Klimatizacija grejanje hlaĎenje
Contents
Elementi i ureĎaji grejnih postrojenja ...........................................................................................................
3
Grejni kotlovi bez zagrevanja potrošne vode ............................................................................................
3
Liveni .....................................................................................................................................................
3
Čelični kotlovi .......................................................................................................................................
3
Ostali materijali u izradi kotlova ...........................................................................................................
4
Kotlovi za čvrsta goriva .........................................................................................................................
4
Mašine i ureĎaji .............................................................................................................................................
5
Pumpe ........................................................................................................................................................
5
Potrebna snaga ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... .................. .............. 5 Zakoni proporcionalnosti proporcionalnosti.......................................................................................................................
6
Podešavanje kapaciteta, upravljanje i regulisanje ................................................................................. Ejektorske pumpe ......................................................................................................................................
6 7
Male parne turbine za pogon pumpi ......................................................................................................
7
UreĎaji za povratno napajanje kondenzatom i regulator nivoa vode .................................................... Sabirni sud kondenzata ..........................................................................................................................
7
7
Ekspanzioni sudovi i uredjaji za održavanje pritiska ............................................................................
7
Tehnika provetravanja i klimatizacije ...........................................................................................................
8
Sistemi za pripremu vazduha ....................................................................................................................
8
Sistemi samo sa vazduhom .................. ................................... ................. .................. ................................... ................. ................................... ................................ ............... 9 Sistemi za jednu zonu ................................................................................................................................
9
Vazdušno vodena klimatizaciona postrojenja .........................................................................................
10
Indukcioni sistemi ...............................................................................................................................
10
Dvocevni sistemi .................................................................................................................................
10
Trocevni sistemi ..................................................................................................................................
11
Četvorocevni sistemi ...........................................................................................................................
11
Uređaji u tehnici provetravanja .................................................................................................................. 12
Sistemi za provetravanje i proračun sistema za provetravanje i klimatizaciju ........................................ 12
OdreĎivanje prema vazdušnom obroku ...............................................................................................
12
OdreĎivanje prema rashladnom opterećenju .......................................................................................
12
OdreĎivanje prema zagaĎivanju vazduha ............................................................................................ 12 Stepen kvaliteta provetravanja (efektivnost provetravanja) ................................................................
Grejači vazduha .......................................................................................................................................
12
13
Zadaci .......................................................................................................................................................... 14 Literatura: .................................................................................................................................................... 17
Strana 2
Elementi i ure Ďaji grejnih postrojenja
Grejni kotlovi bez zagrevanja potrošne vode Prema vrsti izrade kotlovi se dele na livene člankaste kotlove, čelične kotlove, i kotlove izraĎene od drugih materijala. Liveni člankasti kotlovi
Ovu vrstu kotlova je pronašao inženjer Štrebel, a serijska proizvodnja u Nemačkoj datira iz 1893. godine. Proizvodnja kotlova od livenih članaka bila je povoljnije cene i moguće su konstrukcije malih i srednjih kapaciteta što je doprinelo njihovoj rasprostranjenosti u centralnim i etažnim sistemima grejanja. Liveni kotao se sastoji od pojedinih članaka ili segmenata. Ovi segmenti su šuplja tela u kojima se nalazi voda kao medijum za prenos toplote. Spoljna strana obrazuje grejnu površinu, odnosno spoljašnju površinu koju okružuju grejnigasovi. IzmeĎu prednjeg i završnog članka postavlja se oreĎeni broj srednjih članaka zavisno od potrebnog kapaciteta. Na prednjem članku se postavljaju vratanca za punjenje i pepeo, kada je kotao za čvrsto gorivo, a na zadnjem članku priključak za dimnjak ili dimnjaču. Liveni kotlovi za čvrsto gorivo imaju izmenju članaka otvor za punjenje, prolaze za strujanje grejnih gasova. Parni kotlovi niskog pritiska su se ranije izradjivali kao kao vodeni
kotlovi
pri
čemu
se
parni
prostor
nalazi
u
gornjem
delu.
Karakteristike grejnih kotlova su: velika pogonska sigurnost minimalna sklonost koroziji sa gasne i vodene strane -
moguće povećanje kapaciteta grejnih kotlova dodavanjem srednjih članaka moguće postavljanje i u otežanim uslovima. Modernizacija kotlovskog postrojenja u starim objektima često može da se realizuje samo sa livenim kotlovim a
Čelični kotlovi Čelični kotlovi se isključivo koriste kao parni kotlovi velikog i veoma velikog kapaciteta i postoje već od pronalaska parne mašine (James Watt, 1765. g.) kao stacionarni parni kotlovi. Kasnije su se koristili i na brodovima i lokomotiv ama. Dakle čelični kotao je mnogo stariji od livenog. Njegova proizvodnja do treće decenije dvadesetog veka vršena je spajanjem zakivcima na toplo“; to je veoma skup postupak za kotlove malog i srednjeg kapaciteta. Ovo objašnjava zašto su liveni kotlovi posle njihovog pronalaska zauzeli veliki udeo na tržištu u tehnici centralnog grejanja. Sa razvojem tehnike zavarivanja troškovi izrade kotlova su se znatno smanjili. Čelik kao radni materijal koji je omogućavao realizaciju raznih konstruktivnih kreacija, o dgovorio je na mnoge zahteve i specifičnosti specijalnih kotlova.
Strana 3
Karakteristike čeličnih kotlova su: -
podesnost za visoke radne pritiske i visoke radne temperature podesnost za velike i veoma velike kapacitete trajna zaptivenost obzirom na izlaz grej nih gasova i u slučaju natpritiska
mogućnost popravke zavarivanjem neznatna propuštanja koja brzo mogu da se otklone
Nedostaci su: -
veći transportni troškovi za velike kompaktne jedinice problem postavljanja naročito kod starih postrojenja ne postoji mogućnost naknadnog povećanja kotla
Ostali materijali u izradi kotlova
Za pojedine konstrukcije kotla, pored liva i čelika, koristi se i aluminijum kao komponenta radnog materijala. Ovo je važno naročito kod kondenzacionih kotlova, gasnih ili uljnih gde postoje veliki zahtevi na strani grejnih gasova u odnosu na postojanost prema koroziji. Za to se pored aluminijuma, aluminijum-
silicijuma koriste pre svega plemeniti čelici u specijalnim legurama.
Kotlovi za čvrsta goriva Uobičajeni kotlovi, manjeg i srednjeg kapaciteta zahtevaju znatno veći trošak zbog redovnog punjenja gor ivom, odstranjivanja pepela i šljake, kao i zbrinjavanje pepela. Drastično smanjenje kotlova za čvrsto gorivo na tržištu nije zbog toga i niskih cena goriva već zbog udobnosti potpuno automatskih uljnih i gasnih ložišta. Uz to dolaze i pooštreni zahtevi u pogledu emisije pa otuda i veći troškovi proizvodnje. Konstrukcione karakteristike kotlova za čvrsto gorivo
Kotlovi za čvrsto gorivo (ugalj, koks, briket i drvo) sa kapacitetomdo oko 50kW se izraĎuju najčešće kao kotlovi sa progorevanjem. Uobičajeni naziv je kotao sa gornjim sagorevanjem. Gorivo koje se kroz vrata odozgo ubacuje u šaht za punjenje/prostor za sagorevanje, pali se na žaru zaostalom na rešetci pri blagovremenom dodavanju goriva. Grejni gasovi prostrujavaju kroz sve slojeve goriva odozdo prema gore
pretvarajući ih sve u žar. U toku progorevanja nastaju slojevi žara promenljive visine zbog čega se dobije različit kapacitet ložišta i racličit sastav gasova sagorevanja.
Strana 4
Slika 1. Kotao za čvrsto gorivo
Mašine i ureĎaji Pumpe Za prinudno strujanje vode u pumpnom toplovodnom grejanju isključivo se koriste
cirkulacione pumpe. One su široko rasprostranjene radilice sa oko 5000 časova rada po grejnom periodu. Glavni sastavni delovi su kućište sa spiralom i radno kolo na vratilu. Pokreće ih elektromotor ili mala parna turbina. Neki pojmovi: – zapreminski Kapacitet V protok koji pumpa potiskuje m3/s Potisna visina H – energija koju pumpa prenosi na tečnost zavisno od mase tečnosti u napor pumpe Nm/N = m Visina usisnog pritiska HH – minimalna visina dotoka iznad pritiska zasićenja Potisna snaga P – korisni kapacitet prenet na tečnost
Potrebna snaga
Snaga P koja je potrebna za pokretanje pumpi rezultira iz:
3
V – količina vode u m /s η – stepen korisnosti pumpe Strana 5
∆ pt – razlika pritiska u Pa Zakoni proporcionalnosti
Za svaku pumpu važe sa velikom verovatnoćom sledeće zakonitosti: -
protok je proporcionalan broju obrtaja potisna visina je proporcionalna kvadratu broja obrtaja
-
potrošnja energije je proporcionalna trećem stepenu broja obrtaja
-
Podešavanje kapaciteta, upravljanje i regulisanje Oprema za podešavanje kapaciteta pumpe u grejnom sistemu predviĎa se iz dva razloga: 1. Tolerancije, netašnost i nesigurnost u proračunu, dimenzionisanju i izvoženju cevne mreže i
pratećih ureĎaja često zahtevaju naknadno podešavanje kapaciteta pumpe odreĎenom sistemu za grejanje 2. Promenljiva potrošnja toplote može da varira za vreme rada sistema zbog mogućnosti promene temperature, hidrauličnih veličina, najčešće zbog smanje nja protoka tj kombinacije obe
mogućnosti. Ovoj varijabilnoj potrošnji podešavaju se pumpe duž krive za prigušivanje ali je ekonomičnije predvideti pumpe sa ureĎajima za regulisanje pri čemu je i rad sa manje šumova.
Regulisanje može da se vrši zavisno od:
razlike pritisaka efektivnog zapreminskog protoka preko sondi za strujanje
razlike temperature izmeĎu razvodnog i povratnog voda
spoljne i temperature u razvodnom vodu.
Promena broja obrtaja postiže se promenom napona i frekvencije motora.
Strana 6
Ejektorske pumpe
Ovakve pumpe nazvane i ejektori primenjivane su ranije za potiskivanje tečnosti za grejanje u zgradama koje je priključeno na daljinske mreže. Pri tome pumpe mešaju vodu iz razvodnog voda i opticajnu vodu i tako stvaraju potisnu visinu potrebnu za cirkulaciju. Pored ostalog koriste se i za
odvodnjavanje šahtova, jama, podruma. Način dejstva: Mlaz vode izlazi iz brizgaljke, usisava iz priključnog usisnog kraka vodu, pomeša se u mešačkoj cevi i pri smanjenoj brzini potiskuje mešavinu u difuzor na veći pritisak. Odgovarajuću primenu ejektorska pumpa nalazi na kotlovskim postrojenjima sa samo jednom, po mogućstvu sa regulišućom brojem obrtaja, centralnom pumpom, a u manjoj meri i u daljinskom grejanju. Radi cirkulacije sekundarne količine pr i tome se koristi razlika pogonskih pritisaka koja je dvojstruko veća od otpora na sekundarnoj strani. Treba obratiti pažnju na to da se pri opadanju opterećenja umamnjuje i količina vode koja cirkuliše. Izbor pumpi se vrši iz kataloga proizvoĎača u zavisn osti od diferencijalnog pritiska daljinskog grejanja, otpora u postrojenju, grejnog kapaciteta i temperaturnih uslova. Male parne turbine za pogon pumpi
U srednjim i velikim toplovodnim grejnim postrojenjima koriste se parne turbine kao pogonske
mašine za cirkulacione pumpe ponekad, umesto elektromotora, ili kao rezervne mašine, čija se odvodna para koristi za grejanje
UreĎaji za povratno napajanje kondenzatom i regulator nivoa vode Ukoliko nije moguće da se kondenzat u parno grejnim postrojenjima sa p rirodnim padom dovodi natrag do kotla, pošto se potrošači nalaze u zoni sa pritiskom, treba koristiti posebne ureĎaje za povratni kondenzat koji će isti potiskivati do visine pritiska na kotlu. Razlikuju se mehanički, električni i parni ureĎaji za povratno napajanje. Sabirni sud kondenzata
Sabirni sudovi kondenzata su sudovi cilindričnog ili četvrtastog oblika, koji služe za prihvatanje kondenzata u parnim grejnim postrojenjima. IzraĎuju se od čeličnog lima. Imaju priključke za ulaz kondenzata, za pumpe, preliv sa hidrauličnim zatvaračem, pražnjenje i odvod pare.
Ekspanzioni sudovi i uredjaji za održavanje pritiska Svako otvoreno toplovodno grejanje mora da ima ekspanzioni sud za prihvatanje vode usled
širenja za nadoknadu gubitaka usled nezaptivenosti i odzračivanja; on treba da bude postavljen na najvišem mestu postrojenja, po mogućstvu iznad kotla. Ekspanzioni sud treba da ima otvoreni vod za odzračivanje i prelivanje inače je zatvoren. Mala postrojenja imaju Strana 7
zatvorene sudove a velika imaju otvorene sudove sa poklopcem za skidanje i otvorom za
reviziju. Mali sudovi su često cilindrični, ležeći ili stojeći, a veći su četvorougaonog oblika. Vertikalni su povoljniji jer primaju manje vazduha i bolje je pokazivanje hidrometra. Zaštita od korozije vrši se cinkovanjem odnosno premazom.
Tehnika provetravanja i klimatizacije Sistemi za pripremu vazduha Ukoliko zgrade prozorskim provetravanjem ne mogu da budu u dovoljnoj meri, odnosno bez smetnji provetrene i klimatizovane, mogu da se koriste RLT-sistemi. RLT-sistemi uglavnom kao komforni ili industrijski nalaze široku primenu. Komforni sistemi služe za d obijanje vazduha povoljnog stanja za
boravak ljudi u prostorijama svih vrsta kao i prostorijama u poslovnim objektima, pozorištima, trgovinskim centrima, bolnicama… Zbog toga se nazivaju i sistemima za humanu klimatizaciju. Oni treba da održavaju zimi i leti ugodnu sobnu klimu što znači. zavisno od klimatskih uslova napolju ili ličnih želja, temperaturu od 20 do 27 stepeni Celzijusa i relativnu vlažnost vazduha izmeĎu 30 i 65 %. Pri ovom stanju vazduha ljudi se osećaju najugodnije i imaju veliku radnu sposobnost. Na taj način se povezuje i ekonomska korist jer se ne smanjuje radna snaga zbog bolesti ili povreda i rezultati rada će biti bolji. RLT sistemi omogućuju i rekuperaciju toplote koja doprinosi da se potrebna energija za grejanje drastično smanji. Industrijski klimatizacioni sistemi za razliku od komfornih, imaju zadatak da stvore stanje
vazduha najpovoljnije za proizvodni proces. Mnogi proizvodi mogu besprekorno da se izraĎuju samo kada vazduh ima odreĎeno stanje. Veliki broj grana industrije zahteva odreĎeno stanje vazduha pre svega one koje obraĎuju higroskopski materijal, kao npr. industrija duvana, foto industrija, fabrike konditorskih proizvoda, životnih namirnica, kao i fabrike mikroelektronike. Veliku oblast za primenu ove tehnike predstavlja ju čiste prostorije. Ranije se koristila u mikroelektronici i farmaceutskoj industriji a danas ne može da se zamisli rad bez ove tehnike u mnogim oblastima kao što su: automobilska industrija, optika, medicinska tehnika, nanotehnika… Ovde sistem za tehničk u obradu vazduha pored održanja definisane sobne klime mora da obezbedi zaštitu proizvoda od čestica prašine ili bakterija, virusa i gljivica. U tu svrhu dovodni vazduh mora da bude dodatno filtriran a u prostoriji mora da vlada natpritisak u odnosu na okolinu.
Strana 8
Sistemi samo sa vazduhom
Ovi sistemi pored zadataka vazdušne tehnike, služe i za odvoĎenje termičkih opterećenja. pošto ova opterećenja nisu konstantna, da bi se obezbedila stacionarna stanja sobnog vazduha, mora da se reguliše kapacitet sistema samo sa vazduhom. Jednačina za termički kapacitet sistema glasi: ( ) Q – termički kapacitet sistema u odnosu na prostoriju ρ – gustina vazduha V – zapreminski protok vazduha c p – specifični toplotni kapacitet vazduha ϑab – temperatura odvodnog vazduha ϑzu – temperatura dovodnog vazduha
Sistemi za jednu zonu
U ovim sistemima se vazduh obraĎuje u jednom centralnom ureĎaju i potom kroz kanal dovodi u jednu ili više prostorija. Ukoliko se radi o većem broju prostorija, sve prostorije doijaju vazduh istog stanja. RLT-sistemi ove vrste se koriste posebno za velike prostore, ako, sale, zbornice, pozorišta, bioskope, ali isto tako i za objekte sa većim brojem prostorija kao što su poslovni objekti, bolnice… Za objekte sa jednim prostorom, često se RLT -sistemi formiraju tako da pored hlaĎenja mogu istovremeno da preuzmu i grejanje. Prednost da se prostor greje sa promenom opterećenja pomoću RLT -sistema, leži u tome što sa vazduhom može neinertno po potrebi da se reaguje na promenu režima izmežu grejanja i hlaženja i tako izbegne pregrevanje. Ovo u odnosu na inertno toplovodno grejanje dovodi do uštede energije. Kada prostorije imaju različito vreme korišćenja, onda se one isključuju prema vremenu kada se ne koriste. Zbog toga se u vodovima za dovod i odvod vazduha za takve prostorije postavljaju regulatori konstantnog za preminskog protoka sa potpunim zatvaranjem. Do sada, često zbog velikih rashladnih
opterećenja u sistemima samo sa vazduhom, bili su potrebni veliki zapreminski protoci, što je uvek iziskivalo sve veći prostor za kanale. Da bi se smanjio prostor potreban za kanale, ispitivano je korišćenje sistema sa velikim brzinama. U njima se vazduh kroz vazdušne vodove potiskuje sa većom brzinom. Danas se ovi sistemi sa visokim bzinama retko koriste. Alternativno, mnogo veću primenu imaju sistemi vazduh-voda.
Strana 9
Vazdušno vodena klimatizaciona postrojenja U ovim sistemima vrši se razdvajanje zadataka. Snabdevanje spoljnim vazduhom, odvoženje opterećenja od vlažnosti, održavanje čistoće vazduha i u datom slučaju održavanje zaštitnog pritiska, vrši se pomoću vazduha kao medijuma, dok se voda kao medijum koristi samo za odvoĎenje opterećenja. Indukcioni sistemi
U ovim sistemima se u jednom centralnom ureĎaju priprema primarni vazduh koji odgovara najmanjoj količini spoljašnjeg vazduha. Ovaj primarni vazduh se vodi do pojedinačnih indukcionih ureĎaja u prostorijama, gde izlazi iz mlaznica sa velikom brzinom. Zbog toga okolni sobni vazduh tzv. sekundarni
vazduh biva povučen. Ovaj sekundarni vazduh prema vrsti izrade ureĎaja se usisava kroz jedan ili dva izmenjivača topote ili se zajedno sa primarnim vaduhom potiskuje kroz ove izmenjivače toplote. Odnos indukcije pri tome se kreće izmeĎu 2 i 4. Snabdevanje spoljnim vazduhom i dovoĎenje odnosno odvoĎenje vlažnosti, vrši se preko primarnog vazduha, dok se opterećenje odvo di preko sekundarnog vazduha koji kruži u prostoriji. Prema vrsti izrade razlikuju se indukcioni sistemi sa indukcionim ureĎajima koji se regulišu pomoću ventila ili klapne Dalje se ove grupe dele na dvocevne, trocevne i četvorocevne sisteme. Da bi se izbeglo postavljanje skupog odvoda kondenzata, hladnjaci se postavljaju u indukcionim
ureĎajima za senzibilno hlaĎenje. Temperatura vode u razvodnom vodu je iznad tačke rose sobnog vazduha. Ukupan zapreminski protok u ovim sistemima mora da se reguliše u širo kim granicama. U karakterističnom polju ventilatora se pri tome odreĎena tačka pogona nalazi na karakterističnoj liniji mreže koja ima konstantnu vrednost za pritisak z kanalu i poseduje kvadratnu zavisnost u klima ureĎaju. Energetski najpovoljnije je regulisanje broja obrtaja radijalnih ventilatora i regulisanje lopatica radnog kola aksijalnih ventilatora. Zbog visoke temperature u razvodnom vodu hladnjaka od najmanje 16 stepeni
C, indukcioni aparati su vrlo pogodni za korišćenje pri prirodnom hlaĎenju. U prelaznom periodu može da se koristi rashladna kula rashladnog sistema za hlaĎenje hladne vode. u ovom načinu rada isključena je rashladna mašina.
Dvocevni sistemi
Dvocevni sistemi mogu da se koriste, pre svega, kada se sa indukcionim ureĎajima vrši samo hlaĎenje, kao što je obično slučaj sa tavaničnim indukcionim ureĎajima. Pri tome se radi o sistemu koji ne može da menja režim. Nekad su se primenjivali dvocevni sistemi koji su mogli da služe i kao grejanje i kao hlaĎenje. Nedostatak ovih sistema je vel ika inertnost pri prebacivanju sa grejnog na rashladni pogodn, tj pri promeni pogonskog režima. Ova inertnost, bez obzira na sadržaj vode u cevnom sistemu, uslovljava da je pri direktnom prebacivanju, temperatura u razvodnom vodu za rashladnu mašinu toliko visoka, odnosno za grejni kotao toiko niska da bi zbog toga mogla da dovede do smetnji pri pogonu. Zato rshladna mašina, odnosno grejni kotao može da se uključi samo sa vremenskim kašnjenjem.
Strana 10
Trocevni sistemi
U ovim sistemima svaki indukcioni ureĎaj dobija dva priključka za razvod tople i razvod hladne vode, kao i jedan zajednički povratni vod. Na taj način, za razliku od dvocevnog sistema, svaki ureĎaj može da greje ili hladni nezavisno jedan od drugog. Nedostatak je gubitak energije jer se hladna i top la voda mešaju u povratnom vodu. UvoĎenje četvorocevnog sistema je potisnulo trocevni tako da se više ne koristi.
Četvorocevni sistemi U ovim sistemima svaki indukcioni ureĎaj je priključen u razvojenim kolima na mrežu tople i mrežu hladne vode. Tako pos toje dva priključka za razvodne i dva priključka za povratne vodove. Pre kugle “bajpas” ventila menja se količina vode prema ureĎaju ali preko kratke veze u ventilu ostaje konstantna količina vode koja dolazi iz mreže. Zbog toga nije bilo potrebno regulisanje pritiska u vodenoj mreži. Pošto ovi ventili nisu pružali pogonsku sigurnost, usavršili su se indukcioni ureĎaji sa klapnama za regulisanje tako da se regulisanje kapaciteta vrši na vazdušnoj strani. Na vodenoj strani kroz hladnjak i grejač uvek prolazi maksimalni protok. Indukcioni ureĎaji, regulisani klapnama, imaju konstruktuvno veliku zapreminu zbog dva odvojena izmenjivača toplote i mehanike klapne. Osim toga njihovom korišćenju sa sreću gubici energije zbog propuštanja na klapnama kao i toplotni gubici zbog konvekcije i zračenja izmenjivača toplote. Savremeni indukcioni ureĎaji sa regulacijom preko ventila, u izmenjivaču toplote imaju dve cevne zmije odvojene na vodenoj strani, potisnuli su indukcione urešaje sa regulacijom preko klapni. Tako se ureĎaji sa klapnama koriste samo još pri zameni dotrajalih ureĎaja u postojećim sistemima. Daljim usavršavanjem ovih ureĎaja došlo se do ureĎaja sa strujanjem izvornog vazduha. Za ravnomernu raspodelu dovodnog vazduha preko površine otvora, ovde postoji izmenjivač toplote na potisnoj strani prema mlaznicama.
Strana 11
Uređaji u tehnici provetravanja
Sistemi za provetravanje i proračun sistema za provetravanje i klimatizaciju OdreĎivanje protoka se vrši prema vrsti sistema koji se koristi. OdreĎivanje protoka prema broju izmena svežeg vazduha u toku jednog časa je uobičajeno za jednostavne sisteme za provetravanje. Intenzitet potrebnog provetravanja ne zavisi samo od zapremine prostorije već i od visine prostorije, njenog položaja, stepena i mesta zagaĎenosti vazduha i sl. TakoĎe je od uticaja i način voĎenja vazduha. Vrednosti se kreću u širokim granicama.
OdreĎivanje prema vazdušnom obroku Predstavlja odreĎivanje potrebne količine vazduha po osobi na čas. Postupak je najpodesniji za velike prostorije. Količine vazduha su odreĎene posebnim standardima (DIN 1946 -2:1994-01). OdreĎivanje prema rashladnom opterećenju Temperatura vazduha koji se dovodi u prostoriju često ne može da se smanji. Zavisno od vrste otvora za izlaz vazduha u odnosu na sobnu temperaturu dozvoljavaju se niže temperature u zavisnosti od načina voĎenja vazduha. OdreĎivanje prema zagaĎivanju vazduha Kada su izvori zagaĎivanja vazduha poznati, potrebna količina vazduha za postizanje odreĎene čistoće vazduha može da se proračuna. Proračun može da se izvrši kada je poznata količina štetnih gasova, prašine ili pare koja u toku 1 časa izlazi iz aparata u prostoriju i kada se zna dozvoljeni sadržaj ovih gasova u vazdu hu. Ovaj postupak za odreĎivanje količine vazduha često je najpravilniji, mada često vrednosti nisu dovoljno poznate, tako da je primena postupka ograničena na odreĎene posebne slučajeve Stepen kvaliteta provetravanja (efektivnost provetravanja) Do sada je bilo uobičajeno – osim izuzetaka – da je broj izmena vazduha za jedan čas u odnosu na celu
prostoriju važio kao mera efikasnosti provetravanja. Ova veličina je globalna i ne daje informaciju o načinu strujanja i dejstvu u zoni boravka. Strujanje u prostoriji se ispitivalo dosta detaljno pa se došlo do preciznijih karakteristika i pojmova.
Ovo se odnosi na sledeća dva cilja provetravanja: -
Dovodni (sveč, spoljni) vazduh treba po mogućstvu da prodre potpuno u zonu boravka, tj ne bi trebalo da struji putanjom kratke veze izvan zone boravka
-
U odnosu na izvor štetnih materija, vazduh u prostoriji treba da se vodi tako da najbrže što može, dospe u struju odvodnog vazduha, kako ne bi imao štetno dejstvo po ljude.
Efikasnost provetravanja se meri po njegovoj sposobnosti da stari sobni vazduh u zoni boravka zameni
svežim spoljnim vazduhom i odnese štetne materije. U vezi sa tim u literaturi nemačkog i engleskog jezika nastali su pojmovi kao što su stepen opterećenja, stepen ispiranja, efektivnost provetravanja, efik asnost provetravanja, starost vazduha i ventilation-efficency i ventilation-effectiveness. Stepeni kvaliteta za
izmenu vazduha i odvoĎenje štetnih materija zavise uglavnom od vremena zadržavanja vazduha i vremena zadržavanja štetnih materija u prostoriji.
Strana 12
Grejači vazduha Pošto je ustanovljen protok vazduha V, odreĎuje se potrebni grejni kapacitet Ql grajača vazduha za zagrevanje vazduha zimi, prema jednačini: ( ) V – zapreminski protok m3/s
ϑe – temperatura vazduha ispred grejača ϑa – temperatura vazduha iza grejača Temperatura vazduha na ulazu pri pogonu sa spoljnim vazduhom jednaka je temperaturi spoljnjeg
vazduha. Pošto je po hladnom vremenu potreba za provetravanjem obično mnogo manja, u komfornoj klimatizaciji najčešće se zadovoljava time što se potiskuje puna količina vazduha sa spoljnom temperaturom. Temperatura vazduha na izlazu je jednaka sobnoj temperaturi kada se vrči samo provetravanje. Kada su količina vazduha V i teperature vazduha poznate, veličinu grejača treba uzeti iz kataloga proizvoĎača, uzimajući u obzir dozvoljeni otpor vazduha i ravnomerno dovoĎenje vazduha na ulazu.
Strana 13
Zadaci
Zadatak 1. p = 4 bar t p = 143 C tk = 90 C Gv = 30000 kg/h C p = 4,2 kJ/kgK Ulazna temperatura vode je 70 C Izlazna temperatura vode je 90 C 2 k = 1450 W/m K
Srednja logaritamska razlika temperatura
)
(
= 34 C
a) Šema postrojenja
b) Količina toplote
= 30000 ∙ 4,2 ∙ 34 = 4284000 kJ/h
c) Odrediti količinu vodene pare za grejanje
= 2000 kg/h
d) Odrediti površinu razmenjivača toplote Strana 14
= 21,36 m2
Zadatak 2. t1 = 70 C t2 = 90 C p = 3 bar 2 k = 1500 W/m K a) Srednja logaritamska razlika temperatura i šema postrojenja
)
(
b) razmenjena količina toplote i površina razmenjivača G = 40 m3/h Cp = 4,2 kJ/kgK – specifična toplota vode
= 3360000 kJ/h – razmenjena količina toplote
= 7,4 m2 – površina razmenjivača toplote
c) Potrošnja vodene pare r = 2164 kJ/kg
= 1552 kg/h
Strana 15
Zadatak 3.
Količina od G p = 2000kg vodene pare (barokondenzata), temperature t 1 = 60 °C, treba kondenzovati sa rashladnom vodom teperature t 2 = 30 °C. Koliko je potrebno rashladne vode.
Na osnovu datih parametara odgovarajuće entalpije iznose: i‟‟ = 2609 kJ/kg i‟ = 126 kJ/kg i°„ = 84 kJ/kg
t1 = 60 °C t2 = 30 °C t = 20 °C Toplotni bilans:
Q1 = G p ∙ (i‟‟ – i‟) = 2000 ∙ (2609 - 126) = 4966000 „
Q2 = GV ∙ (i‟ - i° ) = 1000 ∙ (126 - 84) = 42000
(vode t = 20 °C)
Količina rashladne vode:
Strana 16
Literatura:
1. Tolmač D. : Mašine i Aparati, Tehnički fakultet “M. Pupin”, Zrenjanin, 2009. 2. Tolmač D. : Mašine i UreĎaji – Rešeni zadaci, Tehnički fakultet “M. Pupin”, Zrenjanin, 2006. 3. Reknagel, Šprenger, Henman.: Grejanje i Klimatizacija.
Strana 17
