Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Sálavé a průmyslové vytápění Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty Ing. Ondřej Hojer.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Sálavé a průmyslové vytápění Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty Ing. Ondřej Hojer."— Transkript prezentace:

1 Sálavé a průmyslové vytápění Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty Ing. Ondřej Hojer

2 Sálavé a průmyslové vytápění

3 Sálavé a průmyslové vytápění Zóny vlivu na řešení otopných soustav v průmyslové hale Pracovní oblast – požadavek optimálních teplot a nízkých rychlostí proudění Neutrální oblast – požadavek nízkého teplotního gradientu Podstropní oblast – požadavek na co nejnižší teplotu (nízké ztráty) Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-IVX). Seriál článků až 2007www.tzb-info.cz

4 Sálavé a průmyslové vytápění Cihelka J.: Vytápění, větrání a klimatizace, SNTL – Praha 1985.

5 Sálavé a průmyslové vytápění Ralčuk N. T.: Panelnoje otoplenije zdanij, Budibelnik – Kijev 1964.

6 Sálavé a průmyslové vytápění Rovnice tepelné rovnováhy Rovnice tepelné pohody titi t pi t pe t ev s, λ Výsledná teplota Operativní teplota Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-IVX). Seriál článků až 2007www.tzb-info.cz

7 Sálavé a průmyslové vytápění Výsledná teplota Teplota, které dosáhne těleso bez vlastního zdroje tepla, situované v místě, v němž zjišťujeme tepelný účinek [Brož,K.: Vytápění. Skripta ČVUT v Praze. 2002] Operativní teplota Operativní teplota je jednotná teplota černého uzavřeného prostoru, ve kterém by tělo sdílelo radiací a konvekcí stejně tepla, jako ve skutečném teplotně nehomogenním prostředí [Zmrhal, V.: Stanovení střední radiační teploty (I) Střední radiační teplota Společná teplota všech okolních ploch, při které by bylo celkové množství tepla sdílené sáláním mezi povrchem těla a okolními plochami stejné jako ve skutečném, teplotně nehomogenním prostředí. [Brož,K.: Vytápění. Skripta ČVUT v Praze. 2002]

8 Sálavé a průmyslové vytápění Sálavé vytápění Teplovzdušné vytápění Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Rozdíl mezi teplovzdušným a sálávým vytápěním Výškový teplotní gradient

9 Sálavé a průmyslové vytápění Stoupání teploty vnitřního vzduchu po výšce objektu při teplotách venkovního vzduchu θ e = + 12 °C ÷ - 3 °C vytápění nástěnnými teplovzdušnými soupravami Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-IVX). Seriál článků až 2007www.tzb-info.cz Teplovzdušné - Přechodné období

10 Sálavé a průmyslové vytápění Stoupání teploty vnitřního vzduchu po výšce objektu při teplotách venkovního vzduchu θ e = - 3 °C ÷ - 15 °C vytápění nástěnnými teplovzdušnými soupravami Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-IVX). Seriál článků až 2007www.tzb-info.cz Teplovzdušné - Zimní extrém

11 Sálavé a průmyslové vytápění Stoupání teploty vnitřního vzduchu po výšce objektu - vytápění haly sálavými panely Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-IVX). Seriál článků až 2007www.tzb-info.cz Sálavé vytápění

12 Sálavé a průmyslové vytápění 1. Směšovací komora 2. Keramické destičky 3. Nerezový reflektor 4. Zapalovací a ionizační elektrody 5. Vstupní tryska 6. Řídící automatika 7. Závěsy Konstrukce SVĚTLÉ ZÁŘIČE

13 Sálavé a průmyslové vytápění Typy zářičů, úhel jádrového a všeobecného sálání

14 Sálavé a průmyslové vytápění

15 Sálavé a průmyslové vytápění

16 Sálavé a průmyslové vytápění

17 Sálavé a průmyslové vytápění

18 Sálavé a průmyslové vytápění 1.Skříň hořáku s automatikou (spalinového ventilátoru) 2.Hořáková trubka (ventilátorová trubka) 3.Rozrážecí plech 4.Reflexní zákryt 5.Izolace 6.Závěsy Konstrukce TMAVÉ ZÁŘIČE

19 Sálavé a průmyslové vytápění Úhel jádrového sálání, sálavá účinnost Geometrie sálání Zapuštění trubek – úhel jádrového sálání Velikost trubek – roste s výkonem Natočení zářiče – vysoké ztráty Sálavá účinnost H [J/m 3 ]Výhřevnost plynu V [m 3 /s]Spotřeba plynu Q sál [W]Sálavý výkon

20 Sálavé a průmyslové vytápění

21 Sálavé a průmyslové vytápění

22 Sálavé a průmyslové vytápění

23 Sálavé a průmyslové vytápění

24 Sálavé a průmyslové vytápění Výrobci a dodavatelé:

25 Sálavé a průmyslové vytápění Návrh vytápění světlými a tmavými zářiči Fyzikálně správné řešení –Vychází ze základních fyzikálních zákonů (celkové tepelné bilance) Zjednodušené řešení - Praxe –Protože téměř nic se nedá řešit přesně

26 Sálavé a průmyslové vytápění Fyzikálně správné řešení Rovnice tepelné rovnováhy prostoru (bilance stěn) Rovnice tepelné rovnováhy vzduchu Rovnice tepelné pohody při sálavém vytápění titi trtr

27 Sálavé a průmyslové vytápění Pro plochu S 1 Rovnice tepelné rovnováhy prostoru n ….. Číslo n-té stěny titi t pi t pe t ev s, λ 5,67e-8 W/m 2 K 4 5,67 W/m 2 K 4 23 W/m 2 K

28 Sálavé a průmyslové vytápění Rovnice tepelné rovnováhy vzduchu potopná plocha spspaliny pnpovrchová n-té plochy

29 Sálavé a průmyslové vytápění Rovnice tepelné pohody pro sálavé vytápění Q z [W]Výkon zářičů S od [m 2 ]Povrch člověka (oděvu) a s [W/m 2 K]Součinitel přestupu tepla sáláním u člověka a k [W/m 2 K]Součinitel přestupu tepla konvekcí u člověka f j-B [-]Poměr osálání mezi j-tým povrchem a bodem B T j [K]Absolutní teplota j-té stěny t r [°C]Střední radiační teplota t i [°C]Teplota vzduchu t g [°C]Výsledná teplota titi trtr qmqm n

30 Sálavé a průmyslové vytápění Odvození rovnice tepelné pohody pro sálavé vytápění zářiči Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. 205

31 Sálavé a průmyslové vytápění Tepelná bilance oděvu Rovnice tepelné rovnováhy (1) (2) Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. 205

32 Sálavé a průmyslové vytápění Výsledná teplota (3) (4) (5) Obecná rovnice tepelné pohody člověka Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. 205

33 Sálavé a průmyslové vytápění Rovnice tepelné rovnováhy při vytápění zářiči (1) (6) Tepelná bilance oděvu (7) Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. 205

34 Sálavé a průmyslové vytápění Výsledná teplota (3) (4) (5) Obecná rovnice tepelné pohody člověka Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. 205

35 Sálavé a průmyslové vytápění Zjednodušená rovnice tepelné pohody pro sálavé vytápění (5 do 7) Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. 205

36 Sálavé a průmyslové vytápění Metodika návrhu Fyzikálně správné řešení –Vychází ze základních fyzikálních zákonů (celkové tepelné bilance) Zjednodušené řešení - Praxe –Protože se téměř nic nedá řešit přesně

37 Sálavé a průmyslové vytápění h=58% h=63% h=73% h=67% h=82% Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS

38 Sálavé a průmyslové vytápění Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS h=50% h=63% h=72%

39 Sálavé a průmyslové vytápění Druh zářičeKoeficient C 1 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 e k [-]součinitel využití spalin e k = 0,95nepřímý odvod spalin z vytápěného prostoru e k = 0,86přímý odvod spalin mimo vytápěný prostor (kouřovody) teplota spalin u tmavých zářičů 180°C e k = 0,70 přímý odvod, vyšší teplota spalin A [m 2 ]vytápěná podlahová plocha Q celk [kW]celková potřeba tepla Q inst [kW]instalovaný výkon Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Odvozeno z DIN Podle DIN 3372 – je zde ve vzorci t r, „Behaglichkeitstemperatur“ teplota, kterou bych spíš zadával jako výslednou (operativní) (teplota pohody prostředí)

40 Sálavé a průmyslové vytápění F [-]střední sálavý účinek F = 0,40při vodorovném osazení F = 0,70při šikmém osazení ZářičT-NT-IS-OS-DNS-DI sálavá účinnosth S [-] vodorovné0,6300,7200,5800,6700,820 šikmé0,5800,6700,5500,6200,780 osazení v prostoru, konstr. a provoz f [-] vodorovné0,1900,2170,1740,1930,195 šikmé0,3070,3550,2770,3130,325 osazení v prostoruf’ [-] vodorovné0,2140,2450,1970,2280,279 šikmé0,3450,3980,3270,3690,464 konstantaK [-]-0,890 0,8800,8500,700 absorpceA S [-]-0,850 Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Odvozeno z DIN

41 Sálavé a průmyslové vytápění Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Vít, M., B. Málek, and Z. Matthauserová, Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb, V.M. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p Kontrola maximální intenzity sálání Hygienické požadavky Intenzita osálání temena hlavy nesmí překročit 200 W/m 2 Příklad: Při sálavém vytápění haly je výsledná teplota ve výšce hlavy pracovníka t g = 27 °C (měřeno kulovým teploměrem Vernon-Jokl, tj.  100 mm), teplota vzduchu t i = 18 °C, rychlost proudění vzduchu w a = 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 t mrt = 37 °C, dosazením do vztahu (2) vychází intenzita sálání 33,9 W.m -2. (1) (2) Měření: Návrh:

42 Sálavé a průmyslové vytápění Schéma pro navrhování světlých zářičů v příčném a podélném směru Rozmisťování Projekční podklady, světlé tmavé zářiče firma KOTRBATÝ

43 Sálavé a průmyslové vytápění Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru Rozmisťování Projekční podklady, světlé tmavé zářiče firma KOTRBATÝ

44 Sálavé a průmyslové vytápění Minimální vzdálenosti světlých a tmavých zářičů od hořlavých (nehořlavých) konstrukcí Rozmisťování Projekční podklady, světlé tmavé zářiče firma KOTRBATÝ Minimální výšky zavěšení světlých a tmavých zářičů – projekční podklady výrobce

45 Sálavé a průmyslové vytápění Rozmisťování Řešení krytí konstrukcí v oblasti jádrového sálání Petráš, D., M. Kotrbatý, a kolektiv, Vytápění velkoprostorových a halových objektů. 1. ed. 2006, Bratislava: JAGA GROUP, s.r.o. 205 str. ISBN

46 Sálavé a průmyslové vytápění Regulace DOPORUČENÍ PRO NÁVRH: Referenční zářič (funkce spojena s během ventilátoru) Typ čidla (t i, t g ) Umístění čidla (neosluněné, mimo průvan, v oblasti sálání referenčního zářiče) Týdenní program dle požadavků Vypínání jednotlivých zářičů (sekcí) Dálkové ovládání Ovládání přes PC Petráš, D., M. Kotrbatý, a kolektiv, Vytápění velkoprostorových a halových objektů. 1. ed. 2006, Bratislava: JAGA GROUP, s.r.o. 205 str. ISBN

47 Sálavé a průmyslové vytápění Návrh plynovodu DOPORUČENÍ PRO NÁVRH: Zapojení do rámu Přípojky k sekcím mírně naddimenzovat Uvažovat požární úseky každý požární úsek (místnost) musí mít samostatně uzavíratelný přívod plynu Měrná tlaková ztráta do 2 Pa / m

48 Sálavé a průmyslové vytápění Návrh plynovodu Celý výpočet se provádí dle TPG G Plynovod se rozdělí na úseky ve kterých se nemění průtok (dělícími uzly potrubní sítě jsou odbočky nebo stoupačky) 2.Stanovíme potřebu plynu V = součet potřeb plynu pro spotřebiče připojené na řešený úsek Stanovíme počet spotřebičů stejného druhu v úseku, určíme součinitel současnosti pro daný úsek a vypočteme redukovanou potřebu V r. Na tuto potřebu potom dimenzujeme potrubí kde V 1 je součet spotřeb zapojených spotřebičů pro vaření a průtokový ohřev TUV [m 3 /h]; V 2 suma jmenovitých potřeb lokálních topidel [m 3 /h]; n = 1 nebo 2………………… k 2 = 1,0 n ≥ 3 ………………………… k 2 = 0,8 V 3 suma jmenovitých potřeb kotlů [m 3 /h]; n = 1 nebo 2………………… k 3 = 1,0 n ≥ 3 ………………………… k 3 = 0,8 Odměříme délku úseků l Stanovíme ekvivalentní délku místních odporů l x = 0,5.l Celková výpočtová délka L = l + l x = 1,5.l Předběžná tlaková ztráta kde n je počet spotřebičů Hojer, O.: Geometrie sálání světlých zářičů. Praha str. Diplomová práce na Ú 12116, ČVUT v Praze, Fakulta strojní.

49 Sálavé a průmyslové vytápění Podle tabulky pro měrné tlakové ztráty a průtok určíme vhodný průměr a kontrolujeme Dp. Minimální provozní přetlak před každým zářičem je stanoven pro jednotlivé typy zářičů výrobcem. Většinou se tato hodnota pohybuje okolo 2,5 kPa. U stoupacích vedení nesmí Dp určený pro V r překročit hodnotu vztlaku. Pokud je objekt zapojen do více regulačních sekcí s rozdílným provozem, existuje riziko, že při rázovém sepnutí celé sekce najednou dojde k podtlaku v síti a v druhé sekci toto může automatika vyhodnotit jako rizikový stav a zářiče odstavit. Proto je při návrhu plynového rozvodu pro tato zařízení dobré, pokud je to možné, navrhnout rozvod plynu do rámu, nebo příslušná potrubí mírně předimenzovat. Je ovšem nutné dodržet také normu požární ČSN Ta stanoví, že celý přívod plynu do jedné požární sekce musí být z dostupného místa uzavíratelný. Návrh plynovodu Hojer, O.: Geometrie sálání světlých zářičů. Praha str. Diplomová práce na Ú 12116, ČVUT v Praze, Fakulta strojní.

50 Sálavé a průmyslové vytápění Odkouření Schéma odkouření tmavých zářičů do střechy Petráš, D., M. Kotrbatý, a kolektiv, Vytápění velkoprostorových a halových objektů. 1. ed. 2006, Bratislava: JAGA GROUP, s.r.o. 205 str. ISBN

51 Sálavé a průmyslové vytápění Odkouření Schéma odkouření tmavých zářičů do stěny Petráš, D., M. Kotrbatý, a kolektiv, Vytápění velkoprostorových a halových objektů. 1. ed. 2006, Bratislava: JAGA GROUP, s.r.o. 205 str. ISBN

52 Sálavé a průmyslové vytápění 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

53 Sálavé a průmyslové vytápění Návrh vytápění zářiči 1.Volba druhu a typu zářiče dle výšky haly, možností zavěšení (hmotnost), charakteru provozu (rychlost náběhu), konstrukce haly) 2.Rozmístění zářičů dle úhlu jádrového sálání, možností zavěšení (vazníky, střecha), provozu a charakteru budovy 3.Rozdělení objektu na části ochlazované stejným způsobem a se stejným druhem a typem zářiče 4.Výpočet tepelné ztráty standardními postupy ČSN , EN (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace t e = t ev - 8°C, teplotní gradient 0,5 K/m, zátopová přirážka 0,1 až 0,2 ostatní přirážky 0, rozlehlé haly M = 1) 5.Výpočet potřebného instalovaného výkonu z tepelných ztrát koeficienty podle způsobu zavěšení, druhu a typu zářiče 6.Podělení výsledného instalovaného výkonu uvažovaným počtem zářičů 7.Kontrola maximální intenzity sálání (Minimální hygienické výšky zavěšení) 8.Návrh větrání, odvodu spalin, přívodu plynu, regulace 9.Výpočet finančních nákladů

54 Sálavé a průmyslové vytápění Systémové řešení kombinovaného vytápění halového objektu

55 Sálavé a průmyslové vytápění Děkuji za pozornost!

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

57 Sálavé a průmyslové vytápění Rešerše Google (www.google.com)www.google.com Wikipedia (www.wikipedia.org)www.wikipedia.org Články v časopisech –Národní (VVI, Topin, Tzb-info, …) –Mezinárodní (www.knihovny.cvut.cz – brána EIZ)www.knihovny.cvut.cz Databáze (Elsevier, Scopus, Iconda, Picarta, …) Časopisy (HLH - Heizung, Lüftung / Klima Haustechnik, TZB Haustechnik, Energy and Building, Journal of Heat Transfer) Dostupná literatura Knihovny ČVUT (www.knihovny.cvut.cz)www.knihovny.cvut.cz Státní technická knihovna (www.stk.cz)www.stk.cz Národní knihovna (www.nkp.cz)www.nkp.cz

58 Sálavé a průmyslové vytápění Přednášky a cvičení ve škole Odtržení od reality Otázka náhledu na vzdělání (univerzitní x průmyslová škola) Neschopnost řešit samostatně problém Některá cvičení opisování z tabule Nepoužitelnost pro praxi Přirozená nedůvěra k informacím Spousta koeficientů, bůhví odkud (žádné reference) Bezmoc ovlivnit co a jak se budu učit … Buďte kritičtí k informacím! Nebojte se zeptat (nejlépe hned) !


Stáhnout ppt "Sálavé a průmyslové vytápění Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty Ing. Ondřej Hojer."

Podobné prezentace


Reklamy Google