STRUČNO USAVRŠAVANJE

OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA

XI. tečaj 11. i 12. studenog 2011.

TEMA:

„UTJECAJ POVRŠINE PROPUŠTANJA PROZORA IVRATA NA ODRŽAVANJE I REGULACIJU TLAKA

PROSTORA “

Autori: Zdenko Vašatko, disprof.dr.sc. Petar Donjerković, dismr.sc. Ivan Cetinić, dis

UTJECAJ POVRUTJECAJ POVRŠŠINE INE PROPUPROPUŠŠTANJA PROZORA I TANJA PROZORA I VRATA NA ODRVRATA NA ODRŽŽAVANJE I AVANJE I REGULACIJU TLAKA PROSTORAREGULACIJU TLAKA PROSTORA

Zdenko VaZdenko Vaššatko, dipl. ing.atko, dipl. ing.

FIZIKALNE VELIFIZIKALNE VELIČČINE UTJECAJNE INE UTJECAJNE NA ODRNA ODRŽŽAVANJE TLAKAAVANJE TLAKAPROSTORAPROSTORA

Propusnost prostoraPropusnost prostoraOdstupanje koliOdstupanje količčine zraka ine zraka uzrokovane touzrokovane toččnonoššćću mjerenja i u mjerenja i regulacijeregulacijeKoliKoliččina dovedenog i odvedenog ina dovedenog i odvedenog zrakazrakaTraTražženi tlak prostoraeni tlak prostora

Propusnost prostora se u smislu regulacijske i Propusnost prostora se u smislu regulacijske i proraproraččunske veliunske veliččine moine možže smatrati kao otpor e smatrati kao otpor strujanju zaka. strujanju zaka. ŠŠto je propusnost veto je propusnost većća to je manji a to je manji otporotpor

2

2wp ⋅=Δ

ρ

ΔΔpp –– pad tlaka (Pa)pad tlaka (Pa)

ρ ρ –– specifispecifiččna gustona gustoćća (kg/m3)a (kg/m3)

ww –– brzina strujanja (m/s)brzina strujanja (m/s)

Odstupanje koliOdstupanje količčine zraka uslijed netoine zraka uslijed netoččnosti nosti mjerenja i regulacije dovedene i odvedene mjerenja i regulacije dovedene i odvedene kolikoliččine zraka. Standardno se uvaine zraka. Standardno se uvažžava pogreava pogrešška od ka od 4%4%

[ ] %4=−=Δ odvdov VVV &&&

ΔΔVV –– odstupanje stvarne od izmjerene koliodstupanje stvarne od izmjerene količčine zraka (mine zraka (m33/s)/s)

A A –– propusnost prostora (mpropusnost prostora (m22))

μμ –– koeficijent istjecanja 0,72 (ovisi o geometriji otvora)koeficijent istjecanja 0,72 (ovisi o geometriji otvora)

2

2 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

Δ⋅=Δ

μρ

AVp&

KoliKoliččina dovedenog i odvedenog zraka ovisi ina dovedenog i odvedenog zraka ovisi od veliod veliččine prostorije i potrebnog broja ine prostorije i potrebnog broja izmjena zraka u prostorije. Veizmjena zraka u prostorije. Većći volumen i volumen prostorije i broj izmjena zraka uvjetuje veprostorije i broj izmjena zraka uvjetuje većću u kolikoliččinu dovedenog i odvedenog zraka inu dovedenog i odvedenog zraka uzrokovanu netouzrokovanu netoččnim mjerenjem i nim mjerenjem i regulacijomregulacijom

( )100

43600

/3 ⋅⋅

=ΔIV

smV prostorije&

&

VVprostorijeprostorije –– volumen prostorije (mvolumen prostorije (m33))

II –– broj izmjena zraka u satubroj izmjena zraka u satu

Nazivni tlak u prostoriji se ostvaruje promjenom količine dovedenog i odvedenog zraka. Propuštanja kroz elemente građevinske fizike odnosno na utjecaj tehnoloških procesa potrebno je uzeti u obzir:

μρ

⋅⋅⋅Δ

=Δ Ap

V proT

2&

ΔΔVVTT –– razlika dovedene i odvedene kolirazlika dovedene i odvedene količčine zraka (mine zraka (m33/s)/s)ΔΔpppropro –– razlika tlaka prostorijerazlika tlaka prostorije ((PaPa))

Djelovanje razlike u protoku Djelovanje razlike u protoku zraka na stvarni prostorzraka na stvarni prostor

Propusnost prostora određuju zazori i Propusnost prostora određuju zazori i pukotine u vratima i prozorima te oko pukotine u vratima i prozorima te oko prolaza cijevi u zidovima i manje prolaza cijevi u zidovima i manje pukotine u unutrapukotine u unutraššnjosti od cijevi njosti od cijevi ispod ispod žžbuke, npr. elektribuke, npr. električčnih vodova.nih vodova.Pad tlaka kroz zazore i pukotine u Pad tlaka kroz zazore i pukotine u prostoru je u kvadratnoj funkciji prostoru je u kvadratnoj funkciji protoka.protoka.Kompresija zraka je pri relativno Kompresija zraka je pri relativno niskom tlaku beznaniskom tlaku beznaččajna i zbog toga ajna i zbog toga se ne uzima u prorase ne uzima u proraččun. un.

Promjena tlaka moPromjena tlaka možže se prikazati izrazom:e se prikazati izrazom:

Uz Uz μμ=0,64 (koeficijant istjecanja za vrata i =0,64 (koeficijant istjecanja za vrata i prozore) moprozore) možžemo prikazati :emo prikazati :

2

2 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

⋅=Δμ

ρAVp&

( ) ( )PapmAV Δ⋅⋅= 2827,0&

GrafiGrafiččki prikaz promjene tlaka prostora prema ki prikaz promjene tlaka prostora prema prethodnim izrazimaprethodnim izrazima

Primjer regulacije tlaka u stvarnom prostoru u Primjer regulacije tlaka u stvarnom prostoru u zavisnosti od propusne povrzavisnosti od propusne površšineine

Utjecaj broja izmjena zraka na stabilnost Utjecaj broja izmjena zraka na stabilnost regulacije tlakaregulacije tlaka

Stvarno propuStvarno propušštanje kroz zatvorena vrata u l/s tanje kroz zatvorena vrata u l/s

0,0130,0130,0120,0120,0120,0120,0110,0110,010,010,0080,0080,0040,004Zazor visine 3mm Zazor visine 3mm (po 1 m zazora)(po 1 m zazora)

0,140,140,130,130,120,120,110,110,100,100,080,080,040,04DvokrilnaDvokrilna

0,080,080,070,070,070,070,060,060,060,060,050,050,030,03JednokrilnaJednokrilna

40403030252520201515101055

RAZLIKA TLAKA U PaRAZLIKA TLAKA U PaTIP VRATATIP VRATA

Osnovni principi Osnovni principi regulacije sobnog tlaka regulacije sobnog tlaka

Regulator sobnog tlaka s direktnim Regulator sobnog tlaka s direktnim djelovanjem na zaklopkudjelovanjem na zaklopku

1. regulacijska zaklopka2. regulator protoka3. pogon zaklopke4. sobni regulator temperature5. regulator tlaka

Regulator sobnog tlaka koji djeluje na Regulator sobnog tlaka koji djeluje na dodatni rasteretni uređajdodatni rasteretni uređaj

1. regulacijska zaklopka2. regulator protoka3. pogon zaklopke4. sobni regulator temperature5. regulator tlaka

Kaskadno rjeKaskadno rješšenje regulacije tlakaenje regulacije tlaka

1. regulacijska zaklpoka2. regulator volumena3. pogon zaklopke4. sobni regulator temperature5. regulator tlaka

ZAKLJUZAKLJUČČAK:AK:

Za odrZa održžavanje postavljene razine tlaka potrebito je avanje postavljene razine tlaka potrebito je mjerenje sve tri fizikalne velimjerenje sve tri fizikalne veliččine (tlak, temperatura i ine (tlak, temperatura i volumni protok).volumni protok).OdgovarajuOdgovarajućća propusnost prostora osigurava stabilnost a propusnost prostora osigurava stabilnost odrodržžavanja tlaka.avanja tlaka.PoloPoložžaj referentnih osjetnika mora biti takav da na aj referentnih osjetnika mora biti takav da na njihovu funkciju ne utjenjihovu funkciju ne utječču nagle promjene vanjskih u nagle promjene vanjskih fizikalnih velifizikalnih veliččina.ina.Iz regulacijsko Iz regulacijsko –– tehnitehniččkih razloga stabilnosti, kih razloga stabilnosti, referentno mjesto mjerenja ne bi trebalo biti u vezi s referentno mjesto mjerenja ne bi trebalo biti u vezi s prostorom gdje se regulira protok zraka i tlaka.prostorom gdje se regulira protok zraka i tlaka.Regulator sobnog tlaka treba smjestiti Regulator sobnog tlaka treba smjestiti ššto blito bližže e prostoru, kako bi vod za mjerenje tlaka u prostoru bio prostoru, kako bi vod za mjerenje tlaka u prostoru bio najkranajkraćći mogui moguććii na taj naii na taj naččin smanjili njegov utjecaj na in smanjili njegov utjecaj na odrodržžavanje avanje žželjenog tlaka.eljenog tlaka.

UTJECAJ RADA DIGESTORA UTJECAJ RADA DIGESTORA NA ODRNA ODRŽŽAVANJE I AVANJE I REGULACIJU TLAKA U REGULACIJU TLAKA U LABORATORIJULABORATORIJU

OdrOdržžavanjeavanje tlakatlaka laboratorijskihlaboratorijskihprostoraprostora

Propusnost prostoraPropusnost prostoraOdstupanje koliOdstupanje količčine zraka uslijed ine zraka uslijed netonetoččnosti mjerenja i regulacijenosti mjerenja i regulacijeKoliKoliččina dovedenog i odvedenog ina dovedenog i odvedenog zrakazrakaNazivni tlak u prostorijiNazivni tlak u prostoriji

Utjecaj digestora i pripadajuUtjecaj digestora i pripadajućće laboratorijske e laboratorijske

opreme na tlak (podtlak) u laboratorijuopreme na tlak (podtlak) u laboratoriju

Digestori koji mogu biti konstantnog ili Digestori koji mogu biti konstantnog ili promjenjivog volumenapromjenjivog volumenaLokalni odsisi sa stalnom ili promjenjivom koliLokalni odsisi sa stalnom ili promjenjivom količčinom inom zrakazrakaLaboratorijski ormari za skladiLaboratorijski ormari za skladišštenje kemikalija sa tenje kemikalija sa konstantnim odsisom, zbog stvaranja podtlaka u konstantnim odsisom, zbog stvaranja podtlaka u prostoru sa kemikalijamaprostoru sa kemikalijamaOdsis iz prostora laboratorija pri podu u svrhu Odsis iz prostora laboratorija pri podu u svrhu odsisa teodsisa tešških plinova i para, te odsis pri stropu za kih plinova i para, te odsis pri stropu za odsis lakih plinova i para.odsis lakih plinova i para.Propusnost prostoraPropusnost prostora

SHEMA RADA DIGESTORA S SHEMA RADA DIGESTORA S KONTROLOM USISNE BRZINEKONTROLOM USISNE BRZINE

w

M

ΔP

REGULACIJAODSISANE KOLIČNE

ZRAKAKONTROLA USISNEBRZINE DIGESTORA

w=wus

Vuswus

ΔP

Vod

Prikaz promjene volumena u ovisnosti od Prikaz promjene volumena u ovisnosti od otvorenosti digestora (polootvorenosti digestora (položžaj prozora)aj prozora)

zatvoreno otvoreno

Vmin

Vmax

otvorenost digestora

odsi

sana

količ

ina

usis

nabr

zina

usisna brzina

odsisana ko

ličina

Rad digestora u laboratoriju sa Rad digestora u laboratoriju sa

sustavom dovoda zrakasustavom dovoda zraka

w

MΔP

M

Δ P

Regulator promjenjivekoličine zraka

Regulator promjenjivekoličine zraka

Dovod zrakau laboratorij

Vod

Vdo

wus

-- +

tp

ϕp

Reg.

Vpr

Prikaz promjene koliPrikaz promjene količčina zraka u ina zraka u laboratoriju u funkciji otvorenosti laboratoriju u funkciji otvorenosti

digestoradigestora

otvorenostdigestora

kol

ičin

a zr

aka

odsisana količina

dovedena količina

zatvoreno otvoreno

Vdo min

Rad digestora u laboratoriju sa Rad digestora u laboratoriju sa

sustavom dovoda i odvoda zrakasustavom dovoda i odvoda zraka

w

MΔP

M

ΔP

M

ΔP

Odsis izlaboratorija

Regulator konstantnekoličine zraka

Regulatori promjenjivekoličine zraka

Dovod zrakau laboratorij

Vod

VopVdi

Vdo

wus

-- +

tp

ϕp

Reg.

Vpr

PrikazPrikaz promjenepromjene volumenavolumena u u

funkcijifunkciji otvorenostiotvorenosti digestoradigestora

otvorenostdigestora

kol

ičin

a zr

aka

ukupno odsisana količina

dovedena količina

zatvoreno otvoreno

odsis iz laboratorija

odsis iz digestora

RadRad slosložženogenog laboratorijalaboratorija s s digestorimadigestorima i i

sustavomsustavom dovodadovoda zrakazraka

w

MΔP

M

ΔP

M

ΔP

Odsis izlaboratorija

Reg

ulat

or p

rom

jenj

ive

količ

ine

zrak

a

Reg

ulat

or p

rom

jenj

ive

količ

ine

zrak

a

Dovod zrakau laboratorij

w

M

ΔP

Odsis izlaboratorija

pri podu

Odsis saradnogstola

M

ΔP

M

ΔP

Reg

ulat

or k

onst

antn

eko

ličin

e zr

aka

Reg

ulat

or k

onst

antn

eko

ličin

e zr

aka

Reg

ulat

or p

rom

jenj

ive

količ

ine

zrak

a

Regulator promjenjivekoličine zraka

Vod

Vop1

Vop1

VRS

Vdi2Vdi1

Vdo-- +

tp

ϕp

Reg.

Vpr

PrikazPrikaz promjenepromjene volumenavolumena u u

funkcijifunkciji otvorenostiotvorenosti digestoradigestora

otvorenostdigestora

kol

ičin

a zr

aka

ukupno odsisanakoličina

dovedena količina

zatvoreno otvoreno

odsis iz laboratorija

odsis iz digestora

konstantno odsisavanje

RadRad slosložženogenog laboratorijalaboratorija s s digestorimadigestorima uzuz

mjerenjemjerenje ukupnoukupno odsisaneodsisane kolikoliččineine zrakazraka

w

MΔP

M

ΔP

M

Odsis izlaboratorija

Reg

ulat

or p

rom

jenj

ive

količ

ine

zrak

a

Reg

ulat

or p

rom

jenj

ive

količ

ine

zrak

a

Dovod zrakau laboratorij

w

M

ΔP

Odsis izlaboratorija

pri podu

Odsis saradnogstola

M

ΔP

M

ΔP

Reg

ulat

or k

onst

antn

eko

ličin

e zr

aka

Reg

ulat

or k

onst

antn

eko

ličin

e zr

aka

Reg

ulat

or p

rom

jenj

ive

količ

ine

zrak

a

Regulator promjenjivekoličine zraka

ΔP

-- +

tp

ϕp

Reg.

Vpr

Vop1

Vdi1 Vdi2VRS

Vop2

Vdo

PrikazPrikaz promjenepromjene volumenavolumena pripri raduradu viviššeedigestoradigestora u u funkcijifunkciji otvorenostiotvorenosti digestoradigestora uzuz

mjerenjemjerenje ukupnoukupno odsisaneodsisane kolikoliččineine zrakazraka

otvorenostdigestora

kol

ičin

a zr

aka

ukupno odsisanakoličina

dovedena količina

zatvoreno otvoreno

odsis iz digestora

konstantnoodsisavanje

odsis iz

laboratorija

ZakljuZaključčak:ak:

Na stabilnost odrNa stabilnost održžavanja mikroklimatskih stanja avanja mikroklimatskih stanja zraka u laboratoriju utjezraka u laboratoriju utječče sloe složženost i brzina enost i brzina sustava automatskog prasustava automatskog praććenja i regulacije fizikalnim enja i regulacije fizikalnim veliveliččinama stanja dovedenog zraka.inama stanja dovedenog zraka.Na odrNa održžavanje tlaka u laboratoriju dominantan je avanje tlaka u laboratoriju dominantan je sustav regulacije odsisa iz digestora.sustav regulacije odsisa iz digestora.Vrlo mala propuVrlo mala propušštanja prostora znatno utitanja prostora znatno utičču na u na stabilnost odrstabilnost održžavanja tlaka, avanja tlaka, ššto su proputo su propušštanja u tanja u određenim granicamaodređenim granicama vevećća to je vea to je većća i stabilnost a i stabilnost odrodržžavanja tlaka.avanja tlaka.Pouzdanost rada sustava ovisi o brzini odziva Pouzdanost rada sustava ovisi o brzini odziva sustava regulacije i potrebna je sustava regulacije i potrebna je ššto veto većća brzina (1,5 a brzina (1,5 –– 4 sec.)4 sec.)

DodatakDodatak

Prikaz sloPrikaz složženog laboratorijaenog laboratorija

Kako to u stvarnosti izgleda!Kako to u stvarnosti izgleda!

Ispitivanje digestora Ispitivanje digestora prema EN 14175prema EN 14175

Hvala na paHvala na pažžnji !nji !