grijanje i klimatizacija_nastavni materijali

Upload: nikola-durdek

Post on 01-Jun-2018

239 views

Category:

Documents


4 download

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:

    st ua 

    st 

    sta 0 

    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:

    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  

    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