grijanje i klimatizacija_nastavni materijali
TRANSCRIPT
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
1/235
Dobrodošli na nastavu iz
G R I J A N J E IK L I M A T I Z A C I J A
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
2/235
UVOD U GRIJANJE I
KLIMATIZACIJA
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
3/235
Grijanje u kući
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
4/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
5/235
3 Preliminarni energetski pregled
1 Spoznaja o mogućim energetskim uštedama
2 Saglasnost top menadžmenta
6Izrada prethodnih studija izvodljivosti projekata koji zahtevaju
značajnije investicije
4 Detaljni energetski pregled
5Uspostavljanje mera vođenja postrojenja i održavanja
7 Obezbeđivanje finansija
10 Monitoring i nastavak ciklusa
8 Nabavka opreme i uređaja
9 Realizacija projekata
E n e r g e t s k
i m e n a d ž m e n t –
K o r a k p o
k o r a k
Spoznaja o mogućim energetskim uštedama
Suglasnost top menadžmenta
Sigurnost financija
Izrada prethodnih studija izvodljivosti projekta koji
zahtijevaju značajne investicije
Uspostavljanje mjera vođenja postrojenja i održavanja
Detaljni energetski pregled
Preliminarni energetski pregled
Realizacija projekta
Nabavka opreme i uređaja
Monitoring i nastavak rada
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
6/235
Razmještaj i upravljanje grijaćim tijelima
Djeca
Dnevna soba
Roditelji
Tehnika Hobi
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
7/235
Prijenos topline - gubici energije
Koja područja kuće gubeenergiju?
Što se može učiniti kako bispriječili ovaj gubitak energije?
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
8/235
Zašto mi trebamo grijanje?
70 'F30 F
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
9/235
Tipični gubitci topline kuće
5% through ceilings
16%throughwindows
1% throughbasement floor
17% throughframe walls
3% through door
38% through cracksin walls, windows,and doors
20%throughbasementwalls
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
10/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
11/235
U staroj Grčkoj najveća je uvreda bila nekomu reći da je nepismen. Danas
svi znamo čitati i pisati.
Informacije su svugdje oko nas. Javljaju se novi mediji kojima prenosimo
informacije. U suvremenome svijetu trebamo znati pronaći informaciju,prepoznati informaciju koja može riješiti problem, vrednovati i organizirati
informacije te ih učinkovito rabiti.
Danas se spominje i digitalna pismenost. Ona se odnosi na sposobnost
čitanja i razumijevanja hiperteksta ili multimedijskih tekstova, a uključuje razumijevanje slika, zvukova i teksta.
Za razliku od digitalne pismenosti, informacijska pismenost podrazumijeva
cjelokupan svijet informacija, obuhvaćajući i one u tiskanome obliku. Stoga
je ona širi pojam od digitalne pismenosti jer sve informacije još nisu u
elektroničkome obliku, a opseg dostupnoga digitalnog sadržaja skroman je
u odnosu na količinu tiskanih.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
12/235
Toplinska ugodnost
• Osjećaj ugodnosti nužno je individualan tj. ne postoji neki određeni skup veličina stanja okoliša u kojem bi baš svaka osoba iskazala
zadovoljstvo (u skupu osoba koje borave ili obavljaju iste aktivnosti uodređenom prostoru uvijek se javlja izvjestan broj nezadovoljnih).Ugodnost je skup veličina stanja okoliša u kojem postotak nezadovoljnihne prelazi određenu vrijednost.
• Osnovni faktori koji utječu na toplinsku ugodnost osoba u prostoru
su: temperatura zraka u prostoriji, temperatura ploha prostorije, vlažnost zraka, strujanje zraka (brzina, smjer), razina odjevenosti, razina fizičke aktivnosti, te ostali faktori (dob, buka, namjena prostora, kvaliteta
zraka,...).
• Toplinska ugodnost rezultat je zajedničkog međudjelovanja navedenih
faktora. Pri promjeni samo jedne veličine stanja, istu ili sličnu razinuugodnosti moguće je ostvariti samo uz promjenu i neke druge veličine stanja. Izmjena osjetne topline vrši se određenim mehanizmima(provođenje, konvekcija i zračenje), odnosno kao osjetna i latentnatoplina (isparavanje) s površine kože.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
13/235
CENTRALNI SUSTAV NUDI SLJEDEĆE MOGUĆNOSTI:
• Regulacija sustava grijanja prema korištenju i individualnim željama-regulirati se može temperatura svake prostorije posebno
• Ozračivanje prostorije (CO2 senzor) - ovisno o kvaliteti zraka, otvaraju i/ilizatvaraju se prozori te prema potrebi uključuje ventilator
• Rolete i žaluzine se mogu podižu/spuštaju prema svjetlosti ili po potrebi
• Rasvjeta - postoje senzori detekcije prisutnosti, ali i mogućnost regulacijeprema željama, potrebama i dnevnoj svjetlosti u prostoriji
• Upravljanje kućanskim uređajima na daljinu (preko mobitela i sl.)
• Upozoravanje ukoliko ste prije izlaska ili spavanja ostavili otvoren prozor, vrataili garažna vrata
• Nadzorna funkcija i alarm
• Upravljanje za vrijeme godišnjeg odmora - spuštanjem i dizanjem roleta, tepaljenjem i gašenjem svjetla stvara dojam da je netko u kući,
• Vremensko upravljanje - rasvjeta, grijanje, žaluzine i kućanski uređaji moguse uključivati/isključivati preko vremenskog upravljanja, a kućanski uređaji kojisu veliki potrošaći energije se automatski uključuju u vrijeme jeftinijie tarife
• Upravljanje ključem - okretanjem ključa u bravi i napuštanjem kuće, aktivira
se alarm i definirane utičnice se isključuju i/ili uključuju
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
14/235
HVAC
HVAC je skraćenica od engleskih riječi Heating, Ventilation, i Air-
Conditioning, koje na hrvatskom znače grijanje, ventilaciju i hlađenje, kojisu usko povezani i potrebni u svakom kućanstvu. Osnovna zadaća HVACsustava je održavanje ugodne temperature prostora, reguliranje vlažnosti idovođenje svježeg zraka. Ti parametri su bitni, kako bi boravak ljudi uprostorijama bio što ugodniji, te kako bi se smanjio rizik od bolesti.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
15/235
Grijanje
• Grijanje služi za podizanje temperature prostorije tijekom
hladnih dana. Postoji više načina grijanja. Centralno grijanje se
sastoji od peći, bojlera, cijevi, radijatora i pumpe.
• Peć služi za zagrijavanje sredstva kojim se prenosi toplina. To
je najčešće voda, premda se mogu koristiti i para i zrak.
Zagrijana voda se cijevima odvodi do radijatora preko kojih se
grije zrak u prostoriji.
• Pumpa tjera vodu da bi se toplina jednako raspodijelila prema
svim radijatorima. Regulirati se može temperatura svake
prostorije posebno ovisno o korištenju i vlastitim željama.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
16/235
Hlađenje • Služi za smanjenje temperature prostorije tijekom toplih dana. Za to se
najčešće koriste klima uređaji, koji uz hlađenje kontroliraju vlagu zraka ipročišćuju zrak. Zrak se hladi tako da se komprimirani plin, najčešće freon,širi u unutarnjoj jedinici prilikom čega oduzima toplinu okolnom zraku. Nakontoga se u plinovitom stanju freon prenosi do vanjske jedinice gdje se ponovo
komprimira i tako predaje toplinu vanjskom zraku.
• Imamo senzor otvorenosti prozora ili vrata koji se može povezati supravljanjem sustava grijanja i hlađenja, kao i na alarmni sustav kojemdojavljuje je li prozor ostao otvoren ili ne. Senzor otvorenosti prozora ili vratapovezuje se direktno s kontrolom sustava grijanja/hlađenja i isključuje sustav kada netko otvori prozor ili vrata ili ih ostavi otvorene dulje od
zadanog perioda. Na taj način isključuje se sustav grijanja kad otvorenimprozorom u zimskom periodu dopuštamo ulaz svježeg hladnog zraka te se
sprječava rasipanje topline u okoliš.• Kad zaključimo da je prostorija prozračena, zatvorit ćemo prozor, a sustav
grijanja će se automatski pokrenuti. Isti takav slučaj je u ljetnom periodu. Ako, s druge strane, napuštate stan, alarmni sustav vas može obavijestiti otome da je neki od prozora ostao otvoren ili čak tu informaciju dojaviti na
mobitel.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
17/235
Ventilacija
• Služi za dovođenje svježeg zraka u prostoriju. Vrlo je korisno jer sepreko ventilacije odvodi ugljični dioksid, a dovodi kisik koji jepotreban za disanje.
• Također je vrlo bitno odvođenje vlage iz prostorije, jer postojimogućnost razvoja raznih bakterija i gljivica.
• Ventilacija se uključuje ovisno o kvaliteti zraka, otvaraju i/ili
zatvaraju se prozori te tako prema potrebi uključuje ventilator.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
18/235
Dom.Životni vijek
80-100 godina
GgijanjeŽivotni vijek
cca. 15 godinaVAGA
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
19/235
Upravljačka mreža
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
20/235
OSNOVNE
JEDNADŽBE PRORAČUNA
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
21/235
Povezivanje ogrjevnih tijela kod kojeg je svako od njih spojeno cijevima približno jednake duljine, mjereno od kotla.
Podjednake padove tlaka moguće je ostvariti jedino ukoliko su sva ogrjevna tijelaistog tipa i iste snage, a samim time i protoci radnog medija kroz njih su isti.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
22/235
TEMPERATURA
fizička veličina koja opisuje toplotno stanje tijela
TERMODINAMIČKA TEMPERATURA – osnovna SI veličina
osnovna SI jedinica - KELVIN
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
23/235
TEMPERATURNE LJESTVICE
1. Kelvinova ili apsolutna temperaturna ljestvica
T = 0 K najniža temperatura u prirodi T = 273,15 K ledište vode
T = 373,15 K vrelište vode 2. Celzijeva temperaturna ljestvica
K T
Ct t = 0o C ledište vode t = 100o C vrelište vode
Veza temperaturnih ljestvica
t T 15,273
t T
1 JEDNADŽBA STANJA
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
24/235
Gdje je:
p – tlak [Pa]
v – specifični volumen [m3/ kg]
T – temperatura [K]
R – plinska konstanta [J / kgK]
1. JEDNADŽBA STANJA
Za idealni plin jednadžba stanja ima oblik
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
25/235
Zakon održanja energije
U izoliranom sustavu (koji nije u vezi s okolinom) zbroj svih količina energije se ne mijenja s vremenom ΣE = konst
Prema toj definiciji energija može prelaziti iz jednog oblika u drugi, nopri tome ukupna količina energije ostaje konstantna.Zato je ispravno kazati: pretvornik toplinske energije umjesto
proizvođač toplinske energije, odnosno uporaba energije umjesto
potrošnja energije.
Toplinska energija
Toplina je jedan od oblika energije. Prema međunarodnom sustavu jedinica SI jedinica za energiju je “džul“ (Joule) (J=Nm).
U praksi se često koristi jedinica kilovat – sat1 kWh= 3600kJ.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
26/235
Prvi glavni zakon termodinamike (za zatvorene sustave)
Q = U2 - U1 + W = ΔU + W
Dovedena toplinska energija Q u zatvorenom sustavu služi dijelom za povećanje
unutrašnje energije U , a dijelom za vršenje mehaničkog rada W .
Specifični toplinski kapacitet c
Gdje su:
kJ toplina
m kg masa
c kJ/kgK specifični toplinski kapacitet T K temperatura
T m
Qc
T mcQ
Količina topline koju treba dovesti tijelu mase m
i spec. topl. kapaciteta c da mu se temperatura
povisi za T
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
27/235
Specifični toplinski kapacitet c kJ/kgK
Predstavlja onu količinu topline koja masu od 1kg zagrije za 1 K.Specifični toplinski kapacitet ovisi o tlaku i temperaturi.
Za većinu tehničkih problema se može uzeti kao konstanta tj. kao prosječni specifični toplinski kapacitet između temperatura T1 i T2.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
28/235
Potrebna količina topline
Količina topline potrebna za zagrijavanje mase m s temperatureT1 na temperaturu T2 uz poznatu prosječnu vrijednostspecifičnog toplinskog kapaciteta računa se prema:
Q kJ količina topline m kg masa
c kJ/kgK specifični toplinski kapacitet
T K temperatura
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
29/235
Toplinski tok
Toplinski tok je ekvivalentan snazi i predstavlja prenesenu
količinu toplinske energije u jedinici vremena
Φ kJ/s, (kW) toplinski tok qm kg/s maseni protok
C kJ/kgK specifični toplinski kapacitet ΔT K temperaturna razlika
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
30/235
Određivanje masenog protoka
Za termotehničke sustave, na primjer sustav grijanja od
značaja je poznavanje masenog protoka kroz cijevnu mrežu, ogrjevna tijela i sustav u cjelini. Na osnovi poznatogtoplinskog toka određuje se i maseni protok kroz crpku(kapacitet) za zadanu temperaturnu razliku.
Φ kJ/s, (kW) toplinski tok qm kg/s maseni protok
ΔT K razlika temperatura polaznog i povratnog voda.c KJ/kgK specifični toplinski kapacitet
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
31/235
Primjer: Određivanje masenog protoka kroz cjevovod.Kroz cijevnu granu A sustava toplovodnog grijanja mora se
ostvariti toplinski tok (snaga) od Φ = 30 kW za zadanu
temperaturnu razliku na ogrjevnim tijelima od ΔT = 20 K.Odredi maseni i volumenski protok kroz granu A, uzevši gustoću vode pri 80 °C od ρ = 971,6 kg/m3 i specifični toplinski kapacitetc = 4,2 kJ/kgK
m
Stupanj djelovanja, korisnost
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
32/235
Stupanj djelovanja, korisnost
Stupanj djelovanja nekog procesa, stroja ili uređaja jest omjer korisno dobivenog rada(energije) ili snage i utrošenog rada (energije) ili snage.
Iskoristivost, učinkovitost U toplinskim procesima često upotrebljavamo pojam iskoristivost ili učinkovitost kojipredstavlja odnos dobivene količine topline ili dobivenog toplinskog toka i utrošene količine topline ili unesenog toplinskog toka.
Kod dizalica topline i rashladnih uređaja koristi se pojam faktor grijanja odnosno faktorhlađenja, (COP - coefficient of perfomance) faktor pretvorbe koji predstavlja: kod dizalicetopline odnos dobivenog toplinskog toka i unesene snage za pogon kompresora
a kod rashladnog uređaja odnos dobivenog rashladnog toka i unesene snage za pogonkompresora
Faktor pretvorbe kompresijskih ljevokretnih procesa je veći od jedan, (ε > 1)
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
33/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
34/235
Protok kroz površinu d A0 kroz presjek 0 – 0 iznosi:
Iz ovog kanala izdvojit će se elementarna strujnica u točki koja je
omeđena plaštem strujnica i ulaznom površinom d A0 i izlaznom
površinom d A1.
Q = A0 v0 = A1 v1
Od dit j ij i D2 k j j D1 240 t k Q 50 l/
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
35/235
Odredite promjer cijevi D2 ako je promjer D1=240mm, protok Q=50 l/s,
a prirast brzine od presjeka 1 do presjeka 2 Δv = 0,35m/s.
Pretpostavite strujanje idealnog fluida.
D1=240 mm; A1=0,0452 m2
Q= 50 l/s =0,05 m3/s
Δv=0,35m/sD2=?
Jednadžba kontinuiteta: Q = A1 v1 = A2 v2
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
36/235
Zakon o održavanju energije (strujanje bez trenja)
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
37/235
održavanju g j ( j j j )Za stacionarno strujanje idealnog nestlačivog fluida, suma svih energija(položaja, tlaka, brzine) u svakom je presjeku konstantna i dana jeBernoullijevom jednadžbom koja izražena preko tlaka ima oblik:
Gdje su:
z geodetska visina
p statički tlak fluida (tlak na stijenci)ρw2/2 dinamički tlak fluda (zaustavni tlak)
Jedinica mjere za tlak je Pascal
1 bar = 103 mbar = 105 Pa = 105 N/m2
1 bar = 10 mVS (stupca vode)(stare jedinice:
Tehnička atmosfera 1 at =9,80665 • 104 PaFizikalna atmosfera 1 atm =1,033 at
= 101,300 Pa = 760 mmHg = 760 Torr)
Dinamički tlak
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
38/235
Dinamički tlak je rezultat brzine strujanja fluida i računa se pomoću izraza:
gdje je: w (m/s) brzina strujanja fluida
Ukupni tlak
Suma statičkog i dinamičkog tlaka ne mijenja se u sustavu kod strujanja bezgubitaka. Energija brzine (kinetička) može se pretvoriti u energiju tlaka(potencijalnu) i obratno.
Ukupan tlak može se također izraziti kao pretlak ili apsolutni tlak.Ukupni tlak izražen kao pretlak:
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
39/235
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka.Izračunati tlak stupca vode na stijenku cijevi u presjeku A-A ako je visina stupcvode h = 10 m mjereno od razine u otvorenom spremniku.
Traži se vrijednost pretlaka i apsolutnog tlaka.
Za izračun apsolutnog tlaka potrebno je znati iznos atmosferskog tlaka napoložaju spremnika. Za tehničku primjenu možemo računati sa p0 = 1,013 • 105 Pa, pa je apsolutni tlak u presjeku A-A:
Od dit t k i b i i tj j id l fl id i ij i j D 200
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
40/235
Odredite protok i brzinu istjecanja idealnog fluida iz cijevi promjera D=200mm
u zadanom sustavu prema slici. Nacrtajte energetsku i pijezometarsku liniju.
H1=25m.n.mH2=20m.n.m
D=200 mm; A=0,0314 m2
Q,v=?
Referentnu ravninu nije potrebno definirati jer su visine zadane apsolutnimkotama.
Bernollijeva jednadţba postavlja se za karakteristiĉne presjeke – na razini vodeu rezervoaru (presjek 1) i na izlazu cijevi (presjek 2)
Bernollijeva jednadžba:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
41/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
42/235
OSNOVNE
JEDNADŽBE PRORAČUNA
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
43/235
Povezivanje ogrjevnih tijela kod kojeg je svako od njih spojeno cijevima približno jednake duljine, mjereno od kotla.
Podjednake padove tlaka moguće je ostvariti jedino ukoliko su sva ogrjevna tijelaistog tipa i iste snage, a samim time i protoci radnog medija kroz njih su isti.
Zakon o održavanju energije (strujanje bez trenja)
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
44/235
jZa stacionarno strujanje idealnog nestlačivog fluida, suma svih energija(položaja, tlaka, brzine) u svakom je presjeku konstantna i dana jeBernoullijevom jednadžbom koja izražena preko tlaka ima oblik:
Gdje su:
z geodetska visina
p statički tlak fluida (tlak na stijenci)ρw2/2 dinamički tlak fluda (zaustavni tlak)
Jedinica mjere za tlak je Pascal
1 bar = 103 mbar = 105 Pa = 105 N/m2
1 bar = 10 mVS (stupca vode)(stare jedinice:
Tehnička atmosfera 1 at =9,80665 • 104 PaFizikalna atmosfera 1 atm =1,033 at
= 101,300 Pa = 760 mmHg = 760 Torr)
Dinamički tlak
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
45/235
Dinamički tlak je rezultat brzine strujanja fluida i računa se pomoću izraza:
gdje je: w (m/s) brzina strujanja fluida
Ukupni tlak
Suma statičkog i dinamičkog tlaka ne mijenja se u sustavu kod strujanja bezgubitaka. Energija brzine (kinetička) može se pretvoriti u energiju tlaka(potencijalnu) i obratno.
Ukupan tlak može se također izraziti kao pretlak ili apsolutni tlak.Ukupni tlak izražen kao pretlak:
u
st ua
d
d
st
sta 0
d
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
46/235
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka.Izračunati tlak stupca vode na stijenku cijevi u presjeku A-A ako je visina stupcvode h = 10 m mjereno od razine u otvorenom spremniku.
Traži se vrijednost pretlaka i apsolutnog tlaka.
Za izračun apsolutnog tlaka potrebno je znati iznos atmosferskog tlaka napoložaju spremnika. Za tehničku primjenu možemo računati sa p0 = 1,013 • 105 Pa, pa je apsolutni tlak u presjeku A-A:
Odredite protok i brzinu istjecanja idealnog fluida iz cijevi promjera D=200mm
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
47/235
Odredite protok i brzinu istjecanja idealnog fluida iz cijevi promjera D=200mm
u zadanom sustavu prema slici. Nacrtajte energetsku i pijezometarsku liniju.
H1=25m.n.mH2=20m.n.m
D=200 mm; A=0,0314 m
Q,v=?
Referentnu ravninu nije potrebno definirati jer su visine zadane apsolutnimkotama.
Bernollijeva jednadţba postavlja se za karakteristične presjeke – na razini vodeu rezervoaru (presjek 1) i na izlazu cijevi (presjek 2)
Bernollijeva jednadžba:
2
Kroz sustav cijevi prema slici struji voda Prve dvije dionice cjevovoda a i b
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
48/235
Kroz sustav cijevi prema slici struji voda. Prve dvije dionice cjevovoda a i b
spojene su u seriju, dok su druge dvije dionice c i d spojene paralelno. Za
svaku dionicu zadani su podaci prema slici. Potrebno je izračunati sve ostalepodatke koji nedostaju.
Pri rješavanju se polazi od pretpostavke očuvanja mase. Ovdje se radi ostacionarnom strujanju nestlačivog fluida. U prve dvije dionice protok fluida je
jednak i on se kasnije dijeli na dvije paralelne dionice. Protok fluida ćemo odrediti iz podataka za dionicu b:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
49/235
Na slici je uočen kontrolni volumen koji obuhvaća unutarnjost račvaste
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
50/235
Na slici je uočen kontrolni volumen koji obuhvaća unutarnjost račvaste cijevi. Kroz dva presjeka nestlačivi fluid ulazi u kontrolni volumenprotocima Qu , a kroz dva izlazi protocima Qi.
Prema jednadžbi kontinuiteta vrijedi:
Q1 + Q2 = Q3 + Q4
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
51/235
Reynoldsova značajka Re
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
52/235
Reynoldsova značajka Re
Reynoldsova značajka je bezdimenzijska veličina koja opisuje karakteristiku strujanja. Strujanja u cijevi su slična ako imaju jednak Reynoldsov broj.
Gdje su:
w m/s brzina strujanja fluida
d m unutrašnji promjer cijevi v m2/s kinematički viskozitet fluida d h m hidraulički promjer
(npr. za EL loživo ulje kod 20°C:
v = 6•10-6 m2/sza vodu kod 10 °C:
v = 1,31•10-6 m2/sza vodu kod 80 °C:
v = 0,37•10-6 m2/s)
Strujanje fluida kroz cijev kod kojeg je Re <
2320 je laminarno, a za Re > 2320 jeturbulentno
strujanje fluida.
Otpor strujanju u cijevima
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
53/235
Otpor strujanju u cijevima
Gubitak tlaka zbog otpora pri strujanju fluida gustoće ρ s brzinom w računa se pomoćuDarcyjeve formule:
koeficijent gubitaka, koji za ravne cijevi kružnog presjeka iznosi:
Gdje su:
λ koeficijent trenjal m duljina cijevi
d m promjer cijevi (ili hidraulički promjer)
Za proračun pada tlaka u ravnim cijevima možemo pisati:
Gdje je:
R Pa/m pad tlaka po dužnom metru cijevi.
Koeficijent trenja za cijevi je funkcija hrapavosti stijenke cijevi i oblika strujanja.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
54/235
j j j j j p j j j j
Uobičajne su vrijednosti λ = 0,02 ÷ 0,05.
Za laminarno strujanje (Re < 2320 ) vrijedi:
i neovisan je o hrapavosti cijevi
Za turbulentno strujanje (Re > 2320 ) razlikujemotri područja strujanja:- Strujanje u glatkoj cijevi (λ ovisi samo o Re značajki).
Strujanje u hrapavoj cijevi: (λ ovisi samo o relativnoj hrapavosti
Strujanje u prijelaznom području (Colebrookova formula)
λ ovisi o Re značajki i
Gdje su: λ koeficijent trenja za cijevi
ε hrapavost cijevi
d promjer cijevi, unutrašnji ili d h
Pad tlaka u cjevovodu
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
55/235
Općenito se pad tlaka računa pomoću formule:
Dodatni gubici, padovi tlaka, javljaju se pri strujanju fluida kroz armature, spojnice,
aparate i slično. Koeficijent gubitaka ζ mora biti određen za svaki element
posebno. Brzine s kojom se određuje pad tlaka (lokalni otpori) mora se odrediti od slučaja do slučaja.
a) Promjena poprečnog presjeka (proširenje, suženje).Pad tlaka je posljedica promjene brzine strujanja fluida i komešanja čestica.
Lokalni otpor kod proširenja
Koeficijent gubitaka se određuje kao
a pad tlaka se odnosi na brzinu w 1
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
56/235
Određivanje koeficijenta trenja u cijevi
b) Protjecanje kroz račvu, odvojke ili spojnicu K d č j d j j ili j j t j fl id d l i d d tl k
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
57/235
Kod račvanja, odvajanja ili spajanja struja fluida, dolazi do pada tlaka. Koeficijent gubitaka ζ ovisi o više faktora: - Oblik poprečnog presjeka cijevi (kružni ili pravokutni) - Karakteristike poprečnog presjeka ( A/A A ili A/AD )
- Karakteristike brzine ( w/w A ili w/w D )- Kut račvanja - Oblik račve (npr.konus)
Kod računanja pada tlaka treba voditi računa s
kojom se brzinom on računa (ona ispred račve ili u račvi).Koeficijent gubitaka može poprimiti i negativnuvrijednost.
Gubitci se mogu smanjiti konusnim prolazom,
zakrivljenjem spoja ili koljenom.
Koeficijent gubitaka za ravni T komad.
c) Protjecanje kroz mjerilo protoka, kalorimetre i slične uređaje Pad tlaka kod ovakvih uređaja naznačen je u tehničkoj dokumentaciji proizvođača
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
58/235
Pad tlaka kod ovakvih uređaja naznačen je u tehničkoj dokumentaciji proizvođača. d) Ogrjevno tijelo (radijatori, konvektori)
Za pad tlaka u različitim konstrukcijama ogrjevnih tijela, (konvektori i sl. u kojima subrzine strujanja vrlo male) usvaja se vrijednost koeficijenta gubitaka ζ = 2,5.Pad tlaka se računa pomoću izraza:
Gdje je:
w H m/s brzina vode na ulaznom presjeku priključka.
e) Cijevi
Pad tlaka ravnih dijelova cijevne mreže dužine l može se izračunati na osnovi vrijednosti specifičnog otpora R , danog u dokumentaciji proizvoda.
Izmjenjivači topline, kaloriferi, solarni kolektori
Pad tlaka se određuje na osnovi tehničke dokumentacije i nominalnog volumnog protoka.
Općenito vrijedi sljedeći odnos između pada
tlaka i volumnog protoka.
Primjer: Pad tlaka izmjenjivača topline Izmjenjivač topline ima pad tlaka od 0 12 bar kod nominalnog protoka od 3 2
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
59/235
Izmjenjivač topline ima pad tlaka od 0,12 bar kod nominalnog protoka od 3,2m3/h. Koliki je pad tlaka pri protoku od 5 m3/h.
Prolaz toplineToplinski tok koji prelazi s neke tekućine na ravnu stjenku prolazi kroz tu stjenku te sa
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
60/235
Toplinski tok koji prelazi s neke tekućine na ravnu stjenku, prolazi kroz tu stjenku te sate stjenke na drugu tekućinu računa se uz poznavanje: • Koeficijenta prolaza topline k W / m2K
• Površine stjenke (okomito na smjer izmjene topline) A m2
• Temperature tekućina (fluida) T 1 i T 2 K (tekućine ili fluidi su sve kapljevite I plinovitetvari) pomoću izraza :
Temperaturna raspodjela kod izoliranog zida s: a) vanjskom izolacijom b)
unutrašnjom izolacijom
Koeficijent prolaza topline k računa se pomoću izraza:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
61/235
Gdje su :
W / m2 K koeficijent prijelaza topline s tekućine na stjenku m debljina stjenke
W / m K koeficijenti toplinske vodljivosti
W / m2 K koeficijent prijelaza topline sa stjenke tekućinu 2.
Recipročna vrijednost koeficijenta prolaza topline predstavlja ukupni toplinskiotpor prolazu topline pa možemo analogno tomu pisati:
Gdje su :
R m2K / W ukupni otpor prolazu topline
R 1 m 2 K / W otpor prijelazu topline s tekućine 1 na stjenku R λ m 2 K / W otpor provođenju topline R 2 m 2 K / W otpor prijelazu topline sa stjenke na tekućinu 2
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
62/235
Postrojenje za kondicioniranje jedne kuće napaja se mehaničkom snagom od P= 3 kW i u stanju je da spremniku više temperature preda toplinski tok od dQ/dt
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
63/235
= 3 kW i u stanju je da spremniku više temperature preda toplinski tok od dQ/dt= 12 kW. Potrebno je odrediti:
a) Toplinski množilac ε kada se tijekom zime kuća grije,b) Toplinski množilac ε kada se tijekom ljeta kuća hladi.
Rješenje
a) Toplinski množilac je omjer između korisne energije i utrošene energije.Prilikom grijanja kuće mi svu toplinu dovodimo kući kao spremniku više temperature:
Toplinski množilac je omjer između korisne energije i utrošene energije. Prilikomhlađenja kuće mi iz nje odvodimo toplinu, te toplinu odbacujemo na okoliš kao
spremnik više temperature:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
64/235
OSNOVNE
JEDNADŽBE PRORAČUNA
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
65/235
Povezivanje ogrjevnih tijela kod kojeg je svako od njih spojeno cijevima približno jednake duljine, mjereno od kotla.
Podjednake padove tlaka moguće je ostvariti jedino ukoliko su sva ogrjevna tijelaistog tipa i iste snage, a samim time i protoci radnog medija kroz njih su isti.
Zakon o održavanju energije (strujanje bez trenja)Za stacionarno strujanje idealnog nestlačivog fluida suma svih energija
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
66/235
Za stacionarno strujanje idealnog nestlačivog fluida, suma svih energija(položaja, tlaka, brzine) u svakom je presjeku konstantna i dana jeBernoullijevom jednadžbom koja izražena preko tlaka ima oblik:
Gdje su:
z geodetska visina
p statički tlak fluida (tlak na stijenci)ρw2/2 dinamički tlak fluda (zaustavni tlak)
Jedinica mjere za tlak je Pascal
1 bar = 103 mbar = 105 Pa = 105 N/m2
1 bar = 10 mVS (stupca vode)(stare jedinice:
Tehnička atmosfera 1 at =9,80665 • 104 PaFizikalna atmosfera 1 atm =1,033 at
= 101,300 Pa = 760 mmHg = 760 Torr)
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
67/235
Primjer: Izračunavanje apsolutnog statičkog tlaka.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
68/235
Izračunati tlak stupca vode na stijenku cijevi u presjeku A-A ako je visina stupcvode h = 10 m mjereno od razine u otvorenom spremniku.
Traži se vrijednost pretlaka i apsolutnog tlaka.
Za izračun apsolutnog tlaka potrebno je znati iznos atmosferskog tlaka napoložaju spremnika. Za tehničku primjenu možemo računati sa p0 = 1,013 • 105 Pa, pa je apsolutni tlak u presjeku A-A:
Odredite protok i brzinu istjecanja idealnog fluida iz cijevi promjera D=200mm
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
69/235
u zadanom sustavu prema slici. Nacrtajte energetsku i pijezometarsku liniju.
H1=25m.n.mH2=20m.n.m
D=200 mm; A=0,0314 m2
Q,v=?
Referentnu ravninu nije potrebno definirati jer su visine zadane apsolutnim
kotama.
Bernollijeva jednadţba postavlja se za karakteristiĉne presjeke – na razini vodeu rezervoaru (presjek 1) i na izlazu cijevi (presjek 2)
Bernollijeva jednadžba:
Kroz sustav cijevi prema slici struji voda. Prve dvije dionice cjevovoda a i b
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
70/235
spojene su u seriju, dok su druge dvije dionice c i d spojene paralelno. Za
svaku dionicu zadani su podaci prema slici. Potrebno je izračunati sve ostalepodatke koji nedostaju.
Pri rješavanju se polazi od pretpostavke očuvanja mase. Ovdje se radi ostacionarnom strujanju nestlačivog fluida. U prve dvije dionice protok fluida je
jednak i on se kasnije dijeli na dvije paralelne dionice. Protok fluida ćemo odrediti iz podataka za dionicu b:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
71/235
Na slici je uočen kontrolni volumen koji obuhvaća
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
72/235
Na slici je uočen kontrolni volumen koji obuhvaća
unutarnjost račvaste cijevi. Kroz dva presjeka nestlačivi
fluid ulazi u kontrolni volumen protocima i , a kroz dva
izlazi protocima i . Kroz plašt račve nema protoka fluida. 1Q 2 Q 3 Q 4 Q Prema jednadžbi kontinuiteta vrijedi
Prolaz toplineToplinski tok koji prelazi s neke tekućine na ravnu stjenku, prolazi kroz tu stjenku te sa
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
73/235
te stjenke na drugu tekućinu računa se uz poznavanje: • Koeficijenta prolaza topline k W / m2 K• Površine stjenke (okomito na smjer izmjene topline) A m2• Temperature tekućina (fluida) T1 i T2 K (tekućine ili fluidi su sve kapljevite I plinovite
tvari) pomoću izraza :
Temperaturna raspodjela kod izoliranog zida s: a) vanjskom izolacijom b)
unutrašnjom izolacijom
Koeficijent prolaza topline k računa se pomoću izraza:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
74/235
Gdje su :
W / m2 K koeficijent prijelaza topline s tekućine na stjenku m debljina stjenke
W / m K koeficijenti toplinske vodljivosti
W / m2 K koeficijent prijelaza topline sa stjenke tekućinu 2.
Recipročna vrijednost koeficijenta prolaza topline predstavlja ukupni toplinskiotpor prolazu topline pa možemo analogno tomu pisati:
Gdje su :
R m2K / W ukupni otpor prolazu topline
R1 m2K / W otpor prijelazu topline s tekućine 1 na stjenku Rλ m2K / W otpor provođenju topline
R2 m2K / W otpor prijelazu topline sa stjenke na tekućinu 2
Prema novoj konvenciji koeficijent prolaza topline označava se sa U, patoplinski tok kroz ravni višeslojni zid (slika1 1) u stacionarnom stanju ovisi o
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
75/235
toplinski tok kroz ravni višeslojni zid (slika1-1), u stacionarnom stanju, ovisi osamoj konstrukciji zida, površini zida i temperaturnoj razlici između unutarnje ivanjske
temperature zraka.
Gdje su:
Φ W toplinski tokU W / m2 K koeficijent prolaza topline
T1 K temperatura tekućine 1, izvan temperaturnog graničnog sloja
T2 K temperatura tekućine 2, izvan temperaturnog graničnog sloja A m2 površina L W/K provodljivost
Postrojenje za kondicioniranje jedne kuće napaja se mehaničkom snagom od P= 3 kW i u stanju je da spremniku više temperature preda toplinski tok od dQ/dt
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
76/235
j j p p p p Q
= 12 kW. Potrebno je odrediti:
a) Toplinski množilac ε kada se tijekom zime kuća grije,b) Toplinski množilac ε kada se tijekom ljeta kuća hladi.
Rješenje
a) Toplinski množilac je omjer između korisne energije i utrošene energije.Prilikom grijanja kuće mi svu toplinu dovodimo kući kao spremniku više temperature:
Toplinski množilac je omjer između korisne energije i utrošene energije. Prilikomhlađenja kuće mi iz nje odvodimo toplinu, te toplinu odbacujemo na okoliš kaospremnik više temperature:
Hidraulički i ekvivalentni promjer
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
77/235
Hidraulički promjer dh
Radi jednostavnijeg proračuna gubitaka kod strujanja fluida kroz cijevi i kanale kojinemaju kružni presjek izveden je pojam hidrauličkog promjera koji se računa pomoću
izraza:
Gdje su:
A m2 površina poprečnog presjeka
O m opseg poprečnog presjeka strujanja (oplakivani opseg) dh m hidraulički promjer
a za kvadratni:
Reynoldsova značajka Re
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
78/235
Reynoldsova značajka je bezdimenzijska veličina koja opisuje karakteristiku strujanja. Strujanja u cijevi su slična ako imaju jednak Reynoldsov broj.
Gdje su:
w m/s brzina strujanja fluida
d m unutrašnji promjer cijevi v m2/s kinematički viskozitet fluida dh m hidraulički promjer
(npr. za EL loživo ulje kod 20 °C:
v = 6•10-6 m2/s
za vodu kod 10 °C:
v = 1,31•10-6 m2/sza vodu kod 80 °C:
v = 0,37•10-6 m2/s)
Strujanje fluida kroz cijev kod kojeg je Re <
2320 je laminarno, a za Re > 2320 jeturbulentno
strujanje fluida.
Otpor strujanju u cijevima
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
79/235
Gubitak tlaka zbog otpora pri strujanju fluida gustoće ρ s brzinom w računa se pomoćuDarcyjeve formule:
koeficijent gubitaka, koji za ravne cijevi kružnog presjeka iznosi:
Gdje su:
λ koeficijent trenjal m duljina cijevi
d m promjer cijevi (ili hidraulički promjer)
Za proračun pada tlaka u ravnim cijevima možemo pisati:
Gdje je:
R Pa/m pad tlaka po dužnom metru cijevi.
Koeficijent trenja za cijevi je funkcija hrapavosti stijenke cijevi i oblika strujanja.
Uobičajne su vrijednosti λ = 0 02 ÷ 0 05
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
80/235
Uobičajne su vrijednosti λ 0,02 0,05.
Za laminarno strujanje (Re < 2320 ) vrijedi:
i neovisan je o hrapavosti cijevi
Za turbulentno strujanje (Re > 2320 ) razlikujemotri područja strujanja:- Strujanje u glatkoj cijevi (λ ovisi samo o Re značajki).
Strujanje u hrapavoj cijevi: (λ ovisi samo o relativnoj hrapavosti
Strujanje u prijelaznom području (Colebrookova formula)
λ ovisi o Re značajki i
Gdje su: λ koeficijent trenja za cijevi
ε hrapavost cijevi
d promjer cijevi, unutrašnji ili dh
Pad tlaka u cjevovodu
Općenito se pad tlaka računa pomoću formule:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
81/235
p p p
Dodatni gubici, padovi tlaka, javljaju se pri strujanju fluida kroz armature, spojnice,
aparate i slično. Koeficijent gubitaka ζ mora biti određen za svaki element
posebno. Brzine s kojom se određuje pad tlaka (lokalni otpori) mora se odrediti od slučaja do slučaja.
a) Promjena poprečnog presjeka(proširenje, suženje). Pad tlaka je posljedica promjenebrzine
strujanja fluida i komešanja čestica.
Lokalni otpor kod proširenja
Koeficijent gubitaka se određuje kao
a pad tlaka se odnosi na brzinu w 1
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
82/235
Određivanje koeficijenta trenja u cijevi
Protjecanje kroz račvu, odvojke ili spojnicu Kod račvanja, odvajanja ili spajanja struja fluida,
Kod računanja pada tlaka treba voditiračuna s
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
83/235
dolazi do pada tlaka.
Koeficijent gubitaka ζ ovisi o više faktora: - Oblik poprečnog presjeka cijevi (kružni ili pravokutni)
- Karakteristike poprečnog presjeka ( A/AA ili A/AD )
- Karakteristike brzine
( w/wA ili w/wD )
- Kut račvanja - Oblik račve (npr.konus)
računa s kojom se brzinom on računa (ona ispredračve ili u račvi).
Koeficijent gubitaka može poprimiti inegativnuvrijednost.
Gubitci se mogu smanjiti konusnim
prolazom,
zakrivljenjem spoja ili koljenom.
koeficijent gubitaka za ravni T komad.
c) Protjecanje kroz mjerilo protoka, kalorimetre i slične uređaje Pad tlaka kod ovakvih uređaja naznačen je u tehničkoj dokumentaciji proizvođača. d) Ogrjevno tijelo (radijatori konvektori)
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
84/235
d) Ogrjevno tijelo (radijatori, konvektori)
Za pad tlaka u različitim konstrukcijama ogrjevnih tijela, (konvektori i sl. u kojima subrzine strujanja vrlo male) usvaja se vrijednost koeficijenta gubitaka ζ = 2,5.Pad tlaka se računa pomoću izraza:
Gdje je:
wH m/s brzina vode na ulaznom presjeku
priključka. e) Cijevi
Pad tlaka ravnih dijelova cijevne mreže dužine l može se izračunati na osnovi vrijednosti specifičnog otpora R , danog u dokumentaciji proizvoda.
Izmjenjivači topline, kaloriferi, solarni kolektori
Pad tlaka se određuje na osnovi tehničke dokumentacije i nominalnog volumnog protoka.
Općenito vrijedi sljedeći odnos između pada
tlaka i volumnog protoka.
Primjer: Pad tlaka izmjenjivača topline Izmjenjivač topline ima pad tlaka od 0,12 bar kod nominalnog protoka od 3,2
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
85/235
m3/h. Koliki je pad tlaka pri protoku od 5 m3/h.
Na slici je uočen kontrolni volumen koji
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
86/235
j j
obuhvaća unutarnjost račvaste cijevi. Kroz dva
presjeka nestlačivi fluid ulazi u kontrolni
volumen protocima i , a kroz dva izlazi
protocima i . Kroz plašt račve nema protokafluida. 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q
Prema jednadžbi kontinuiteta vrijedi
Mjerenje brzine strujanja fluida u cijevima
Lijeva cjevčica mjeri statički tlak u točki 1 a Pitotova cijev zaustavni tlak u točki 2
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
87/235
Lijeva cjevčica mjeri statički tlak u točki 1, a Pitotova cijev zaustavni tlak u točki 2.
Razlika ta dva tlaka je visina brzine, pa vrijedi
Očito je da se brzina računa iz mjerene razlike
tlakova, koja se obično mjeri diferencijalnim
manometrom.
2Δv gh
P d l Pi ij
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
88/235
Prandtl-Pitotova cijevSastoji se od dvije koaksijalne cijevi, pri čemu
je unutarnja cjevčica svojim otvorom
suprotstavljena strujanju i mjeri zaustavni tlak
(točka 2 na slici). Vanjska cijev ima po obodu rupice s otvorima preko kojih čestice
fluida prolaze tangencijalno kojima se mjeri
statički tlak (točka 3 na slici). Donja slika
kvalitativno prikazuje promjenu tlaka duž
strujnice 1-2-3. U točki zastoja je brzina
jednaka nuli, a tlak je maksimalan. Od točke
zastoja fluid se ponovo ubrzava, a tlak opada.
U području između točaka 2 i 3 brzina na
nekim mjestima premašuje brzinu 1v , te tlak
opada ispod tlaka 1 p , ali se na određenoj
udaljenosti od točke 2 tlak ponovo vraća na
vrijednost tlaka 1 p . Ako se zanemari učinak
viskoznih sila u neograničenom strujanju fluida
tlak 3 p će biti jednak tlaku 1 p , pa će se iz
mjerene visine Δh moći izračunati brzina 1v ,
pri čemu vrijedi iz
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
89/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
90/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
91/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
92/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
93/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
94/235
PUMPE
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
95/235
• Pumpa je stroj u kojemu se mehanička energija pogonapretvara u hidrauličku energiju pumpanog fluida
• Namjena pumpe je pumpanje najrazličitijih fluida, poputdestilata, viskoznih tekućina, agresivnih tekućina, morske vode do 80 C, slatke vode do 100 C i više, itd.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
96/235
o Zahtjevi za pumpe postavljaju se kao i za druge strojeve:• sigurnost rada kod bočnog i uzdužnog nagiba,
• ekonomičnost
• mala masa i dimenzije,• sposobnost trajnog pogona bez nadzora,
• prilagodljivost automatici, itd.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
97/235
• izravno od glavnog pogonskog stroja,
• elektromotorom,
• parnom turbinom,
• parnim stapnim strojem,
• izravno od parnog cilindra parnog stroja,
• ručni
Pogoni pumpi
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
98/235
Zupčasta pumpa
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
99/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
100/235
pumpa
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
101/235
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
102/235
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
103/235
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
104/235
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
105/235
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
106/235
Općenito o pumpama
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
107/235
Osnove i pojmoviCirkulacijska crpka u krugu grijanja ima ulogu transporta tople vode, nosioca
topline, koja se iz kotla dovodi do ogrjevnih tijela i ohlađena vraća u kotao.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
108/235
p , j g j j
Kapacitet crpke
Kapacitet crpke je količina fluida koju crpka transportira u jedinici vremena.
Potrebni kapacitet crpke sa izražava preko potrebne količine topline kojutreba predati korisniku i toplinskih gubitaka pri distribuciji.
gdje su:
ΦH W - potrebna količina topline
ΦV W - toplinski gubiciΔ K - temperaturna razlika polaznog
i povratnog voda
c kJ/kgK - specifični toplinski kapacitet ρ kg/m3 - gustoća vode pri srednjoj temperaturi medija
(u inženjerskim proračunima može se uzeti ρ = 1000 kg/m3)
Korisna snaga crpke
Korisna snaga crpke je snaga potrebna za ostvarenje željenog
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
109/235
Korisna snaga crpke je snaga potrebna za ostvarenje željenog kapaciteta crpke.
gdje su:qV m3/s - volumni protok fluida
P W - korisna snaga
g m/s2 - gravitacija
ρ kg/m3
- gustoća fluida (vode) H m - visina vodenog stupca
Električna snaga crpke Pel i stupanj djelovanja huk
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
110/235
Ukupan stupanj djelovanja
Karakteristika crpke i radna točka
Karakteristika crpke pokazuje vezu između protoka i tlaka kod konstantnog broja okretaja
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
111/235
p p j p g j j
crpke.
Određuje se ispitivanjem tako da se prigušivanjem ventila smanjuje protok kroz crpku. Kad je
ventil zatvoren (protok nula) crpka postiže maksimalni tlak. Ova je vrijednost (visina dizanja)
često naznačena na crpki
Karakteristika crpke
Primjer: Određivanje crpke za stambeni blok.Potrebna toplina za stambeni blok je Φ = 614 [Kw]. Temperatura vode na ulazu je 90 °C a na izlazu 70°C
(ΔJ = 20°C), a ρ = 971 [kg/m3] kod 80°C. Crpka mora savladati gubitke u grani s najvećim padom tlaka
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
112/235
gdje su:
qv m3/s - volumenski protok
qm kg/s - maseni protok
Φ W - toplinski tok (snaga)ρ kg/m3 - gustoća fluida c W/kgK - specifični toplinski kapacitet Δu K - temperaturna razlika
Pad tlaka u cijevnoj mreži posljedica je sljedećihgubitaka:
- gubitci ravnih dijelova cjevovoda Δp R = R · l
- lokalni gubitci
- ventili i razdjelnici
- ukupni gubici:
pretpostavka: gubitak u ravnim dijelovima uzima se
R = 100 [Pa/m] lokalni otpori su 60% ukupnih
gubitaka cjevovoda.
Dužina ravnih dijelova cjevovoda (polaz, povrat)
L = 223 m
Koeficijent cijevne mreže:
Karakteristika cijevne mreže (parabola):
U dvostrukom log dijagramu parabola postaje pravac.
Crpka radi samo po svojoj karakteristici.
Točka u kojoj se sijeku karakteristika crpkei karakteristika mreže je radna točka.
Konstrukcija
1.U principu crpke se izrađuju u linijskoj izvedbi pri čemu su usisni i tlačni vod u
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
113/235
p p p j j j p
liniji.
2.Male crpke (do NO 100) sastoje se od spiralnog kućišta izrađenog iz sivog lijeva ili
visokokvalitetnog čeličnog lima.3.S el. motorom su povezane preko prirubnice.
4.Izrađuju se u različitim veličinama i za različite visine dobave.
5.Rotor crpke izrađen je iz kvalitetnog umjetnog materijala, nehrđajućeg čelika ili
sivog lijeva.
6.Isporučuju se u raznim veličinama i s mogućnosti promjenljive dobave. Za manje
visine dobave izrađuju se kao aksijalne, a za veće kao radijalne.
7.Crpke namijenjene za centralna grijanja konstruirane su kao mokre i suhe. Obje
konstrukcije mogu biti u jednostrukoj i dvostrukoj izvedbi. Kod mokrih, potopljenih,
crpki svi su pokretni dijelovi u vodi, a brtvljenje mora biti kvalitetno.
1. Voda koja cirkulira u sustavu služi kao sredstvo za podmazivanje. Ovakve crpkesu tihe ne traže skoro nikakvo održavanje.
2. Snage im se kreću od 10 W do 2,5 kW, visina dizanja do 12 m, a dobava do 100
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
114/235
m3/h.
3. Kod suhe izvedbe brtvljenje se ostvaruje prstenastom brtvom (od keramičkih
materijala visoke kvalitete kad se traži duži radni vijek).4. Buka koja se javlja kod ovog tipa crpki znatno je veća nego kod potopljenih.
Snaga im je obično od 0,75 kW na više.
Suha konstrukcija, presjek
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
115/235
Tlak u sustavu
Raspored tlaka u sustavu
Čvornim točkama sustava nazivamo spojna mjesta u kojima se od glavnih vodovagranaju odgovarajući razvodi polaznog ili povratnog voda
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
116/235
granaju odgovarajući razvodi, polaznog ili povratnog voda.
Analogno prema ili od ogrjevnog tijela. Na osnovi gubitka tlaka u odvojku može se u
čvornim točkama odrediti razlika tlaka i nacrtati karakterističan dijagram pada tlaka usustavu.Na slici je prikazana raspodjela tlaka za klasičan paralelan spoj i za paralelan spojprema Tichelmann-u koji osigurava strujanje medija pri istim padovima tlaka.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
117/235
Raspodjela tlakova u dvocijevnom sustavu spojenom prema Tichelmann-u
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
118/235
Spajanje ogrjevnih tijela prema Tichelmann-u
Jednolika raspodjela tlakova prema Tichelmann-u
A. Tichelmann je predložio takvo povezivanje ogrjevnih tijela kod kojeg je svako od njihspojeno cijevima približno jednake duljine mjereno od kotla
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
119/235
spojeno cijevima približno jednake duljine, mjereno od kotla.
Podjednake padove tlaka moguće je ostvariti jedino ukoliko su sva ogrjevna tijela istog
tipa i iste snage, a samim time i protoci radnog medija kroz njih su isti. U ovom je slučajuproračun cijevne mreže pojednostavljen, a regulacija sustava je jednostavna i tražisamo manja podešavanja.
Mogući načini cirkulacije u Tichelmann-ovom sustavu
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
120/235
Opis slike: U točkama B, C, D i E dižu se vertikale 1 do 4 pri čemu se točke C1 do C6 odnose na vertikalu 2.
Pri tome su:
H - visina dizanja crpke
ΔhC - razlika tlaka za vertikalu 2
ΔhV - pad tlaka na ventili ogrjevnog tijela 2
ΔhE - razlika tlaka za vertikalu 4
h1 - pogonski tlak za ogrjevno tijelo 1
H ΔhC ΔhV
h1
ΔhE
h
Za dvocijevni sustav s donjim razvodom, slika, dan je dijagram raspodjele tlakova. Prikazani su:Visina dizanja crpke je Δ p. Prvo je opisana desna strana gledano od točke A. Padovi tlaka napojedinim granama AC, CF, FG, GJ smanjuju radni tlak. Statički tlak sustava nije uzet u obzir. Padtlaka na ogrjevnom tijelu 3 (HK3) mora biti isti kao na HK2. Za ogrjevno tijelo HK1 moramo preko
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
121/235
g j j ( ) g j j p
ugrađenog ventila ostvariti pad tlaka od G do H. Padovi tlaka povratnog voda su HE, ED i DB.Lijeva strana sustava ponaša se identično s tom razlikom što je ukupni pad tlaka na krajupovratnog voda AB'. Da bi se ostvarila ravnoteža u sustavu u povratni se vod lijeve grane moraugraditi regulacijski ventil STR na dionici MB. Pomoću ovog ventila ostvaruje se isti pad tlaka kaošto je i u desnoj grani sustava.
Raspored tlaka za sustav toplovodnog grijanja s donjim razvodom (zatvoreni sustav,
desno s centralnim odzračivanjem, lijevo s pojedinačnim odzračivanjem).
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
122/235
Raspored tlaka za sustav toplovodnog grijanja s donjim razvodom (zatvoreni sustav,
desno s centralnim odzračivanjem, lijevo s pojedinačnim odzračivanjem).
SUSTAVI ZA ZAGRIJAVANJE PROSTORA
Potrebni podatci
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
123/235
Kod proračuna sustava za zagrijavanje prostora konvekcijom u obzir se moraju uzeti slijedeći
faktori:
• Namjena prostora (stambeni, radni itd., te tražena temperatura prostora),
• Vrsta ogrjevnih tijela (radijatori, konvektori itd.),
• Uređaj za zagrijavanje vode (kotao, bojler, izmjenjivač topline, dizalica topline, solarni
• kolektori),
• Tip sustava (niskotemperaturni, standardni, s iskorištavanjem otpadne topline),
• Određivanje temperature medija nosioca topline.
Dimenzioniranje sustava za zagrijavanje prostora
Za pojedini sustav vrijede slijedeće definicije:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
124/235
Vrste ogrjevnih tijela
(1) Pločasti i člankasti radijatori
Osnova za odabir je nazivni toplinski učinak ogrjevnog tijela. Faktori koji smanjujunazivni toplinski učinak su;Način spajanja, način ugradnje i metalik boje moraju se uzeti u obzir.Različita srednja temperatura vode u odnosu na normiranu, druge temperatureambijenta od normirane. Ovi se faktori moraju uzeti u obzir prema normi M7513.
(2) Konvektori
Kod odabira mora se poštivati podatci proizvođača.Moraju uzeti u obzir promjene nazivnog učinka uslijed nestandardnih radnih
temperatura medija, ugradnje u otvore i slično.
(3) Integrirani sustavi – podno grijanjeKod dimenzioniranja podnog grijanja kao integriranog sustava koriste se standardne proračunske metode i podatci iz tehničke dokumentacije.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
125/235
(4) Druge vrste integriranih sustava
Kod dimenzioniranja drugih vrsta integriranih sustava treba koristiti relevantnu stručnu literaturu i
tehničku dokumentaciju proizvođača.U slučaju stropnih zračećih panela kod dimenzioniranja treba uzeti u obzir temperature na mjestuboravka i geometrijske parametre.
(5) Druge vrste ogrjevnih tijela
Za nestandardne vrste ogrjevnih tijela dimenzioniranje sustava se radi na osnovi tehničkedokumentacije proizvođača a u nedostatku tih informacija koristi se odgovarajuća stručnaliteratura.Kod postavljanja ventilokonvektora treba voditi računa o nivou buke, načinu strujanja zraka, a unekim slučajevima i o regeneraciji topline. Veliki broj firmi nudi računalne programe za dimenzioniranje sustava grijanja i njegovih elemenatašto znatno ubrzava postupak projektiranja. Za kvalitetno korištenje takvih programa neophodno je dobro poznavanje teorijskih osnova
proračuna kako bi se dobiveni rezultati mogli ispravno vrednovati.
Proračunske temperature
Definiranje temperatura medija, nosioca topline u sustavima grijanja traži
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
126/235
odgovarajući izvor toplinske energije i odavanja topline. Kako su danaskondenzacijski kotlovi odraz stanja tehnike i kod kojih su temperature povratnog voda
niske treba dobro razmotriti mogu li se temperature u sustavu održavati nižim.
Kod dizalica topline treba voditi računa o tome da temperature polaznog voda nemogu biti iznad određenih vrijednosti.
Preporučuju se prema H5150-1 slijedeće temperature u sustavu ovisno o vrsti izvora
topline:
• Dizalica topline u sustavu grijanja, temperature polaznog voda ≤ 50°C,• Kondenzacijski kotao u sustavu grijanja, temperatura povratnog voda 35°C,• Ostali izvori topline u sustavu grijanja, temperatura polaznog voda 75°C.
Napomene za projektiranje
Za svaki element za odavanje topline (člankasti, pločasti radijator ili konvektor) u krugugrijanja potrebno je prema DIN 18380 predvidjeti:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
127/235
grijanja potrebno je prema DIN 18380 predvidjeti:
• mogućnost regulacije,• odvajanje od mreže na polazu i povratu,
• mogućnost pražnjenja, • mogućnost odzračivanja.
1. Kod integriranih sustava grijanja kao što je podno grijanje treba predvidjetimogućnost pražnjenja instalacije i odzračivanje za više krugova ( preko zajedničkog razdjelnika).
2. Kod različitih sustava (s radijatorima, integrirani sustavi drugi tipovi ogrjevnih tijela)preporuča se ugradnja elemenata za regulaciju.
3. Ukoliko sustav ima više podsustava treba predvidjeti elemente za regulaciju za svakiod njih.
4. Ukoliko se traži mjerenje potrošnje toplinske energije treba predvidjeti ugradnjukalorimetara prema zahtjevima M5920, M5921, M5922 i EN 835.
5. Kod sustava daljinskog grijanja ili razvedenih sustava treba proučiti smjernice zaprojektiranje ovakvih sustava.
Osnove proračuna
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
128/235
Norma M7500 daje proračun potrebne topline bez dodataka i odbitaka. Dodaci sedaju na utjecaj vjetra (npr. za prostoriju orijentiranu na SZ).
Kad se predviđaju duži prekidi rada sustava treba predvidjeti dodatak na prekidloženja.
Promjenom radnih parametara ogrjevnog tijela u odnosu na standardne promijenit ćese i njegov učinak a što mora biti uzeto u obzir prilikom proračuna i odabira ogrjevnog
tijela.
Zahtjev: Toplinski učinak ogrjevnog tijela Φ mora biti, za nazivne parametre prostora, jednak ili veći od nominalnog Φn potrebnog za taj prostor.
Prema DIN 4701, dio 3:1989 može se dodati 15% toplinske snage u odnosu naproračunatu radi odstupanja u gradnji odnosno unutarnje od referentne temperature
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
129/235
proračunatu radi odstupanja u gradnji odnosno unutarnje od referentne temperature.
Preko potrebnog toplinskog učinka Φn za pojedinu prostoriju i poznatog učinka jednog
članka ili dužnog metra pločastog radijatora možemo odrediti potreban broj članaka odnosno veličinu pločastog radijatora.
gdje su:
Φ1n - snaga (učinak) jednog članka (W/čl.) ili dužnog metra pločastog radijatora(W/m) određen prema EN 422-2,
f g - ukupni faktor korekcije u odnosu na standardne vrijednosti dobiveneispitivanjem.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
130/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
131/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
132/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
133/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
134/235
CJEVOVODI KOD
GRIJANJA IKLIMATIZACIJE
Za protok raznih plinova, para i tekućina, a u nekim slučajevima i transport
krutih tvari služe cijevni vodovi. Oni su izgrađeni od elemenata kao što su:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
135/235
j g
cijevi, ventili, zasuni, pipci (slavine), zaklopke (priklopci) i dr. Cijevi i njihovi
dijelovi se zbog pojednostavljenja prikazuju pomoću simbola u crtežima,
slika 20.1. Takvo prikazivanje omogućuje standardizacija pojedinih dijelova.
Standardni simboli pojednostavljuju shemu cijevnog voda tako da dolazi do
izražaja tok strujanja fluida i princip djelovanja cijevnog voda.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
136/235
R - rezervoar, V - ventil, C – cijevni vod
Shema cijevnog
Za industrijske objekte predlaže se sustav zaštitnog bojenja cijevnogvoda:
• crveni prstenovi za upozorenje na lakozapaljive požarne i
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
137/235
eksplozivne tvari,
• žuti prstenovi za obilježavanje opasnih i štetnih tvari za zdravlje
ljudi (otrovnih, zagušljivih, i dr.),• zeleni prstenovi za bezopasne i neutralne tvari.
Transportiranje plinova, pare, tekućina, a ponekad i krutih tvari
sa jednog mjesta na drugo mjesto obavlja se pomoću cjevovoda. Pri tome,d lj t i đ tih j t ž biti lik ( ft d
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
138/235
udaljenost između tih mjesta može biti veoma velika (naftovod,plinovod, itd.) ili vrlo mala (pretakanje vina iz rezervoara u manje
posude). Osnovni sastavni dijelovi cjevovoda su cijevi. Cijevni vod svećom dužinom sastavljen je od više pojedinačnih cijevi, koje moraju bitimeđusobno prikladno spojene. Spajanje cijevi obavlja se najčešće pomoću prirubnica. U eksploataciji je korištenje cijevnog voda praktično neograničeno obzirom ne osnovne parametar fluida, kao što su tlak,
temperatura i vrsta fluida. Radni tlakovi cijevnog voda su u rasponu odvrlo niskih podtlaka (cca 5 kPa), pa do veoma visokih tlakova (oko 50
MPa). Raspon radnih temperatura iznosi od oko –200°C (kod ukapljenihplinova) do +900°C (kod energetskih postrojenja). Visoki radni tlakovi
zahtijevaju dovoljno čvrste i izdržljive izvedbe sastavnih dijelovacijevnog voda. Ovdje su u uskoj vezi i visoke radne temperature,
obzirom da promjena temperature izravno utječe na veličinu mehaničkih
Kod projektiranja cijevnog voda treba uzeti u obzir i agresivnost fluida koja
se očituje u ubrzanom trošenju materijala cijevi uslijed kemijskog,
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
139/235
korozivnog i erozivnog djelovanja. Za transportiranje raznih vrsti fluida
najčešće se koristi kruta izvedba cijevnog voda, ali ne u svim slučajevima.Ne postoji materijal koji bi mogao udovoljiti svim navedenom parametrima
kod transportiranja plinova, pare, tekućina i krutih tvari. Zato je u svakom
pojedinom slučaju neophodno odabrati optimalan materijal u odnosu na
osnovne parametre: radni tlak i temperaturu, uvjete eksploatacije i
otpornost na korozivna oštećenja. Također, postoji niz primjera izvedbi sa
kombiniranom upotrebom dva različita materijala, kada se istovremeno
koriste njihova pozitivna svojstva.
Za izradu cijevi upotrebljavaju se sivi lijev, čelik, bakar i njihove legure, aluminijske
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
140/235
Za izradu cijevi upotrebljavaju se sivi lijev, čelik, bakar i njihove legure, aluminijskelegure, olovo, staklo, plastične mase, guma i tekstil. Za izradu krutih cjevovoda najviše se koriste metalne cijevi. Za fleksibilne cjevovode upotrebljavaju se plastične, gumenei tekstilne cijevi. Osnovne dimenzije metalnih cijevi (promjer i debljina stjenke) sustandardizirane. Cijevi od sivog lijeva imaju dobru otpornost na korozivna oštećenja.One se koriste za transportiranje tekućina (voda, nafta i njezini derivati, otpadne vode)kod predtlaka do 1 MPa. Ako trasa cijevnog voda nije pravocrtna ili cijevni vod treba
granati, koristi se posebno lijevane standardizirane umetke. Razlog tome je činjenica da se odlivena cijev naknadno ne može savijati, a to im je i najveći nedostatak.Čelične cijevi se proizvode u vrlo širokom asortimanu. Podijeljene su u dvije skupineprema postupku izrade: bešavne i šavne. Bešavne cijevi izrađuju se postupkomvaljanja ili vučenja, a šavne zavarivanjem. Zavareni šav može biti ravan ili spiralan podužini cijevi. Upotrebljavaju se za sve vrste fluida, te kod svih radnih tlakova itemperatura.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
141/235
Uslijed protoka toplih fluida kroz cijevni vod dolazi do produženja (dilatacije) cijevnogvoda, što ovisi o njegovoj ukupnoj dužini. Kompenzacijske cijevi se rabe kod sustavakoji zbog istezanja i skupljanja uslijed temperaturnog opterećenja omogućavajudilataciju sustava
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
142/235
dilataciju sustava
Kompenzacijska cijev u obliku valovite lire
Približan proračun cijevnog voda provodi se u tri stupnja:1. određivanje unutarnjeg promjera cijevi ili normalnog otvora, 2. određivanje potrebne debljine stjenke cijevi i 3 provjera naprezanja u prirubnici i u vijcima prirubničkog spoja
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
143/235
3. provjera naprezanja u prirubnici i u vijcima prirubničkog spoja.
Nominalni otvor se određuje na osnovi zadane količine fluida Q [m3 /s] koja treba proći kroz cijevni vod u određenom vremenu i poštivanja zakona kontinuiteta, prema:
Qv
Di4
.2
mvQ
Di 2
ovdje je v [m/s] srednja brzina protjecanja fluida, koja približno iznosi: 0.5 do 5 [m/s] za transportiranje vode, 20 do 30 [m/s] za transportiranje zasićene pare, 30 do 50 [m/s] za transportiranje pregrijane pare i
15 do 80 [m/s] za transportiranje zraka.
Debljina stijenke određuje se pomoću jednadžbe:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
144/235
1 22
n
f
F
D pt c c m
gdje je:
D [m] unutarnji promjer cijevi,
pn [Pa] nominalni tlak,φ faktor slabljenja stjenke cijevi (φ = 1 za bešavne cijevi; φ = 0,7 do 0,9 za
šavne cijevi),σf [N/m
2] granica tečenja kod radne temperature 1°C,vF [m/s] 1,6 do 2 – stupanj sigurnosti u odnosu na granicu tečenja, c1 [m] dodatak zbog netočnosti izrade cijevi ic2 [m] dodatak za koroziju.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
145/235
Izračunata debljina stijenke i unutarnji promjer moraju biti usaglašeni sa
standardiziranim dimenzijama cijevi. Broj i promjer vijaka i dimenzije prirubnice
propisani su u standardu prema nominalnom otvoru i tlaku No ipak je potrebno
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
146/235
propisani su u standardu prema nominalnom otvoru i tlaku. No, ipak je potrebno
kontrolirati veličinu naprezanja u priteznim vijcima i prirubnici uslijed opterećenja sa
silom pritezanja. Ukupna sila u prirubničkom spoju prema slici 20.5. određena je
izrazom (122), a prethodna ukupna sila pritezanja izrazom (123).
N p D
F nm
r
4
N F F r o 5.35.2
gdje je:
Dm [m] srednji promjer brtve.
Ukupnu silu F 0 treba podijeliti sa brojem vijaka kako bi se dobilo opterećenje
jednog vijka F 01.
Cijevna armatura
Osnovni zadaci cijevne armature su:
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
147/235
1.potpuno prekidanje proticanja fluida (zaporna armatura),
2.usmjeravanje i reguliranje proticanja fluida (regulaciona armatura),
3.osiguravanje cijevnog voda i priključnih uređaja i strojeva od mogućih
iznenadnih preopterećenja ili drugih nepoželjinih pojava (sigurnosna armatura),
4.mjerenje i nadzor pojava u cijevnim vodovima (kontrolirana armatura).
Prema osnovnim zadacima podešene su i izvedbe pojedinih vrsta armature, a toznači da je povelik asortiman izvedbi razne armature
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
148/235
Smjernice za izbor armatura
Nije moguće Moguće Moguće Nije moguće
Obilježje Ventil Zasun Pipac Zaklopac
Ugradna duljina Velika Mala Srednja Mala
Visina izvedbe Srednja Velika Mala Mala
Otpor strujanju Srednji Mali Mali Umjeren
Prikladnost za promjenusmjera strujanja
Uvjetna Dobra Dobra Dobra
Vrijeme otvaranja odn.
zatvaranjaSrednje Dugo Kratko Srednje
Sila namještanja Srednja Mala Mala Varira
Trošenja sjedala Malo umjereno veliko malo
UpotrebaSrednji DN
Najveći PN
Najveći DN
SrednjI PN
Srednji DN
Srednji PN
Njaveći DN
Mali PN
Prikladnost za procese
namještanja Vrlo dobra Loša Umjerena Dobra
Gubitak tlaka na armaturama i savijenim dijelovima odnosno grananju cijevi, izraženo uekvivalentnim dužinama vodova
Armatura odn.
dio voda
Slika Ekvivalentna dužina voda u mmUnutrašnji promjer cijevi (nazivni promjer) u mm
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
149/235
25 50 80 100 125 150 200 250 300
Zaporni ventil a 6 15 25 35 50 60 85 110 140
Zaporni zasun b 03 0,7 1,0 1,5 2 2,5 3,5 5 6
Koljeno cijevi c 1,5 3,5 5 7 10 15 20 35 50
Koljeno cijevi
(r = d)
d 0,3 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5 5 8 10
Koljeno
cijevi (r = 2d)
e 0,15 0,3 0,5 0,8 1,0 1,5 2 3 4
Cijevni
nastavak
f 2 4 7 10 15 20 25 32 40
Redukciona
fazona
g 0,5 1,0 2 2,5 3,5 4,0 6 8 10
a b c d e f g
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
150/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
151/235
Zaporni ventil
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
152/235
Zasun
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
153/235
Pipac
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
154/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
155/235
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
156/235
PAMETNA KUĆA
Što je pametna kuća
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
157/235
U staroj Grčkoj najveća je uvreda bila nekomu reći da je nepismen. Danassvi znamo čitati i pisati.
Informacije su svugdje oko nas. Javljaju se novi mediji kojima prenosimo
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
158/235
j g j j j j j p
informacije. U suvremenome svijetu trebamo znati pronaći informaciju,
prepoznati informaciju koja može riješiti problem, vrednovati i organiziratiinformacije te ih učinkovito rabiti.
Danas se spominje i digitalna pismenost. Ona se odnosi na sposobnost
čitanja i razumijevanja hiperteksta ili multimedijskih tekstova, a uključuje
razumijevanje slika, zvukova i teksta.
Za razliku od digitalne pismenosti, informacijska pismenost podrazumijeva
cjelokupan svijet informacija, obuhvaćajući i one u tiskanome obliku. Stoga
je ona širi pojam od digitalne pismenosti jer sve informacije još nisu u
elektroničkome obliku, a opseg dostupnoga digitalnog sadržaja skroman je
u odnosu na količinu tiskanih.
Toplinska ugodnost
• Osjećaj ugodnosti nužno je individualan tj. ne postoji neki određeni skup veličina stanja okoliša u kojem bi baš svaka osoba iskazala
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
159/235
skup veličina stanja okoliša u kojem bi baš svaka osoba iskazalazadovoljstvo (u skupu osoba koje borave ili obavljaju iste aktivnosti u
određenom prostoru uvijek se javlja izvjestan broj nezadovoljnih).Ugodnost je skup veličina stanja okoliša u kojem postotak nezadovoljnihne prelazi određenu vrijednost.
• Osnovni faktori koji utječu na toplinsku ugodnost osoba u prostorusu: temperatura zraka u prostoriji, temperatura ploha prostorije, vlažnost
zraka, strujanje zraka (brzina, smjer), razina odjevenosti, razina fizičke aktivnosti, te ostali faktori (dob, buka, namjena prostora, kvaliteta
zraka,...).
• Toplinska ugodnost rezultat je zajedničkog međudjelovanja navedenihfaktora. Pri promjeni samo jedne veličine stanja, istu ili sličnu razinu
ugodnosti moguće je ostvariti samo uz promjenu i neke druge veličine stanja. Izmjena osjetne topline vrši se određenim mehanizmima(provođenje, konvekcija i zračenje), odnosno kao osjetna i latentnatoplina (isparavanje) s površine kože.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
160/235
FUNKCIONALNOSTI INTELIGENTNE KUĆE
Multimedijski centar
Multimedijalna rješenja za pametnu kuću podrazumijevaju upravljanje s audio ivideo uređajima iz bilo koje prostorije u kući Pri tome su najčešće uređaji
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
161/235
video uređajima iz bilo koje prostorije u kući. Pri tome su najčešće uređaji pohranjeni u jednoj prostoriji dok su zvučnici i monitori distribuirani po prostorijama
na način koji najbolje odgovara korisniku. Višesobni sustavi omogućavaju korisnicima da jednim ili više izvora zvuka i/ili slike upravljaju iz svih za topredviđenih prostorija i da pri tome u raznim zonama mogu autonomno odabiratiaudio i video izvor, ugađati glasnoću itd. Pri tome centar ovakvog sustava spripadajućim komponentama može biti smješten na neko "nevidljivo" mjesto,zvučnike i LCD/plazma televizore je moguće "sakriti" u zid ili strop, pa jedine
vidljive komponente ostaju daljinski upravljači i upravljačke tipkovnice.Povezivanjem višesobnih sustava sa sustavom inteligentne kuće omogućava sekorisniku da programiranjem različitih "scena" (postavke sustava s obzirom naželjenu atmosferu i aktivnost) pritiskom na jednu tipku potpuno prilagodi svefunkcije oba sustava na željenu razinu. Upravljanje takvim audio/video sustavomse lako može riješiti univerzalnim daljinskim upravljačem (koji osim za kontrolu AV
uređaja također upravlja ostalim funkcijama u sustavu; osvjetljenje,grijanje/hlađenje i mnogim drugim), ekranom osjetljivim na dodir montiranim nazid, mobitelom putem SMS poruka, preko kućnog osobnog računala ili prekoInterneta kada korisnik nije u kući.
Osvjetljenje
Sustav automatskog osvjetljenja je širok pojam, koji obuhvaća automatsko paljenje i gašenje, te pojačavanje i smanjivanje jačine svijetla. Automatsko osvjetljenje može obuhvatiti samo
jednu prostoriju ili čitavu kuću, vani i unutra. Sustav se ugrađuje radi poboljšanja kvaliteteživota, ali i radi uštede električne energije. U običnim kućanstvima bez sustava automatskogosvjetljenja, najveća ušteda električne energije se može postići tako, da se u svim
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
162/235
j j j , j g j p ,prostorijama u kojima nije potrebno osvjetljenje, svijetla gase, što nije praktično, jer se to često zaboravi učiniti. Zato se ugrađuju sustavi automatskog osvjetljenja, koji sami pale i gase
svjetla ovisno o potrebi čovjeka i još pri tome, neki sustavi ovisno o sunčevom svjetlu i dobudana reguliraju jačinu osvjetljenja, što dodatno štedi električnu energiju. Postoje tri osnovanačina kontrole osvjetljenja: kontrola vremenskim ograničenjem, kontrola u ovisnosti o jačini dnevnog svijetla i kontrola prisutnosti osobe u prostoru.
Senzori pokreta najčešće se koriste za vanjsku rasvjetu noću. Kad registriraju pokret, aktivirajuvremensku kontrolu osvjetljenja koja određeni vremenski period drži rasvjetu upaljenom. Ukombinaciji s detektorima dnevnog svjetla, moguće je postići energetski učinkovito upravljanjevanjskom rasvjetom tako da se ona automatski pali samo noću i samo kad je registrirana
prisutnost osobe. Osim za vanjsku rasvjetu, detektori pokreta mogu se koristiti i u rijetkokorištenim prostorijama kao što su podrumi, stubišta ili spremišta. Senzori prisutnosti postoje u infracrvenoj i ultrazvučnoj izvedbi i njihova svrha je detektiratiprisutnost osoba u prostoriji i tome prilagoditi razinu osvjetljenja. Infracrveni senzori pogodnisu za otvorenije prostorije, dok su ultrazvučni senzori prisutnosti pogodni u prostorijama spregradama i sličnim objektima koji se mogu pokazati kao smetnja infracrvenom senzoru.
Pametne rolete su rolete koje omogućavaju automatsko podešavanje razine svijetla u prostorijitijekom dana. Obično se izrađuju sa dva moguća načina upravljanja: ručnim i automatskim
načinom rada. Kod ručnog načina rada obično je omogućeno automatsko upravljanje iznaslonjača uz pomoć daljinskog upravljača. Kod automatskog načina rada upravljanje se svodina tumačenje vanjskih signala kao što je razina sunčeva zračenja, temperatura fasade, tedetekciju brzine vjetra ili kiše. Također, rolete se mogu spuštati i dizati u vrijeme koje korisnikodredi. Tako bi se, ovisno o vrsti signala u automatskom načinu rada rolete trebale po zimispustiti po noći, dok bi se danju na temelju razine dnevnog svijetla podizale ovisno o razinisvijetla, dok bi ljeti upravljanje trebalo biti izvedeno tako da se danju spuste, a noću podignukako bi se omogućilo prozračivanje prostorije.
Sigurnost
Aspekt sigurnosti u pametnim kućama obuhvaća sigurnost osoba zavrijeme boravka u kući no i u njihovoj odsutnosti Naime kroz integrirani
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
163/235
vrijeme boravka u kući, no i u njihovoj odsutnosti. Naime, kroz integriranisustav osiguranja sve prostorije kuće pokrivene su senzorima koji
detektiraju razne opasnosti za stanovnike kuće. Sigurnosni podsustavomogućuje razne programirane radnje. Tako primjerice može u slučaju bolesti člana kućanstva automatski pozvati medicinsku pomoć. U slučaju pokušaja provale, automatski paliti sva svijetla u kućanstvu te obavijestitiosobe koje borave u kući o trenutnoj opasnosti. Naime, kroz središnji
sustav integriran u cijeloj kući mogućnosti osiguranja postaju iznimnosnažne i različito programabilne. Mogućnosti sigurnosnog podsustavazbog integracije su iznimno velike, lako prilagodljive korisniku te pružaju visoku razinu sigurnosti za sve osobe koje borave u takvoj kući.Sigurnosni podsustav tako objedinjuje većinu ostalih izvedenihpodsustava i putem ugradbenog računala koje radijskim putemrazmjenjuje informacije s ostalim računalima i kontrolnim pločama ukućanstvu stvara integriranu mrežu.
HVAC
HVAC je skraćenica od engleskih riječi Heating, Ventilation, i Air-
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
164/235
Conditioning, koje na hrvatskom znače grijanje, ventilaciju i hlađenje, koji
su usko povezani i potrebni u svakom kućanstvu. Osnovna zadaća HVACsustava je održavanje ugodne temperature prostora, reguliranje vlažnosti idovođenje svježeg zraka. Ti parametri su bitni, kako bi boravak ljudi uprostorijama bio što ugodniji, te kako bi se smanjio rizik od bolesti.
Grijanje
Grijanje služi za podizanje temperature prostorije tijekom hladnih
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
165/235
dana. Postoji više načina grijanja. Centralno grijanje se sastoji od peći,
bojlera, cijevi, radijatora i pumpe. Peć služi za zagrijavanje sredstva
kojim se prenosi toplina. To je najčešće voda, premda se mogu koristiti
i para i zrak. Zagrijana voda se cijevima odvodi do radijatora preko
kojih se grije zrak u prostoriji. Pumpa tjera vodu da bi se toplina
jednako raspodijelila prema svim radijatorima. Regulirati se može
temperatura svake prostorije posebno ovisno o korištenju i vlastitim
željama.
Hlađenje
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
166/235
Služi za smanjenje temperature prostorije tijekom toplih dana. Za to se najčešće
koriste klima uređaji, koji uz hlađenje kontroliraju vlagu zraka i pročišćuju zrak. Zrak sehladi tako da se kompresirani plin, najčešće freon, širi u unutarnjoj jedinici prilikom
čega oduzima toplinu okolnom zraku. Nakon toga se u plinovitom stanju freon prenosi
do vanjske jedinice gdje se ponovo kompresira i tako predaje toplinu vanjskom zraku.
Imamo senzor otvorenosti prozora ili vrata koji se može povezati sa upravljanjem
sustava grijanja i hlađenja, kao i na alarmni sustav kojem dojavljuje je li prozor ostao
otvoren ili ne. Senzor otvorenosti prozora ili vrata povezuje se direktno s kontrolomsustava grijanja/hlađenja i isključuje sustav kada netko otvori prozor ili vrata ili ih
ostavi otvorene dulje od zadanog perioda. Na taj način isključuje se sustav grijanja kad
otvorenim prozorom u zimskom periodu dopuštamo ulaz svježeg hladnog zraka te se
sprječava rasipanje topline u okoliš. Kad zaključimo da je prostorija provjetrena,
zatvorit ćemo prozor, a sustav grijanja će se automatski pokrenuti. Isti takav slučaj je u
ljetnom periodu. Ako, s druge strane, napuštate stan, alarmni sustav vas može obavijestiti o tome da je neki od prozora ostao otvoren ili čak tu informaciju dojaviti na
mobitel.
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
167/235
Kontrola okućnice
-
8/9/2019 Grijanje i Klimatizacija_nastavni Materijali
168/235
U današnje vrijeme kada nije samo bitno biti u mogućnostikontrolirati samo unutrašnjost doma već i područje izvan njega,
lako je zapravo bežičnim putem slati naredbe raznim uređajima
koji su locirani u okućnici. Tako je mo