Sálavé a průmyslové vytápění

7.6.2011

Fakulta strojní Ústav techniky prostředí

Sálavé a průmyslové vytápění Cvičení 5 Světlé a Tmavé plynové zářiče Ing. Ondřej Hojer, Ph.D. [email protected] Sálavé a průmyslové vytápění

[email protected] Sálavé a průmyslové vytápění

1

7.6.2011

Použitá literatura • • • • • • • • •

Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 1961. Praha. 376 str. Kotrbatý, M.: Sálavé vytápění – sálavé panely, infrazářiče. Společnost pro techniku prostředí 1993. Praha. 39 str. Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost pro techniku prostředí 2000. České Budějovice. 64 str. Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT 2002. Praha. 205 str. ASHRAE: ASHRAE Handbook – HVAC Applications 2003. 2003 Vít, M., Málek, B. a Z. Matthauserová: Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb. Věstník MZ. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p. 16-28 ČNI: ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky. 2005 Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (IIVX). Seriál článků www.tzb-info.cz. 2006 až 2007


Návrh vytápění zářiči Teorie vs. Praxe • •

• •

Návrh tepelného výkonu a umístění zářičů Z rovnice tepelné rovnováhy prostoru se vypočítá teplota osálaných stěn a teplota vnitřního vzduchu Zkontroluje se výsledná teplota v různých místech Pokud není výsledek uspokojivý, změní se tepelný výkon (rozmístění) a postup se opakuje

• • •

•

• • •

Rozmístění zářičů dle úhlu jádrového sálání a možností zavěšení Rozdělení objektu na části ochlazované stejným způsobem Výpočet tepelné ztráty standardními postupy (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace te = tev - 8°C, teplotní gradient 0,5 K/m, zátopová přirážka 0,1 až 0,2 ) Výpočet instalovaného výkonu z tepelných ztrát koeficienty podle způsobu zavěšení, typu zářiče Podělení výsledného instalovaného výkonu uvažovaným počtem zářičů Kontrola maximální intenzity sálání Návrh větrání, odvodu spalin, přívodu plynu


2

7.6.2011

Příklad: Navrhněte sálavé vytápění objektu montážní haly (tg = 16°C) viz. výkresová dokumentace. Hala se nachází v obci Domažlice (venkovní výpočtová teplota -15°C, krajina s intenzivními větry, chráněná, osaměle stojící B = 8 Pa0,67). Ze severní strany je připojen administrativní přístavek, který bude řešen samostatným projektem vytápění administrativní části. Základem haly je vazníková konstrukce o rozteči 6 m. Celkové rozměry haly jsou 54 x 60 x 6 m pod vazník. Celý prostor bude provozován na dvě směny bez sobot a nedělí. Jedná se o chladný provoz bez trvalých vnitřních zisků. Počítejte s 0,5 násobnou výměnou vzduchu. Obvodová konstrukce je sendvičová Okna jsou dvouvrstvá Podlaha je standardní Vrata budou opatřena vzduchovou clonou a jejich Střecha má součinitel prostupu tepla Světlík

U = 0,30 W/m2K. U = 1,50 W/m2K U = 0,60 W/m2K U = 1,70 W/m2K U = 0,24 W/m2K. U = 1,50 W/m2K

ČNI: ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky. 2005 [email protected] Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost provytápění techniku prostředí 2000. České Budějovice. 64 str. Sálavé a průmyslové


3

7.6.2011



4

7.6.2011

Světlík 2 x 3,0 x 48,0 m Okno 2,5 x 46,0 m

Vrata 3,0 x 4,5 m

1

2 Celkové tepelné ztráty

Potřebný instalovaný výkon

Qcelk = 460 kW

3

Q1 = 71,2 kW Q2 = 56,2 kW Q3 = 31,8 kW Q4 = 28,0 kW

4

Q1inst = Q2inst = Q3inst = Q4inst =

kW kW kW kW


Qinst 

C1  t g  tev  A  Qcelk

0,014   k  t g  tev  A  f  Qcelk

Druh zářiče

Koeficient C1

Tmavý neizolovaný

0,0122

Tmavý izolovaný

0,0120

Světlý s otevřenou komorou

0,0125

Světlý s delta komorou neizolovaný

0,0119

Světlý s delta komorou izolovaný s mřížkou

0,0098

ek [-]

Podle DIN 3372 – je zde ve vzorci tr, „Behaglichkeitstemperatur“ teplota, kterou bych spíš zadával jako výslednou (operativní) (teplota pohody prostředí)

součinitel využití spalin ek = 0,95 nepřímý odvod spalin z vytápěného prostoru ek = 0,86 přímý odvod spalin mimo vytápěný prostor (kouřovody) teplota spalin u tmavých zářičů 180°C ek = 0,70 přímý odvod, vyšší teplota spalin

A [m2] vytápěná podlahová plocha Qcelk [kW] celkové tepelné ztráty Qinst [kW] instalovaný výkon

Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 [email protected] Sálavé a průmyslové vytápění Odvozeno z DIN 3372 -1

5

7.6.2011

Qinst 

C1  t g  tev  A  Qcelk

0,014   k  t g  tev  A  f  Qcelk

f   s    AS  K

Zářič

hS [-]

sálavá účinnost osazení v prostoru, konstr. a provoz

f [-]

F [-]

střední sálavý účinek F = 0,40 při vodorovném osazení F = 0,70 při šikmém osazení

T-N

T-I

S-O

S-DN

S-DI

vodorovné

0,630

0,720

0,580

0,670

0,820

šikmé

0,580

0,670

0,550

0,620

0,780

vodorovné

0,190

0,217

0,174

0,193

0,195

šikmé

0,307

0,355

0,277

0,313

0,325

vodorovné

0,214

0,245

0,197

0,228

0,279

šikmé

0,345

0,398

0,327

0,369

0,464

0,890

0,890

0,880

0,850

0,700

osazení v prostoru

f’ [-]

konstanta

K [-]

-

absorpce

AS [-]

-

0,850

Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 [email protected] Sálavé a průmyslové vytápění Odvozeno z DIN 3372 -1

1

2 Celkové tepelné ztráty

Potřebný instalovaný výkon

Qcelk = 230 kW

3

4

Q1 = 35,6 kW Q2 = 28,1 kW Q3 = 15,9 kW Q4 = 14,0 kW

Q1inst = 34,6 kW Q2inst = 27,7kW Q3inst = 15,0 kW Q4inst = 13,7 kW


6

7.6.2011

h=58%

h=63%

h=82%

h=67% h=73% [email protected]

Kolektiv: Topenářská příručka. Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 Sálavé a 2001, průmyslové vytápění

h=72%

h=63%

h=50%

[email protected]

Kolektiv: Topenářská příručka. Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 Sálavé a 2001, průmyslové vytápění

7

7.6.2011

Rozmisťování


Rozmisťování

Schéma pro navrhování světlých zářičů v příčném a podélném směru


8

7.6.2011

Rozmisťování

Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru


Kontrola maximální intenzity sálání Hygienické požadavky

Intenzita osálání temena hlavy nesmí překročit

200 W/m2

Návrh:

IS  Měření:

f   Qinst A



f    S    AS

ti  t g  0,0716  I S



t mrt  t g  273  2,9 108  wa0, 6  t g  ti  4





1/ 4

I  t mrt  273  8,65 109 / 17,3 106 4

 273

(1) (2)

Příklad: Při sálavém vytápění haly je výsledná teplota ve výšce hlavy pracovníka tg = 27 °C (měřeno kulovým teploměrem Vernon-Jokl, tj.  100 mm), teplota vzduchu ti = 18 °C, rychlost proudění vzduchu wa = 0,25 m.s-1. Zkontrolujte požadavek podle nařízení vlády č. 178/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů – intenzita osálání hlavy pracovníka nesmí být větší než 200 W.m-2. Podle vztahu (1) je radiační teplota tmrt = 37 °C, dosazením do vztahu (2) vychází intenzita sálání 33,9 W.m-2. Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 [email protected] Vít, M., B. Málek, and Z. Matthauserová, Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb, Sálavé a průmyslové vytápění V.M. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p. 16-28

9

7.6.2011

I-23 kW I-23 kW

I-17 kW I-17 kW

I-23 kW

2 x 12 kW

23 kW

I-23 kW 2 x 12 kW

I-23 kW

I-17 kW

2 x 12 kW 23 kW

I-23 kW 2 x 12 kW

I-17 kW

I-17 kW

2 x 12 kW

I-17 kW

17 kW

2 x 12 kW

23 kW

17 kW



10

7.6.2011

Co všechno může ovlivnit výsledný návrh: Finance!!! Požadavky na provoz Směnnost Typ pracoviště Vytížení pracoviště Otevírání dveří Technologie Vnitřní zisky Konstrukce haly Vazníky Střecha Výška

Na co nezapomenout! Regulace (čidla, sekce) Plyn Odvod spalin Větrání


Shrnutí návrhu vytápění plynovými zářiči 1.

2. 3. 4.

5. 6. 7. 8. 9.

Volba druhu a typu zářiče dle výšky haly, možností zavěšení (hmotnost), charakteru provozu (rychlost náběhu), konstrukce haly) Rozmístění zářičů dle úhlu jádrového sálání, možností zavěšení (vazníky, střecha), provozu a charakteru budovy Rozdělení objektu na části ochlazované stejným způsobem a se stejným druhem a typem zářiče Výpočet tepelné ztráty standardními postupy ČSN 06 0210, EN 12 831 (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace te = tev - 8°C, teplotní gradient 0,5 K/m, zátopová přirážka 0,1 až 0,2 ostatní přirážky 0, rozlehlé haly M = 1) Výpočet potřebného instalovaného výkonu z tepelných ztrát koeficienty podle způsobu zavěšení, druhu a typu zářiče Podělení výsledného instalovaného výkonu uvažovaným počtem zářičů Kontrola maximální intenzity sálání (Minimální hygienické výšky zavěšení) Návrh větrání, odvodu spalin, přívodu plynu, regulace Výpočet finančních nákladů [email protected] Sálavé a průmyslové vytápění

11

7.6.2011

Světlé zářiče 45 zářičů

Světlé zářiče 30 zářičů

Tmavé zářiče Tmavé zářiče 24 zářičů 24 zářičů

Zářiče

1000

740

784

789

Montáž

300

195

360

240

Regulace

105

60

59

46

Plyn

201

201

81

128

Vzduch

8

8

120

82

Celkem pořizovací

1,6 mil

1,2 mil

1,4 mil

1,3 mil

Provozní

836 MWh/rok

90000 m3/h

810000 Kč

Cca 9 Kč/m3


12

Sálavé a průmyslové vytápění

Recommend Documents