felszállóvezeték 1160, 1184, 1191, 1192 gázfogadó állomás 1163-1166 gázfogyasztás 1156, 1175 gázfogyasztásméro 243 gázfogya8Ztói vezeték 1159, 1184, 1192 gázfutoblokk 1216 gázgyártás 1148
gázhiány-biztosító gázüzemu berendezésben 1228, 1233 gázkályha 275, 1206 gázkazán 136-139, 141, 143, 145, 1210-1215, 1223-1228 gázkeverék alkotóinak résznyomása 511 gázkeverékek 509 - anyagjellemzoi 510 gázkeverékekre vonatkozó gáztörvények 512 gázkeverék entalpiája 512 - fajhoje 510 - fajsúlya 511 - fajtérfogata 511 - gázállandó ja 511 - homérséklete 511 - molekulasúlya 510 - nyomása 511 - surusége 512 gázkonvektor 1207-1209 gáz-Iéghevíto üzembe helyezése 926 gázleválasztó hévízmuhöz 1035 gáz-levego hiány biztosító gázüzemu berendezésben 1230 gáz-levego keverék szabályozó 1233 gázmennyiség-szabályozó 247, 1231 gázmérés 1171 gázméro 1166, 1167, 1171-1177, 1184 -, egycsonkú 1173, 1177 -, kétcsonkú 1177 gáznyomásfokozó 1171 - állomás 1168 gáznyomáspróba 1195 gáznyomás-szabályozó 1169, 1170, 1187, 1231, 1233 gáznyomás-szabályozó állomás 1163, 1168 gáznyomás-szabályozó, súlyterhelésu 1170 gázok állapotjelzoi 501 - anyagjellemzoi 489 - dinamikai viszkozitása 497 - égéshoje 1130-1133 - és gozök levegoben 83 - fajhoje 490 - fajhoviszönyai 490 - fajlagos belso energiája 505 - - entalpíája 506 - fajsúlya 504, 508 - fajtérfogata 503, 508 - fútoértéke 1130-1133 - hoátadási jellemzoi 1147 - homérséklete 501, 509 - hovezetési tényezoje 497,498,500 - kritikus homérséklete 499 - - nyomása 499 - molekulasúlya 496 - normálállapotú fajsúlya 508 - - fajtérfogata S08 - - surusége 508 - nyomása 501 - relatív surusége 505 - surusége 504, 508 - - fizikai normálállapotban SOS gázoldás 931 gázösszetétel 1130, 1131 gázsüto 1218-1220 gázszállítás 155, 1159 gázszelep, kombinált 1233 gázszerelvények 1185 gáztárolás 1155, 1157 gáztárolás 1155, 1157 gáztároló, föld alatti 1158 gáztartó 1157, 1160 -, száraz 1157, 1158 -, vizes 1157 gáztávvezeték 1159, 1161, 1162, 1178, 1185, 1186
NÉV- ÉS TÁROYMUTATÓ gáztermelés 1148, 1156 gáztörvény, általános 508 gáztörvények 506 gázturbina 404, 405 gáztüzelésu cserépkályha 1209, 1210 - ételfözo üst 1220-1222 - fali futokályha 1206, 1207 - fozozsámoly 1217, 1218 - gyorssütö 1219, 1221 - hotermelo szabályozása 457 - kazán 136-139, 141, 143, 145, 1210-1215, 1223-1228 - léghevÍto 648 - tálalóberendezés 1221, 1223, 1224 - tüzeloberendezések füstcsomérete 478 - virslifozo 1220, 1222, 1223 - vízmedencés ételmelegíto 1223 gáztuzhely 1198, l2Ou-1202, 1217 -, nagykonyhai 1217-1219 gázvezeték átvétele 1195, 1196 - méretezése 1179 - szerelése 1186 gázvezeték-szerelési anyagok 1193 gázvezeték tervezése 1178 gáz-víz arány hévízben 1035 gáz-vízmelegíto 1023, 1200, 1202, 1203 Geiger-féle homokfogó 1089 geotermikus energia 408 gépalapok aláhangolása 234 - föléhangolása 234 gépalapozás 231, 232 gépalap saját frekvenciája 234 gépalátétek 232, 233 gépcsoport egyidejuségi tényezoje 116 gépek holeadása 116 gépváltás szivattyútelepen 971 gereb 944 -, durva 944, 1086 -, finom 944, 1086 gerjesztési frekvencia 234 Ghai78 Gibault-kötés 987, 988 Gliwitzky 795 görgos csoalátámasztás 207 gozelosztó csovezeték-rendszer hálózatsémája 330 gozfutés 329, 466 gozfutésu léghevito 588 - - jelleggörbéje 590 goz-fútöberendezés karbantartása 368 goz-fútoberendezés szerelvényei 338 goz-fútoberendezés üzemvitele 368 goz hotartalma 533 gozhuto 453 gozkazán 338 gozkazánszerelvények 341 goz-lég forgatásos rendszer 336 goz-légfutotest üzembe helyezése 927 goz-levego keverék 518 goz megengedheto sebessége csovezetékben 367 gomyomáscsökkento 247 goz résmyomása 522 goztorló 218, 342 -, keresztáramú 342 -, mechanikus 218, 342 -, tágulótestes 218 gozvezeték víztelenítése vízzsákcsovel 341 Grasshof-szám 53 Grasshof-szám meghatározása 26 gravímetriás portartalom-meghatározás 824 gravitációs futés 279,280
1271
gravitációs futés biztosítása 291 - keverés 318, 445 - légfutés 649 - vezeték 963 - vízellátás 964 Grigul/ 38 Gröber 38, 1251, 1255 Gruber 265,617,650, 1050 Gruhn 842 gumirugók 234 gumirugós gépalátét 233 Gunberg 1260
Gy gyorsszuro 949 -, nyitott 949 gyorsüríto melegvíz-fútéshez 291 gyorszáró 220 gyújtási koncentráció határai 1135, 1136 gyújtóláng-biztosító 129 Gyurcsovics 712, 721 gyujtohálózat 6'35, 655 gyujtokémény 479 gyujtokéményre kapcsolható tüzeloberendezések gyujtok melegvíz-fútéshez 290 gyujtokürtos szelloztetés 890 gyujtovezeték 280, 286
H hajszálas higrométer 241 hálós távvezeték 421 hangcsillapítás 540, 544 hangcsillapitó 544 hangintenzitásszint 536 hangnyomásszint 536, 540 hangosságszint·537 hang szubjektív méroszámai 537 hangteljesítményszint 536, 543 -,eredo 536 hang terjedése zárt térben 539 harmatpont-homéro 240 harmatpont-homérséklet 522 Harri~ 1182 hasonlóság 52 határhofok 62, 63 határkoncentráció 517 határszemcse 813 hatásos nyomás 299, 301, 472, 474, 475, 886 - -, kéményé 472, 474, 475 hátrahajló lapátozáSú ventillátor-járókerék 547 havi közepes levegó-hómérséklet 56, 58 házi bekötocsatoma 1056 He tipusú keringtetoszivattyú jelleggörbéi 224 Heim 464 helyi elszívás 840 - elszívóberendezés 830, 832 - futés 465 helyi klimatizálóberendezés 652 - klimatizálókészülék 702, 706 - légfuto-berendezés 646 helyiség eloirt légállapota 87-89 helyiség-homérséklet ingadozása 118, 122 helyiség-homérséklet szerinti szabályozás 460
száma 480
1272
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
helyiség hostabilitása 121, 122 - utózengési ideje 541 helyi szelIóztetoberendezés 638, 702 hengeres fal egyenértéku falvastagsága 16 Herrington 78 Hess 1139 hévíz 1035 hévízhuto 1038, 1040 hévíz-kútfej 1039, 1041, 1042 héVÍ7mu 1035, 1039, 1040 hévízpalackozó 1041 hévíztároló 1037, 1038 hévíz-távvezeték 1040 hidraulikai hatásfok 549 - méretezés 432 hidraulikus rádiusz 47 - sugár 1076 - szabályozás 902, 903 hidrociklon 1089 hidrofil porok 792 hidrofób porok 792 hidrofor 975, 1047, 1048 hidroglóbusz 973 hidrosztatikai nyomás 40 HIDRQTERM fútokészülék 143, 1210 hígítási periódus 620 hígító szellozés 830, 840 hiperbolikus függvények 119 Hirsch 712 hollandi kötés 206 - -,íves 206 homokfogó 948, 1088 -,Iégbefúvásos 1088, 1089 homokronitási szám 53 Homonrwyné 72, 85, 130, 264, 328, 454, 455, 535 hosszmenetes kötés 205 hoáram-ingadozás 119 hoáram mérése, áramló közegé 244 hóáramsuruség 9, 12, 118, 119 hóáram számítása 14, 16 - - Fourier szerint 4 -, test felületén 5 hoátadás bordás felületen 22, 23 -, forrásban levo folyadékoké 24 -, függoleges esoé 18 - -,falé 17 hoátadási jellemzok, gázoké 1147 - tényezo 17,99 - -, konvekciós 17 - -, összesített 33 hoátadás kényszeráramlással19 -, sík falé 19 - szabad áramlással 17 - telitett goz lecsapódásakor 24 -, vízben levo esoé 18 -, vízszintes esoé 18 -,falé 18 - zárt térben 19 hoátbocsátás 33 hoátbocsátási tényezo 34, 35, 90, 91, 106, 174, 188,689 - -, ellenáramú hocseréloé 162, 163 - -, elpárologtatóé 759 - -, határolószerkezeteké 91-99 - -, léghutoé 689 . - -, sima csofútotesté 188 - -, tagos radiátoré 174 hocsere 668 - alapösszefüggései 670 hocserélo 36, 160,418, 591
hocserélo, egyenáramú 36 -, ellenáramú 36, 161 -, építoelemes ellenáramú 161, 164 -, forgódobos 694 -, keresztáramú 37 -, nedves 659 - szabályozása 457, 458 -, táskás 694, 695 hocserélot elhagyó közeg homérséklete 37 hocserélo, U alakú fútocsonyalábos, ellenáramú 161 -, vegyes áramú 37 hodrótos anemométer 243 hoegyensúly, emberi testé 73 hoelnyelés 122 hoelnyelési tényezo 111, 118-120 - -, felületi 120, 121, 123 hoérzeti pótlék 109 hofogyasztók 444, 445 hofokgyakoriság 60, 63 hofokhid 62, 63 -, téli 63 hofokmodulus 123 hohíd 106, 107 hohordozó, folyadék 321 hoközpont 445--448 holeadás, Alutherm radiátoré 179, 180 --, emberi testé 74, 115 -, falfútotesté 377 -, FK-69 típusú konvektoré 194, 195 -, gépeké 116 -, lapfútotesté 185 -, mennyezet-fútotesté 376, 377 -, padlóban elhelyezett fútotesté 377 -, Radal radiátoré 181 -, spirál bordás fútotesté, 191, 192 -, sugárzóernyoé 378 -, tagos radiátoré 175, 177 -, technológiai berendezéseké 116 -, Thermotip radiátoré 183 -, világításé 116 holeadó mennyiségi szabályozása 459 - minoségi szabályozása 459 - szabályozása 459 homérleg 532, 623 homéro 237-240, 291 homérséklet-egységek átszámítása 502, 503 homérséklet-elosz1ás kéményben 1257 homérséklet-gyakoriság 63 homérséklet-hullámzás 118 homérséklet-ingadozás 56 homérséklet-ingadozás amplitúdója 119, 123 homérséklet-kapcsoló hutoberendezésben 774 homérséklet-különbség, egyenértéku 124-126 homérséklet-különbség, közepes 36 homérsékletmél'és 236, 238 -, sugárzáson alapuló 239 homérsékletmezo 5, 7,13 - gömbben 13 - hengerben 13 - idobeli változása Fourier szerint 4 - - - gömbben 4 - - - hengerben 4 - - - sík falban 4 - meghatározása véges különbségek módszerével 12, lJ - sík falban 13 - több rétegu hengeres falban 14 - - - sík falban 14 - végtelen félteret kitölto testben II - - kiterjedésu sík falban 7
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATó homérsékletskálák átszámítása 502, 503 homérséklet-szabályozás, gravitációs futésé 319 homérséklet-szabályozás, szivattyús futésé 319 homérséklet-szabályozó 246 homérséklet-szabályozó, gázberendezésé 1232 homérséklet-szabályozó, légtechnikai berende2.ésé 903 homérséklet-távadó 902 homérséklet-tényezo 32 homérséklet-változás, elhanyagolható belso ellenállású testé 5 homérséklet, végtelen félteret kitölto testé 12 - - kiterjedésu sík fal felületén 8, 10 - ~.~ sík fal szimmetriasíkjában 11 homérséklet-vezetési tényezo 5 honyereség 115, 623 - napsugárzásból 116 -,nyári 116 honyereség-számítás 115, 118 honyereség-számítás instacionárius feltételek esetén 118, 122 hostabilitás 121, 123 hosugárzás 27 - hoárama 29 hoS7állítás 413 hoszigetelés 261, 426--428, 440 - hatékonysága 261, 262 hoszigetelo anyagok.262 hoszivattyú 786, 787 hoszükséglet, csarnokoké 110 hotágulás felvétele 425 hotágulás-kiegyenIítok jellemzoi 427 hotároló anyag 155, 156 hotárolós villamos kályha 276, 277 hofartalom-változás 4, 5, 10, 12 hótartalom-változás, elhanyagolható belso hóellenállású tes-
té 5
hotartalom-változás végtelen kiterjedésu sík falban 12 hotechnikaí anyagjellemzok 100-105 hotehetetlenségi tényezo 119-121 hoterhelés 624, 653, 654 hotermelés 40 I hotermelo szabályozása 457 hoveszteség 86, 109 ~, félmeleg padlóé 111 -, hídegQadlóé 111 -, melegpadlóé 111 -, padlóké III -, sugárzó futésu helyiségeké 110 hoveszteség-számítás alapegyenlete 86, 109, IlO hoveszteség-számítás, föld alatti helyiségeké 110 hoveszteség, teljes 109 hovezetés 3 - differenciálegyenlete 119 '-,- instacionáríus esetei 3 hovezetési tényezo, földé 439 - -, gázoké 497, 498,500 - -, hutoközegeké 743 - -, Iégrétegé 106 - - mértékegységeinek átszámítása 499 - -, száraz levegóé 497 - -, szigetelóanyagoké 263 - - változása 499 hovezetés stacionárius esetei 13 hoviszony 723 hóvisszanyero hocserélo 591 Huber 398 hulladékh6-hasmosítás 451, 452 Hunyadi 1129 hurkolt szelloztetóhálózat 890 huzatmegszakító 477,479 huzatméro 291
huzatnövelés, ~esterséges 480 huzatnöveló szivófej 880, 884 hutési fok 677,678 - hofokhíd 63, 64 - napok száma 64 hlit6berendezések 780 hut6berendezés kialakítása 782 - szabályozása 774 hut6folyamatok 722, 729 hutógépcsoport kialakítása 784 hutógépolaj 745 hutókompresszor 746, 748, 749 hutoközegek 722, 729, 734, 735 - hovezetési tényezoje 743 - osztályozása 735 hut6közegek termikus jellemzoi 738 - tisztasága 737 - viszkozitása 743 hutóközeg, goznemu 722 -, légnemu 722 - minosége 722 hutoteljesítmény 746 -, fajlagos 723 -,volumetrikus 739, 740, 743 hutotest657, 686, 690, 716 hutovíz-szabályozó 772
1,
I
IBIS gipsztáblás sugárzó mennyezetfútés 393 diagram 535 ideális közeg 39 idojárásfüggo szabályozás 462 Illés 1129 indikált hatásfok 747 indításszabályozó hutoberendezésben 772 indukciós klfmakonvektor 699, 700 - tényezo 699 infiltráció 880, 881 , infravörös hosugárzó 1209, lilO - sugárzó futés 389 - - futotest 395 - - holeadása 379 injektoridom 1026, 1027 injektoros keverés 446 ioncserélo mugyanta 953 - - regenerálása 953 ipari épületek szellóztetése 641 - hoszolgáltatás 400 - hulladékporok 791 - porok 791 - szellózés 789 - szellozoberendezések 830 - szennyvíz 1051, 1052, 1054 - üzemek ködtelenítése 720 irányitási tényezo 540 irányjelzo, állapotváltozásé 624, 625, 628, 654, 714 iszapágy 1121 iszap elégetése 1122 -, fölös- 1106 iszapgáz 1117 iszap, nyers 1084, 1106 iszappangás 1105 . iszaprothasztás 1084, 1118 iszaprothasztási homérséklet 1117 iszaprotbasztó 111~1120 iszap, stabilizált 1122
i-d
1273
1274
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
iszap, szárított 1084 iszapszikkasztó ágy 1121 iszapszippantó kocsi 1093 ívcso 425 diagram 528, 529, 531, 532, 534 izotermikus állapotváltozás 513 - szabad légsugár 601
i-x
J járókerék, axiálís ventillátoré 573 -, kétfokozatú 573 -, radiális ventillátoré 557 Jászay 535, 650, 712 jég fajhoje 523 - olvadáshoje 523 Jeney 85 Jürgens 1260
K kagylógörbe 971 kályhák 267, 270-273 - méretezése 273 Kamenyev 85, 305, 306, 328, 398, 650, 712 kanalas anemométer 243 kandalló 267 Kánya 447 kapcsolóhelyiség 467 kapilláris cso 766 kapnográf 827 karbantartási napló légtechnikai rendszerhez 922 - utasítás légtechnikai rendszerhez 922 kaibonátkeménység 933, 936 karimás kötések 205 Kármán 823 karmantyú 205 Kassai 1050 Kata-hóméro 78, 79, 240 Kata-szám 78, 79 kationcserélo 953 katódos védelem 995 kavitáció 970 kazán, acéllemez 131, 141, 142 -, alsó égésu 133, 134, 136 -, barnaszén-tüzelésu 134, 142 kazánbiztosítás 339 - háromjáratú szeleppel 291, 292 kazán, felso égésu 132 -, gáztüzelésu 136--139, 141, 143, 145, 1210-1215, 1228 -,goz338 kazánház elhelyezése 482 - elrendezése 482 - helyigénye 482 kazán, koksztüzelésú 132 kazánok 131-136, 141-143, 145, 338, 1210-1215, 1228 kazán, olajtüzelésu 136--139, 142, 143 -, öntöttvas tagos 131 kazánvízszint-szabályozó 344 kellemes közérzet 73, 79, 80 kémény 472, 1244 kéményállagromlás 1255 kéménybekötés 1253 kémény, egyedi 1245, 1246, 1254
kémény építése 481 kéményfalazat érdessége 476 kémény, gyujtó- 479, 1245-1247 -, -, mellékaknás 1245-1248, 1261 - hatásos nyomása 472, 474, 475 - keresztmetszete 476, 478 -, kiegyenlített, zárt 1248, 1250 kéménykouózió 1244 kémény környezeti homérséklete 473 kéménymagasság 477,479 kémény méretének meghatározása 476 - méretezése 1255, 1261, 1262 kéményrendszerek 1244 kéményrendszer, nyitott 1235, 1245, 1247, 1249 -,zárt 1236, 1247, 1248, 1262 kémény, se duct 1249, 1263 kéménytoldat 1253 kémény, U rendszeru, zárt 1249, 1250 kémiai savtalanítás, vízé 952 kéntartalmú égéstermék sav-harmatponthómérséklete keresztáramú ventillátor 578 keresztirányú áramlás bordázott cso körül 22 - - csoköteg körül 22 - - egyes cso körül 21 keresztmetszet-változás csillapítása 544 keringtetöszivattyú 223, 224 keringtetoszivattyúk jelleggörbéi 225, 226 - jelleggörbe-tartománya 225 kétállású beavatkozó 252 - szabályozó 246, 893 - - lengése 897 -, villamos muködtetésu szabályozó 896 kétcsatornás, nagynyomású klimaberendezés 701 kétcsöves futés 279, 285 kétlépcsos redukálás 452 kétpont-szabályozás 904 keveredési homérséklet 533 keverék entalpiája 533 - nedvességtartalma 533 - végállapota 533 keveréses közvetlen kapcsolási rendszer 445 keverés diagramban 532 kevero befúvófej 701 keveroberendezés 318 Kézdi 455 kezelési utasítás légtechnikai rendszerhez 922 kézi szabályozás 460 kiegészíto futés 278 kiegyenlített szellozés 633 kifolyási nyomás 996 kifolyószelep 991 kigázosítás 1148, 1151 kigázosítási sáv 727 kihasználási óraszám 400 kinematikai viszkozitás 496, 497 - - mértékegységeinek átszámítása 498 kiönto 1057, 1059 Kirchhoff-törvény 27 kisnyomású, egycsöves goz-futoberendezés 335 - gozfutés 329 - - csovezetékének méretezése 354 - - goznyomása 329 - - központi szabályozása 367 - - nyornásviszonyai 333 - - szabályozása 367 - - - két alapvezetékkel 368 - - vízszintviszonyai 333 kitéréses mérési módszer 235 klimaberendezés alkalmazása 651
i-x
1223-
1223-
478
NÉv- ÉS TÁRGYMUTATÓ kIimabereRdezés átadása 710 - átvétele 710 - átvételi mérései 710 - karbantartása 710, 711 - muszerezése 711 -, nagynyomású 696, 697 - próbaüzeme 710 - szabályozása 908 - - elo- és utókeveréssel 913 - - elo- és utókevert levegovel, nedves hocserével 912 - elokeveréssel910 - - -, felületi hútéssel és közvetlen elpárologtatással 911 - - felületi hútéssel 909 - üzemeltetése 710,711 klimakésziilék 705 klimaközpont 654, 656, 678-680 - alkot6elemei 657 - felületi hútéssel 685 - nedves hocserével 655 kIimalámpa 605 klímarendszer szabályozása 915 klímaszekrény 705, 706 kIimatizálóberendezés 651 klimatizálóberendezés, helyi 652 -, ipari 652 -, komfort- 652 -, központi 652 klimatizálókészülék, helyi 702, 706 klimatizáló rendszer kialakítása 707 klimatizált tér hóterhelése 623 - - nedvességterhelése 623 klinker burkolat 1072 Kraszilov 835 kritikus homérséklet 497 - nyomás 44,497,1036 - szivárgási sebesség 940 kromáttalanítás, szennyvízé 1124 krónikus megbetegedést okozó porok 82, 515 Krüger 1)60, 1261 KOI936 Kolmogorov 803 kombinált gravitációs-szivattyús futés 317 - hutés 694 komfort berendezések 652 komfortdiagram 81 KOMFORT kazánok 138,140 komfort-klimaberendezés szabályozása 909 komfortviszonyok 78 kommutátoros váltakozóáramú motor 229 kompenzátor 425, 426 kompresszorok 224, 746, 748-750, 752 koncentráci6eloszlás helyiségben 1238 koncentráció, szennyezoanyag- 82, 515, 621, 667, 831, 835, 1238-1240 koncentrációváltozás helyiségben 1239, 1241, 1243 Koncz 836, 845 kondenzátor 759 kondenzátorok jelleggörbéje 761 kondenzedény, mechanikus muködtetésu 218 -, termodinamikus 424 -, úszógolyós 423 kondenzleválasztó 217 -, mechanikus 217 -, ütközéses 217 -, termodinamikus 217 -, termosztatikus 217 kondenzvezeték kiválasztása 366 kondenzvíz-átemelés, szivattyús 344 kondenzvízl1utés 451
kondenzvíz-kiegyenlíto tartály 339 kondenzvízszivattyú 223 kondenzvíz-vissza táplálás 343 kondenzvíz-visszatáplálás,goziizemu 343, 345 kondenzvíz-vissza táplálás, szivattyús 343 kondenzvíz-visszatáplálás, vákuumos 344, 345 kondicionálás, ipari épületeké 708 -, jármuveké 700 -, kommunális épületeké 707 -, lakóépületeké 707 kondicionálóberendezés 651 -, ipari 652 kondicionált terek méretezése 653 koniméter 827 konitest 825, 826 konvekciós futés 279 - hoátadási tényezo 74 - - - meghatározása a Nusselt-számból 25 konvekció útján leadott ho 74 konvektor 192 korrigált terhelés, gázelosztó vezetéké 1180 korrózió, alumíniumé 259 - elleni védelemre használható festékbevonatok 260 - - - használható inhibitorok 260 - futoberendezésekben 259 -, galvanikus természetu 257 -, horganyé 261 korrózió, rézé 259 korróziós elemek keletkezésének lehetoségei 258 korrózió, vasé 259 korrózióvédelem 257 korrózió, vezetéké 427 kovaföld szúro 950 kovasavtartalmú porok 791 Kozeny 823 kóagyag csot065 - csoidom 1068 köd 82, 713 - keletkezése 713 ködképzodés, aktiv 713, 714 -, passzív 713, 714 ködös levego 517, 528, 684, 713 ködtelenítés, helyi 718 -, ipari 720 -, konyháé 719 . - módszerei 714 -, mosodáé 719 -, uszodáé és fürdóé 720 ködtelenítoberendezés 713, 71"6,.718 -, helyi 718 . - kialakítása 716 - méretezése 714 Köhler842 könnyítési pótlék 100 kóolajfeldolgozási termékek 145 köpenycso 942 környezet hatása az ember közérzetére 83 kör távvezeték 421 . körvezeték távfutéshez 414, 421 közbenso elosztású kisnyomású gozfutés 333 közcsatoma, utcai 1056 közepeshomérsékkt36,56,6O - homérséklet-különbség 36, 37, 1032, 1034. közérzet 73, 83 közérzeti diagram, Leusden-Freymark-fék'80. -határgörbe79'" - vizsgálatok 73 közérzet, kellemes 73, 79,80 - mérószámai 77
1275
1276
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
közérzet, termikus 77, 78 közmualagút 427 közmuvezetékek elhelyezése 444 közösségi épületek szelloztetése 639 központi futés 279, 465 központi futoberendezés 279 - - szabályozása 460 központi klimatizálóberendezés 652 - légfúto-rendszerek 642, 643 - szelloztetorendszerek 634 közvetett elpárologtatású hutoberendezés 783 - hutés 686, 687 - muködésu szabályozó 896 közvetlen elpárologtatású hutoberendezés 780, 783 - hutés686 - muködésu szabályozó 895 Kunczewicz 823 kút, akna- 940 -, ásott 939 -, csápos 940 -, cso- 941, 942 - elhomokolódása 940 -, fúrt 940,941 -, mély fúrású 944 -, törpe csápos 940 különleges légszuro 596 külsofal-fütés 385 külsofal-fútés holeadása 386 külso falpanel csovezetékrendszere 397 - homérséklet 86, 89 - - szerinti szabályozás 460 - nyomóvezeték 993 kvarctartalmú por levegoben 83
L labirintszuro 822 lakóépületek szelloztetése 638 Lakos 650 lakósegyenérték 1054 La Manche-szifon 1061, 1062 Lambert-törvény 29 lamináris áramlás 44 Lancaster 79 lángbiztosítás 458 lángor 457 lángterjedési sebesség 1136, 1137 Lantos 85 lapátkerekes anemométer 243 lapfütotest 183, 184 - holeadása 185 Lap/ace 803 lassúszuro 949 Le Chate/ier 1135 Le Dinh 823 lefolyási ido, szennyvízé 1051 - tényezó, szennyvizé 1052, 1053 lefolyócso, angol 1064 -, azbesztcement 1064 lefolyócsoidom, azbesztcement 1067 lefolyócsoidom, öntöttvas 1067 -, PVC 1068 lefolyócso, ólom 1066 -, öntöttvas 1064 -,PVC 1066 lefúvató gázhálózathoz 1165, 1171, 1235 légállapot-diagramok 528
légáteresztési tényezo 109 légbeszívó szelep 991 légcsatorna 597, 635, 655, 659, 697 légcsatornában áramlási sebességek 614, 615 légcsatorna egyenértéku átméroje 613 -, egyenes 596 - elzáró- és szabályozószerkezetei 598 légcsatoma-hálózat 635, 637, 655, 659, 697 légcsatorna-hálózat méretezése 614 légcsatorna hoszigetelése 613 légcsatorna-idomdarabok 597 légcsatorna-idomok hangteljesítményszintje 543 légcsatomák hovesztesége 613, 615 - kötés 597 légcsereszám 832 légcsere-tényezo 619, 620 légellátási tényezo 1140, 1141, 1143, 1145, 1146 légfelesleg-tényezo 474 légfüggöny 842-844 - homérIege 844, 845 - impulzusmérIege 844, 845 - mennyiségmérlege 845 - méretezése 842 légfúto-berendezés 632, 642, 643 légfúto-berendezés átvétele 649 légfúto-berendezés beszabályozása 649 légfúto-berendezés karbantartása 649, 650 légfúto-berendezés kíalakítása 645 légfúto-berendezés szabályozása 904, 905 légfüto-berendezés üzembe helyezése 649 légfüto-berendezés üzeme 650 légfúto-rendszerek 642, 644 légfútotest 635, 657 - beépítése 641, 642 - kialakítása 642 - méretezése 642 léghevíto 588 - méretezése 590 - szabályozása 590 léghutésu kondenzátor 760 léghuto 689 - berendezés 687 léghutok hoátbocsátási tényezoje 689 léghutotest 657,688,690,691 - kialakítása 686 - méretezése 686 légkompresszor 224 légköri elektromosság 84 - nyomás 503 légnedvesíto 684 légnedvesség 69 - napi alakulása 69 -, relatív 69, 70 légnyomás 513 légnyomás-s~bályozó 900 légréteg egyenértéku hovezetési tényezoje 106 légsebességméro 243 légszennyezodések 68, 82, 515, 789, 790 légszuro 592, 594, 635, 657, 821 - ellenállása 593 - üzembe helyezése 927 légtechnikai berendezés szabályozása 891, 906 - - - külso- és beszívottlevego-érzékelovel 907 - - üzemeltetése 920 - jelképi jelölések 637 - rendszer beszabályozása 920, 921 légtechnikai rendszer ellenorzo muszerei 928 - - karbantartásának szerszámai 922 - - szabályozása 916
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ légtechnikai rendszer üzembe helyezése 920 - - üzemeltetése 921 légtelenités, kézi 343, 424 légteleníto 219, 424, 769 -, automata 343 légtelenitoberendezés, helyi 296 légtelenítohálózat 285 légtelenitó-Iégbeszlvó szelep 218, 219, 343 légtelenitotartály 285, 290 légtelenitotulipán 219, 343 légvezeték 281, 295 - kiképzése 295 légzésselleadott ho 77 Lehmann-féle porskála 82 lehulo felületek 89 lemezcso 1067 lemezrugós hokiegyenlito 426 lencsekompenzátor 425 leszállóvezeték 280--282 Leva 823 Lévai 453, 454 leválasztószuro 768 levego 513 - abszolút nedvességtartalmának mérése 240 - állapotváltozásának meghatározása számitással 676 - - - szerkesztéssel 673 - - menete 674-676, 679-681 - fajhoje nagy nyomáson 494 levego-homérséklet 56, 60, 78 levego-homérséklet abszolút maximuma 60 levego-homérséklet abszolút minimuma 60 levego-homérséklet és relatív légnedvesség komplex értékei 70,71 levego-homérséklet ingadozása 60 levegó-homérséklet méroszámai 78 levego-homérséklet várható értékei 473 levegokezelési folyamatok 678 levegokondicionálás modern irányzatai 696 levego mozgatása nagy tisztaságú terekben 640 - nedvesités 683 - relatív nedvességtartalmának mérése 240 levegosebesség méroszámai 78 -, relatív 81 levego szárítása 685, 716 levegoszáritó berendezés 717, 718 levego szennyezettsége 68, 82, 515 levegoszennyezo anyagok 515, 789 - -, mesterséges 515,791 - -, természetes 515, 791 levegoszennyezodések 68, 82, 515 Jevegoszükséglet, elméleti 1140, 1146 levegot huto elpárologtató 757 - szennyezo gázok 516 - - gozök 516 levego valós végállapota 676 levegovezetés helyiségen beliil 616, 628 - koncentrált befúvás és elszivás esetén 629 - kondicionált terek ben 628, 630 - légfútó-berendezések esetén 630 - nagy termekben 630 - perforált befúvó- és elszivónyiIások esetén 629 - szelloztetett terek ben 628 levego-vízgoz keverék 528 levegozteto, finombuborékos 1107 -, forgókerekes 1107 -,Iégbefúvásos 1107 -, mechanikai 1107 levegoztetomedence 1105, 1106, 1108 levegozteto, nagybuborékos 1107
Lewis-féle szám 672 Lewis-féle törvény 672 Liese 79 Likov 130 Iira-kompenzátor 425 litium-kloridos nedvességméro 241 Ljupanov 803 locsolóviz 1051, 1052 logaritmikus homérséklet-különbség 36, 37 - normális eloszlás, szemcséké 803, 804 lökéscsökkentés 231 lúgos szennyvizek semlegesítése 1124
M Macskásy 72, 85, 130, 264, 307, 328, 454, 455 magasházak melegvíz-futése 287 - tuzvédelmi hálózata 1049 - vizellátása 1043 - zónás melegvíz-fútés 288 Magasházy 447 magassági pótlék 109 magastároló 966 mágnesszelep 253, 773, 774, 1232 Magá 1129 MAK-érték 789 Makszimov 398 mammutrotor 1107, 1108 mammut szivattyú 1082, 1083 mangántalanítás, vízé 951,952 mangántartalom, vizé 951 Manning 1076 manometrikus szállitómagasság 220 MARABU kazán 132, 133, 135-138, 140 maradványgörbe, poré 801-803, 809 Markó 454, 455 Marton 1050 Mátyus 1050 Maxwell 666 mechanikai hatásfok 549 - savtalanítás, vizé 952 megcsapolás 970 megengedett koncentráció 83,516,517,831, 1238 - lehulés 440 - zajszint 539 megosztott hutés 652 megvalósulási fok 676 - - értékei 677 - -, nedves homérsékletre vonatkozó 676 - -, száraz homérsékletre vonatkozó 676 megvilágítás 83, 84 -, közepes 116 Meidinger-tárcsa 1254 MEK-érték 7R9 melegviz-ellátás 1021 melegvíz-ellátás, magasházaké 1049 melegvíz-fejadag 1032 melegvíz-fútés 279 melegvíz-fútés biztonsági berendezései 291 melegvíz-futés biztosítása biztosítószeleppel 292 melegvíz-fútés helyi szabályozása 318, 319 melegvíz-fútés karbantartása 321 melegvíz-fútés kombinált szabályozása 320 melegvíz-fútés központi szabályozása 318, 319 melegvíz-fútés, magasházaké 287 melegvíz-fútés mennyiségi szabályozása 318, 320 melegvíz-fútés méretezése 297
1277
1278
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
melegvíz-fútés minoségi szabályozása 318 melegvíz-fútés szabályozása 318 melegvíz-fütés üzemeltetése 321 melegviz-fútoberendezés 279 melegviz-fütorendszer injektoros kapcsolása 286 melegvíz-fútorendszer közvetett kapcsolása távvezetékre 286 melegvíz-fútorendszerközvetlen kapcsolása távvezetékre 286 melegviz-kazán 142 meleg viz keverése 1021 melegviz-tároló 1026, 1027, 1204 melegviz-tároI6, köpenyes 1027 melegvíz-tároló méretezése 1031, 1034 melegviz-tároló szerelvényei 1030 melIékáramkörök méretezése egycsöves gravitációs f.utéshez 305 mély tároló 966 membránmoto.ros szabályozószelep 900 membrános kiegyenHto 426 - nyomásméro 242 membránszuro 825 menetes kötés 205, 206 Menyhdrt 38, 72, 85, 130,264, 328, 454, 455, 512, 535, 631, 650, 712, 721, 919, 928 mennyezetfutés 384, 390 - csovezeték-rendszere 395 - homérséldet-eloszlása 380, 381 mennyezet-futotest 376 mennyezet-futotest függesztett csokígyóval 392 mennyezet-futotest holeadása lefelé 376, 377 mennyezet-futotest, sávos 376 mennyezet-futotest, teli 376 mennyezet-futotest vakolatba ágyazott csokígyóval 392 mennyiségcsökkento 247 mennyiségi szám, ventillátoré 554, 572 mennyiségszabályozó 247 mennyiségtávadó 902 méretezési külso homérséklet 618 merev csomegfogás 207, 208 mérgezo por levegoben 82, 789, 790 mérohelyek kialakitása 241 mérohid 238 méromuszerek 235 méroperem 243, 977 méroszáj 243 mérotorok 977 mértékadó áramkör 364 - terhelés, csatornahálózaté 1073 - -, vizhálózaté 996 Meszléry 454, 1236 mészrozsda 934 mész----szén-dioxid egyensúly vízben 933, 934 MG-IX. kazán 137, 138 Mihejev 535,631,712 MIK-érték 789 mikro-gyorsürito 342, 343 Misse1flU'd 78 Missenard eredo homérséklete 78 MoeschJin 1237
Moffatl260 Mo-IX. kazán 137, 138 molekuláris diffúzió 666 molekulasúly, látszólagos 511 mólho490 Mollier 528, 531, 532, 535 Mollier-diagram 528, 531 Molndr 328, 369, 383, 455, 535 monokromatikus elnyelési tényezo 27 mosdó 1057, 1058 mosd6-áll6csap 991
mosogató 1057, 1059 motorkapcsoló 230 motorkompresszor 752, 753 -, félhermetikus 753 -, hermetikus 753 motorvédelem 230 mozgó csoalátámasztás 208 Muhits 1129 multiciklon 814 MULTITEMP gázkazán 140 munkagép terhelési foka 116 Muttnyánszky 265
N Nagy 1129 nagynyomású befúvófej 698 - gozfutés 329, 336 - klimaberendezés 6% - -, egycsatornás 697 - -, egycsatornás, klimakonvektorral 697, 698 - -, kétcsatornás 697,701 - - szabályozása 915 nagy tisztaságú fülke 641 - - terek 640, 641 napenergia-hasmosítás 408 napi átlagos vizfogyasztás 959 - - _vizszükséglet 959 - egyenlotlenségi tényezo 959 - közepes levego-homérséklet 56, 60-----63 napsugárzás 66 - energiahozama 67, 68 - gyakorisága 66 napsütéses órák 69 napsütés idotartama 66--69 naptényezo 117, 118 Ne határgörbe 538 nedves ciklon 817 - hocsere általános esetei 671 - - jellegzetes esetei 671,673 - hocserélo 659 - - adiabatikus üzemben 683 - -, betétlapos 682 - -, függoleges 660, 681 - -, gyurubetétes 681 - -, kétfokozatú 681 - -, lamellás 682 - - méretezése 664 - -, nedvesítoszalagos 682 - homéro 239, 523 - homérséklet 523, 531 nedvesitési fok 677, 678 - tényezo 683 nedvesitett kerület 47 nedvesitokamra 664 nedves izotermák 530 - kondenzvezetékes gozfutési rendszer 329, 334 - légszuro 822 nedves levego 517, 518, 528 - - entalpiája 522, 523 - - surusége 518 - porleválasztó 817, 818 nedvességkondenzáció 690 nedvességmérleg 532, 623, 624 nedvességszigetelés 428 nedvességszuro 767 nedvességterhelés 653, 654
1279
MÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ negatív mélyfúrású kút 944 nem izotermikus befújás 605 - oldható kötések 206 Nesterjenko 535, 650, 712 névleges nyomás 197, 199 Nie/sen 78 Nikuradze 46 NR hlltárgÖrbe 538 Nusselt-szám 54
Ny nyári közepes homérséklet 56 nyelo-egyenérték 1074 nyeloegység 1074 Nyerges 846 nyomás 501, 511 nyomáscsökkento 247 - állomás 452 , - szelep 990 nyomásdiagram 417 nyomásdiffúzió 666 nyomás, dinamikus 45, 47, 548, 580,603, 1012 nyomásegységek átszámítása 501, 505 nyomásfokozó 1171 - állomás 1168 nyomás, hidrosztatikai 40 nyomáskapcsoló gázüzemu berendezésben 1229 - hutoberendezésben 772, 773 nyomásmagasság 40 nyomásmérés 241 nyomásméro 241, 242 nyomás,névkges 197,199 nyomásövezet, vízellátási 968 nyomás, összes 43, 528, 530, 547-551, 554, 556, 570-572, 580,603 nyomáspróba, gázvezetéké 1195 nyomás, statikus 40, 43, 548, 549, 551, 554, 572,603 nyomásszabályozó 247, 1169, 1170, 1187, 1231, 1233 - állomás 1163, 1168 -, gázelosztó hálózaté 1160, 1162, 1164 nyomásszabályozó hutoberendezésben 771 -, közvetett muködésu 1231 -, közvetlen muködésu 1231 nyomásszám, ventillátoré 554, 572 nyomástartás 411 nyomástartó berendezés 409, 411 nyomástávadó 901 nyomásveszteség csovezetékben 45 nyomásviszonyok forróvíz-rendszerben 416-420 nyomásvisszanyerés módszere 615 nyomöcsonkkapocs 1016, 1018 nyomócso, azbesztcement 981, 983 -, beton 981 nyomöcsoidom 987 -, horganyzott 988 -, temperöntésu 988 nyomócso, ólom 983, 986 -, öntöttvas 981, 982 -, PVC 981, 986 nyomólégüst 975 - bekapcsolási nyomása 1049 - kikapcsolási nyomása 1049 nyomótartály 410, 412, 418 nyomott rendszer 285, 293, 296 - - biztonsági berendezései 294
nyomottrendszer nyomásdiagramja nyomóvezeték, vízhálózaté 993 nyomvonal-kituzés 1069
293
O,O oktáv-sáv szint 537 olajégok 151 olajfajták 145 -, magyar 147 olajfogó csatornatönk 1127 olaj hohordozó 321 olaj kályha 273-275 olajlefejtés 148 olajleválasztó 767 olajok jellemzoi 148 - szállítása 147, 151 olajos fém légszuro 594 olaj tárolás 148 olajtároló 149-151 olajtároló tartály 483 olajtartály, napi 483 olajtüzelésu hotermelo szabályozása 457 - léghevíto 648 oldóakna 1097 oldókút 1096 oldómedence 1090, 1096 -, bovített 1096 -, kétkamrás 1096 ólom nyomöcso 983, 986 oltórózsa 1018 oltóvíz-halózat 1016, 1017 oltóvíz-hálózat, száraz 1017, 1018 oltóviz-szükséglet 1013 olvadótárcsa 1030, 1031 OMS-rendszeru szennyvíztisztító 1113 optikai részecskeszámláló 826 órai átlagos vízfogyasztás 960 - egyenlotlenségi tényezo 960 Ossen 799 Ostwald-diagram 1143, 1144 osztók melegvíz-fútéshez 290 Ott-szám 1137 oxigén-egyenérték 1094
ö,ö öbIítolevego 949 öbIítovíz 949 Öl1ös 1050
önmuködo zuhanyöerend~s 1018 öntisztítás 1077 öntöttvas karimás nyomócso 982 - nyomócsö 981,982 - nyomöcsoidom 987 - tokos nyomócso 982 öntözovíz 1051, 1052 örvénycso 815, 816 örvénytisztító fordulatszáma 969 - szállítómagassága 969 - teljesítménye 969 - vízszállítása 969 összehasonlitó hutófolyamat 724 össznyomás 43,528, 530,547-551,554,556,570-572,580, 603 összportalanítási fok 592, 805, 806, 810 össz-zajszint 537
1280
NÉV-ÉSTÁRGYMUTATÓ
P padlóban elhelyezett futotest hoátadása felfelé 377 padlófutés 384, 390 padlóösszefolyó 1061 Pdpai814 páradiffúzió 126, 128, 129 - egyenIete 127 páradiffúziós tényezo 127, 128 páralecsapódás 128, 129 párazáró réteg 129 parciális gomyomás 530 párolgáshó 522, 523 párolgási tényezo 76, 118 párolgássalleadott ho 76 párolgó vízfelület hóterhelése 117 Parshall-csatoma 1088 Pattantyús 72, 85, 264, 265, 512, 919 Péclet-szám 54 Pedersen 78 Peets-tolózár 214, 216 Peltier-elem 278 Peltier-jelenség 729 Pénzes 890 peremes elszivás 834, 838, 840 perforált álmennyezet 607, 608 - - csillapítása 544 - befúvónyílások 629 Perry 512 Peterson 1260 pH-érték 937 PID szabályozó 894 pirométer 239 PI szabályozó 894 Planck 535, 631, 788 Planck-törvény 28 pneumatikus automatikaelem 907 - szabályozás 900 - szabályozásí körök alkotóelemei 900, 901 - szabályozó 903 - szabályozószelep 901 - tápegység 900 Poisson-törvény 509 poli tropikus állapotváltozás 509 Pomázi455 por, egészségre ártalmatlan 516 porgyulladás 794 porkamra 812 por, krónikus megbetegedést okozó 82,515 porlasztási tényezo 671, 674, 677, 683 porlasztó 661, 662, 682, 684 porlasztókeret 661, 662, 677, 683 - kialakítása 663 porlasztó kialakítása 662 -, surftett levegos 664 - teljesítménye 661 -, ütkö:zéses 663 porleválasztás S05 porleválasztó 811 por levegoben 82, 515, 593, 640, 790, 821 pormérés 828 pormintavevo 823, 824 -, eloleválasztós 825 -, hamislevegos 825 -, hordozható 825 por mozgása 798-800 porok fizikai jellemzoi 791 - határkoncentrációi 795 porok jellemzoi 794, 797
pocok osztályozása 790 - robbanási határa 795, 796 - - koncentrációi 796 porrobbanás 794, 796 - fokozatai 795 por szemcsézete SOl porszennyezodés mérése 823 porszita 829 porszúro, zsákos 820, 821 portároló képesség 592 portartalom-meghatározás, gravimetriás 824 portechnikai alapfogalmak 790 pótléktényezok, tapasztalati 107-109 pozitív mély fúrású kút 944 Prandtl-cso 244 Prandtl-szám 54 Prandtl-szám meghatározása 26 Prdth 815 Pravdin 1237 Pribék464 próba nyomás 199 próbaüzem 649, 710 , pszichrométer 240 pszichrométer-nomogram 241 PVC nyomócso 981,986
R rács, állótáblás 1088 -, íves 1088 - pálcaköze 1087 rácsszemét 1087 Radal radiátor 179, ISO, 182 - - holeadása 181 radiális lapátozású ventiIlátor-járókerék 547 - ventillátor 546, 563, 568 - - belépési sebességháromszöge 547 - - csigaházállásának jelölése 557, 558 - - elméleti jelleggörbéje 548 - - - Pte- Vjelleggörbéje 550 - - kilépési sebességháromszöge 547 - - szívótáskaállásának jelölése 558 - - valóságos jelleggörbéje 548, 549 - - - Pte- Vjelleggörbéje 550 radiátorszelep 213, 215 - egycsöves átkötószakaszos fútéshez 213 -, kettos beállítású 214 Raiss 72, 264, 265, 278, 464, 535, 631,650,712 Rdkóczy 712 Rammler S02, 813 Rasmussen 1256 Raznjevié 787 recirkuláció csepegtetotestben 1100 Recknagel 38, 72, 130, 328,464, 471,486, 512, 535, 721,919 Redtenbacher 1255 regeneratív hocserélo 592, 593, 693, 916 - hovisszanyero 592 rejtett ho 523 rekuperatív hóvisszanyero 592, 693 relatív gázsúrúség 1132-1134, 1149, 1152 - levegósebesség 81, 614 - nedvesség 522, 528 - telítettség 522 Részegh 712 Reynolds-szám 44, 53 Reynolds-szám meghatározása 26
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ rézcso 202, 983, 986 rezgéscsökkentés módszerei 231, 541, 544, 581 rezgéscsökkento gépalátét 233 rezgésmentesítés, aktív 231 -, passziv 231 rezultáns homérsékletméro 240 Rietsehe/72, 264, 265, 278, 464, 535,631,650,112,1255,1261 Ríngelmann-skála 824 Riszin 835 Rosin802 Rosin-Fehlíng-diagram 1144, tl45 rotációs kompresszor 749 rotaméter 243 ROTO-CLONE N leválasztó 818 rövidrezárt motor 226 rugalmas gépalátámasztás 233, 587 - gépalátét 232 - üzemu, ellennyomású futoturbina 402 - -, kondenzációs futoturbína 402 ruházati faktor, Fanger-féle SO, 81 Rydberg 398, 712 Rydberg-Hubert-féle számítási módszer 382
S Sabin 540 salaktárolás 483 Sal/ai 464, 712, 9.19 savas szennyvizek semlegesítése 1124 ~hmidt-módszer 12, 13 Schmidt-szám 670 Seho/te 1137 Schrage-motor 229 sebességmagasság 40 sebességmérés Prandtl-csovel 43 Sebestyén 890 Sédy 464 Serege 828 serkentoszivattyú 420 SF típusú forróvíz-keringteto szivattyú jelleggörbe-tartománya 226 Sherwood-szám 670 Sierp-féle ülepítési görbe 1090 sima Csöfutotestek 188 Simplex-kötés 987, 988 Sk/over 130 Sorin 130 soros csotartó 993 Sperling S02 spirálbordáscso futotest 191 - - holeadása 191, 192 Split-rendszeru szobaklimatizáló készülék 704, 705 Sprenger 38, 72, 130, 328, 464, 471, 486, 512, 535, 631, 650, 112,721,919 Sprinkler-berendezés 1018, 1019 stabilizált reduktor 900 statikus nyomás 40, 43, 548, 549, 551, 554, 572, 603 - szállítómagasság 221 Stefan-Boltzmann-törvény 28 Strik/er 1076 sugaras távvezeték 414, 421 sugárszelloztetés 629 sugárzási együttható, két felületelemé 30, 31 - hoátadási tényezo 32 - homérséklet 33, 78 - - méroszámai 18 - intenzitás 66
83 Az épületgépészct kézikönyve
1281
sugárzásos hocsere hoárama 30 . sugárzással leadott ho 75 sugárzóernyo egyenértéku hoáteresztési tényezoje 381 - fajlagos höleadása 381 -, felül hoszigetelés nélküli 389 -, felül hoszigetelt 386 -, hazai gyártmányú 394 - hoátadása a helyiség felé 378 - holeadása 378, 379 - megengedheto közepes homérséklete 388 -, NDK gyártmányú 394 sugárzó futés 279, 370 - - csohálózatának kialakítása 395 - - csovezeték-rendszere 398 - - függoleges csoterve 396 - - kazánházi kapcsolása 396 - - válaszfalba építve 391 - futotest 196 - -, fémfelületu 393 - - holeadása 316 - -, kis tehetetlenségu 386, 392 - - közepes homérséklete 379 - mennyezetfutés, légfutésu 393 - mennyezet-futotest, alumínium lamellás 389 ~ mennyezet-futotest, STRAMAX 393 súrlódási ellenállás 45, 297, 364, 432, 610, 996 - - csoben 998 - nyomásesés 299, 436--438 - nyomásveszteség 297, 299, 364,436--438, 996 - tényczö 45, tl82 süllyesztöszekrény 1062, 1063 suruség 504, 509, 511, 518 - mértékegységeinek átszámítása 504
Sz
szabad áramú melegvíz-tároló közepes homérséklet-különbsége 1032, 1034 - légsugár áramlástani jelletnzoi 601 szabályozáselméleti alapfogalmak 891 szabályozás, Cútoberendezéseké 456 szabályozási kör 891, 894, 895 szabályozás jÓsága 894 szabályozóberendezés 895 szabályozók 246, 247, 251, 893, 895, 896 szabályozókészülék karbantartása 918 - üzembe helyezése 911 - üzemeltetése 917 szabályozó kiválasztása 893 szabályozószelep, egyenloszázalékos 254 szabályozószelep-jelleggörbe 256 -, lineáris 254 szabályozószerelvények 216, 989 szabályozószerkezet légcsatornához 598 szabályozott folyamatok jellemzöi 894 - jellemzo 891, 892 - szakasz 891, 893 szabályozózsalu kiválasztása 599 - saját szabályozási jelleggörbéje 599 - ténylege&-szabályozási görbéje 599 Száday 328, 712 szalagszuro 823 szállítási fok 146 szállítómagasság 220, 221,969 száraz elpárologtató 754 . - homéro 236, 240, 523 - kondenzvezetékes gozfútési rendszer 329, 333
1282
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ
száraz légszuro 594 - levego 513, 518 - - dinamikai viszkozitása491 - - fajho je 522 - - fajtérfogata 503 - - fizikaijellemzoi492, 493 - - hovezetési tényezoje 497 - - összetétele 513 - - résznyornása 522 szárazon futó vízméro 978 szárnykerekes méro 243 - vízméro 978 szedimentálás 829, 830 szegélyfütotest 196, 197 szekrényklíma 705-707 szelep 21(}-212, 246, 990 szelepállandó 254, 255 szelep, áramvonalas, egyenes 212 -, biztonsági 216,217 -, biztositó- 292, 990 szele~tlakozó, kombinált 213,215 szelep egycsöves átkötoszakaszos futéshez 213 -, egyenes 211, 212 -, elzáró- 211 -, ferde 211, 212, 994 -, fojtó- 217 szelep gyorszáró 220 -, háromjáratú 213 -, kettos beállítású, Cútotesthez 213 -, kevero- 246 -, kifolyó- 991 -, kombinált 1025 szelep, különleges 212 -,lefúvató1231 -,Iégbeszivó 218, 991 -,Iégteleníto-Iégbeszívó 218, 219 -, mágnes- 253, 1232 -, nyomáscsökkento 990 -, radiátor- 213 -, rugósterhelésu biztonsági 217 -, sarok- 211 -, súlyterhelésu, biztonsági 216, 217 -, szabályozó- 211 -, tu- 213 -, visszacsapó 211, 213, 990 szélirányeloszlás 64-66 szélirány, uralkodó 65 széljárás 108 szellozés, depressziós 633 -, folyarnatos 634 -,ipari 789 -, kiegyenlített 633 -, szakaszos 634 -, természetes 847, 883 -, túlnyomásos 632, 633 szellozoberendezés, ipari 830 szellozoközpont 634, 637 - hclyi~gigénye637 szellózolevego állapota 624 - klirnatizálóberendezésekben 623 - ködtelenítóberendezésekben 623 - légfutó-berendezésekben 621 - léghuto-berendezésekben 622 - meghatározása 618 - szelloztetoberendezésekben 618 - térfogatárama 618, 619, 621-625, 628, 643, 653, 654, - tömegárama 622, 624, 625, 653, 654 szellozovezeték 1056, 1075 szelloztetés 632, 634, 847, 890
szelloztetés, folyamatos 619 -, ipari épületeké 641 -, közös~gi épületeké 639 -, lakóépületeké 638 -, szakaszos 619 -, természetes 847, 883 szelIoztetóberendezés átvétele 649 - beszabályozása 649 szellóztetóberendezések 832, 830 -, általános 830, 831 - felosztása 632 szelloztetoberendezés, helyi 638 - karbantartása 649, 650 szelIoztetóberendezés, központi 638 - szabályozása 904 - tervezése 636 - üzembe helyezése 649 - üzeme650 szélpótlék 107, 108 szélsebes~g 64, 66 szélsebe~g-Ievegohomér~klet értékpárok 847,848 szélsebesség-Ievegóhomérséklet értékpárok valószínuségi eloszlása 862 szélsebes~g-levegohomér~klet várható értéke 861 szélsebesség-Ievegohomérséklet várható értékének felvételi kockázata 873 szemcseszámgörbe, poré 801 szemcsézeteloszIási görbe, poré 802 szemétégetés 406, 407 szemátégeto mu 407 szemét Cútoértéke 407 szén-dioxid-koncentráció (maximális), égésterméké 1141, 1143 szén-dioxid-koncentráció, megengedheto 1238 szén-dioxid-tartalom, levegoé 82, 515 szénhidrogénbontás 1152 szén-monoxid-koncentráció, megengedheto 1238 szén-monoxid-tartalom, elméleti 1143 szén-monoxid-tartalom, levegoé 83, 516 szén tároló alapterülete 483 Szentmártony 265, 545 szennyezoanyag-koncenttáció 515, 620, 621 szennyfogó 220 szennyvízáteme1o 1079, 1080 szennyvíz-búvárszivattyú 1080, 1081 szennyvíz ciántalanítása 1124 szennyvízcsatorna töltése 1075 szennyvízdaraboló szivattyú 1079 szennyvízelvezetés 1055 szennyvíz, házi 1051 -, ipari 1051, 1052, 1054 szennyvíziszap 1115 - kromáttalanítása 1124 - szátazanyag-tartalma 1115 szennyvíznyelo 1074 szennyvízrács 1087 - szabad pálcaköze 1087 - visszaduzzasztása 1087 szennyvízszállítás 1078 szennyvízszuro 1086 szennyvíztisztítás, biológiai 1084 -,mechanikai 1084 szennyvíztisztító zseb telep 1111 szennyvíz, veszélyes 1056 szérelés 829 szereloakna 1069 szerelvények 197,425,989 szervomotor 253 szigetelés hatásfoka 261 szigetelési eljárások 262
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ szigeteloanyagok hovezetési tényezoi 263 szikkasztó 1098 szikkasztóakna 1098 szilárd tüzelés 145 szilikagél 717 szinek fiziológiai hatása 84 - pszichológiai hatása 84 szintszabályozó 765 -, termosztatikus 766 szinttényezo 1014 szitálás 829 szitaszuro 945 szivárogtató 1098 szivattyú 220, 290, 969 - beépítése fútohálózatba 285 -, centrifugális 221 -, dugattyús 221 szivattyú elméleti teljesítménye 221 szivattyú, fogaskerék- 221, 225 szivattyú fojtásgörbéje 969 - forróvíz-vezetékben 416-419 - kapcsolási száma 975 -, keringteto- 223, 224 szivattyúk jellemzoi 221 szivattyú, kondenzvíz- 223 szivattyúk párhuzamos üzeme 971 - soros üzeme 972 szivattyú manom ••tri~Qll.~litómagassága 969 - munkapontja 969 - sebességmagassága 969 szivattyús egycsöves melegvíz-fútés 285 - futés 279, 284, 293 - futoberendezések méretezése 308 - kétcsöves melegvíz-futés 285 - keverés 318, 445 - nyomástartó berendezés 410, 411 - rendszer légvezetéke 296, 297 szivattyú statikus szállítómagassága 969 - szabályozása 223 -, szennyvízdaraboló 1079 - tengelyen mért teljesítménye 221 -, tüzeloanyag- 224 - üzemido-szabályozása 971 szivattyúzási munka 965 szívófej 880, 883-885 szivómedence 968 szivott rendszer 285, 293 - - biztosítása 294 - - nyomásdiagramja 294 szobaklimatizáló készülék 702-704 Szo/noky 943 szórófülke szellozése 841 Szuez-szifon 1061, 1062 szukítési viszony 42 szurésí sebesség 949 szürke test emissziója 29 - - emissziós tényezoje 29 - - sugárzási tényezoje 29 szúro 767 szúroanyagok ellenállása 821 - fizikai jellemzoi 820 szúroárok 1098 szúrocso 942 szúroellenállás 949 szúrofenék 949 szúroprés 1121 szúrorács 821 szúrorakat 943 szuroréteg 949 83"
1283
T TABTA-rendszeru szennyvíztisztító 1114 tagos radiátor 169, 170, 172, 174, 175, 177, 178 - - hoátbocsátási tényezoje 174 - - holeadása 175, 177 - -támaszés bilincsszáma 173 - - víwldali ellenállása 178 tágulási tartály 280,284,285,287-291,293,412,413 - -, hengeres 289, 290 ~ - térfogata 289 Takdcs68 talajmechanikai kérdések 441 talajszÜto 1097 talajvíz 442, 1051, 1052 talajvíz-vizsgálatok 441 Taliev 835 tároló 965, 966 -, atmoszferikus 974 tárolómedence 968 tartalék elzáró vízvezetékben 994 tartály ból kifolyás állandósult állapotban 41 tartozékos szén-dioxid vízben 933 tartózkodási zóna 889 távadó 902 távfútés 399, 400 - elonyei 399 - fogyasztóberendezései 401 -, fOITÓviz-400 -, ipari 400 -, kommunális 400 - minoségi szabályozása 401 -, nagynyomású goz 400 távfútésre kapcsolt központi fútoberendezés minoségi szabályozása 462 távfútés vezetékének évi hovesztesége 401 - vezetékhálózata 401 távozó levego elvezetése 636 téli közepes homérséklet 56 telitési görbe 528 - gomyomás 522 - hiány 522 - nyomás 522 telítetlen levego 517, 522 - zóna 528 telített goz vezeték 421 . - levego 517, 519 - - fizikai jelleffiZOi 519 - vizgoz 524, 525 - - fizikai jelleffiZOi 331, 524, 525 teljesitményerositó 900 teljesitményszabályozó hutoberendezésben 772 teljesítményszám, ventillátoré 554, 572 teltségi fok, szennyvizcsatomáé 1075 tengelytömités 749 terc-sáv szint 537 tereIólapátozás, ventillátoré 573 teremabszorpció 540 teremcsillapitás 540 terepszint-változás okozta nehézségek távfútésben 419 térfogatáram-mérés 242 .•. térfogatáram-méro 977 térfogatméro 977 termálprecipitátor 826 termelési nyomás, hévizmúé 1035 természetes csillapítás 544 - porok 791 - szellozés 847, 883 - szelloztetés 847, 883
1284
NÉV-ÉSTÁRGYMUTATÓ
természetes csillapítás méretezése 886 termikus közérzet 77, 78 termodiffúzió 665 termoelektromos hutofolyamat 729 termoelem 237, 238 TERMOREG fútésszabályozó 461 termosztatikus nyomásszabályozó hutoberendezésben 772 - szabályozószelep 8% - utánfecskendezo szelep 772 termoventillátor 646, 647 tetotérikazánház286 tetoventiIlátor 578-580 Thermomatic szabályozó 251 Thermotip radiátor 180--182 - - holeadása 183 Tichelmann-rendszeru alapvezeték 286, 287 Tisza öntöttvas tagos radiátor fútofelülete 172, 173 - - - radiátor holeadása 172, 173 tisz1Ítóakna 1071 tolattyú 1070 tolózár 210,214,215,598,989 -, hengeres házú 214 -,Iapos házú 214 -, ovális házú 214 torló 1070 -, önmuködo 1071 -, termosztatikus 342 több fokozatú légszuro 596 - rétegu hengeres fal hoátbocsátási tényezoje 35 - sugaras vízméro 978 töltöcsap 281 tömbfútés 400 tömítés 207, 993 - vízszerelvényekhez 993 Tömöry 712,890 tömszelencés kompenzátor 426 Treybal631, 712 túlhevítési ho 522 túlnyomás 503 túlnyomásos szelIozés 632, 633 - zsalu 600 túltelített levego 517, 684 turbina aerator 1107 turbókompresszor 750, 752 turbókompresswros folyadékhuto 786 turbulens áramlás 45 - diffúzió 666 tuzcsap, fali 1015, 1016 -, föld alatti 1015 -, föld feletti 1015 tuzcsapszekrény, fali 1016, 1018 tüzeloanyag-fogyasztás 486 tüzeloanyag-fogyasztás, évi 465 tüzeloanyagok elméleti fajlagos levegoszükséglete 476 - fajlagos égéstermék-mennyisége 476 tüzeloanyag-szivattyú 224 tüzeloanyag-szükséglet szilárd 1Üzeloanyagokból 484, 485 tüzeloanyag-tároló helyiség 483 tüzelöolaj 146 tüzeloszerkezet áramlási elIenállása 476 tuzgátIási tényezo 1014 tuzhelypatkó 1022 tuzvédelmi csappantyú 598 tuzveszélyességi osztály 1014 - tényezo 1014 légállapot-diagram 535 TyndalIoszkóp 827
t-x
U,Ú U alakú biztonsági állványcsövek muszaki adatai 340 - csöves nyomásméro 241 - kompenzátor 425 ultrahangos koaguláció 793 uszadék 1087 úszós mennyiségméro 252 úsztatóberendezés 1084 úsztatóképesség 1073 utócseppleválasztó 663 utófútés szabályozása 914 utóhuto 766 utókeveréssel muködo klímaközpont 656, 658, 680, 685, 693 utónedvesítés 684
Ü,O ülepedési sebesség 946 - - álIó szennyvízben 1089 ülepítés 946 ülepíto, egyszintes 1090 -, kétszintes 1090 -, több szintes 1090 -, tölcséres 1090 ürítöcsap 281 ürítos ferde szelep 994 ütközéses porleválasztó 812 ütközési ellenállás 300 - nyomásesés 299 üzembiztonság 468 üzemeltetési napló légtechnikai rendszerhez 922 - utasítás légtechnikai rendszerhez 922 üzemnyomás 197, 199,416 üzemszüneti nyomás 416 üzemvitel, fútoberendezéseké 465, 470
v Vaags IB7 vakakna 1072, 1073 vákuum-gozfutés 329, 337 vákuumszuro 1122 válaszfalfutés csovezeték-rendszere 395 valóságos közeg súrlódásos áramlása 40 változó ellennyomású futoturbina 402 változtatható térfogatáramú rendszer 695,696 Van Tongeren 815 Van Zuilen 80 városfutés 400 városi gáz 1152 - - eloállítása 1148 vastalanítás, vízé 950, 951 vastartalom, vízé 951 védocsatorna futo-távvezetékhez 428 -, járható 428 - nélküli futo-távvezeték 430 -, vasbeton 428, 429 ventillátor 480, 542, 546, 560, 570, 578, 580-582, - átméro tényezoje 554-556 -, axiáIis 570 ventiIIátorcsaládok arányossági törvényei 551 - Cordier-görbéje 556
584, 588
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ ventillátor és légcsatorna eredo jelleggörbéje 582 -, félaxiális járókereku 573 - fojtása 585 - fordulatszám-szabályozása 585 - fordulatszám-tényezoje 554-556 ventillátorhajtás 558, 574 ventillátor indítási ideje 560 - karbantartása 560 -, keresztáramú 578 - kiválasztása 588 - labilis üzeme 584 - lapátszögállítása 586 - munka pont ja 580 venti1látorok arányossági törvényei 551, 571 - Ap- Vjelleggörbéje 548, 571 - Ap-Vjelleggörbeserege 551, 571 - dimenzió nélküli jellemzo számai 555 - jelleggörbéi dimenzió nélküli jellemzo számokkal 554 - kagylógörbéi 551 - logaritmikus jelleggörbeserege 552, 572 - párhuzamos kapcsolása 581 - P,c-Vjelleggörbéje 550, 571 - Ptc-Vjelleggörbeserege 551,571 - soros kapcsolása 581 ventillátoros klímakonvektor 707, 916 ventillátor össz-hangteljesitményszintje 541 - összhat~SO - perdületszabályozása 585 -, radiális 546 - rezgéseihárítása 586 - saját rezgésszáma 587 - stabilis üzeme 584 - szabályozása 584 - szabályozószerkezeti 560 - tartozékai 560 - tengelyen felvett teljesítménye 550 -, teto- 578 - üzembe helyezése 923, 926 ventillátorzaj 541 - értékének számitása 542 Venturi-csatorna 1088 Venturi-cso 244, 977 Venturi-mosó 817 veszteségmagasság 962 vetotávolság 602, 603 vezetékek, melegvíz-futésé 280 vezeto jellemzo 892 vibrációs szúro 1122 Vida 454,455, 1263 villamos ellenállás-homéro 237 - forróvíz-tároló 1023 - futotest 277 - hajtás fordulatszám-szabályozása 229 - integrátor 978 - kályha 276, 277 - kazán 155-158 - melegvíz-tároló 1024 villamos motor kiválasztása 228 - múködteresu szabályozó 896 viszkozitás 491, 496 visszacsapó szelep 211, 213, 990 visszatéro vezeték 280, 285 Vivarelli 834 vízben futó vízméro 978 víz csírátlanítása 955 vizelde-berendezés 1058,1061 vízellátás 961 - csohálózata 980
vízellátás csohálózatának kialakítása 980 -,háro~nás 1047 -, kétzónás 1046, 1048, 1049 -, magasházaké 1049 víz és levego keverése 533 víz-fejadag 955 vízfelhasználási tényezo 684 vízfelszin párolgása 116 víz fizikai jellemzoi 526, 527 vízfogyasztás 956, 959-961 -, átlagos, órai 960 -, legnagyobb, napi 959 vízfútési léghevíto 588 - - jelleggörbéje 590 - rendszer 279 - - tehetetlensége 279 vízgoz 522 - és levego keverése 533 vízgyujto tank 660, 661 vízhiány-biztosító gázüzemú berendezéshez 1229 vízhozam, kúre 1035 víz kémiai tisztitása 950 - klórozása 955 vízlágyítás 953 -, ioncserélos 953 -, termikus 953 -, vegyszeres 953 vízleválasztás 217 vízleválasztó 422 - szerelvények 217 vízmelegítés gozbefúvással 1026 vízmérés 977 vízméro 978, 980 - élettartama 979, 980 - indulási érzékenysége 980 - névleges terhelése 979 víznyelo 1056, 1057 vízoszlopmagasság-méro 291 vízsebesség 1013 vízsúruség 298 vízszállítás 961,963,965,969 -, gravitációs 963 -, lépcsos 965 -, szivattyús 965 vízszerzés 939 vízszintes egycsöves melegvíz-futés 283 vízszint-kiegyenlíto 338 vízszintmérés 244 vízszükséglet 955 -, átlagos, napi 959 víz szúrése 949 víztakarékos kondenzátor 759 víztelenítési hely 422, 423 víztelenítöberendezés 217 víz tulajdonságaí 931 vízzár 1056 vízzáró réteg 940 volumetrikus hatásfok 549 - hutoteljesítmény 739, 740, 743 Völgyes 617 Vörös 265
w Wagener 1131 Wa/ger 1257-1259 w. C.-berendezés 1058, 1060, 1061 Weber 1256
1285
·1286
NÉv- ÉS TÁRGYMUTATÓ
Widell799 Wien-törvény 28 Winslow 78 Winslow, Gagge, Herrington eredo homérséklete 78 Wobbe-szám 1133-1135, 1149, 1152 Woltmann-méro 979
z zagy 1079 zagyszivattyú 1080 zaj 84, 537-539, 541, 542 - hatása az emberre 84 zajszint 539 zajszint-határgörbe 538 zárósebesség, levegóé 836, 838, 839 zár6szerkezetek klímaközpontban 659 - távmúködtetése 215 zárt fútorendszer 287 - tágUIáSi tartály 287
zavarás helye 892 zavaró jellemzo 892 zeolít 953 zónabeosztás 1044 zónahatár 1044 zóna-klíma berendezés 653 zónamagasság 1044 zónás szabályozás 462 zóna, vfzellátási %8, 1044 Zorn 1237 zuhanyberendezés 1018, 1020 zuhanyozó 1058 zuhany tálca 1058, 1060
z.s zsalu 600 Zselev 804 zsinórállás 1069 zsfrfog6 1064, 1086, 1125, 1126
. ~'
-
..
..•.
Muszaki vezeto: Hegedus Erno -- Muszaki szerkeszto: Veress Károly A borÍtót és kötést tervezte: Székely Edit Az ábrákat rajwlta: ifj. Jungfer Gyula, Pádár Györgyné, Simon Tamás, Szabó Endréné A könyv formátuma: Fr4 - ívterjedelem: 132 (A5) + 4 melléklet Ábrák száma: 1538 - Példányszám: 7700 - Papír minösége: 60 g magazin Awnossági szám: 31 413 -- 1\10: 2552 - k - 7881 Készült az MSZ 5601 és 5602 szerint 78.5695.66-13-1 Alföldi Nyomda, Debrecen
