Doc.Ing.Karel Kabele,CSc. TZ21 – Otopné soustavy Doc.Ing.Karel Kabele,CSc. TZ21-1-2005/2006

Vnitřní klima, zásady pro volbu vytápěcího zařízení, Týden Datum Téma 1. 3.10. Vnitřní klima, zásady pro volbu vytápěcího zařízení, 2. 10.10. Výpočet tepelného příkonu dle ČSN EN12 831 3. 17.10. Návrh a konstrukce otopných ploch I 4. 24.10. Návrh a konstrukce otopných ploch II 5. 31.10. Parametrické navrhování otopných soustav 6. 7.11. Dimenzování OS 7. 14.11. Regulace vytápění 8. 21.11. Hydronika otopných soustav 9. 28.11. Navrhování a konstrukce čerpadel 10. 5.12. Teplovzdušné vytápění 11. 12.12. Kombinované otopné soustavy 12. 19.12. Parní otopné soustavy 13. 2.1. Prezentace seminární práce 14. 9.1. TZ21-1-2005/2006

Seminární práce: Téma : „Optimalizace návrhu vytápění objektu“ Objekt: z projektu 10 nebo 30 Osnova (orientační): Stručný popis objektu (účel, umístění, zdroje energie, provozní režim) 2 až 3 varianty řešení koncepce vytápění (jednotrubka, dvoutrubka, radiátory, konvektory, velkoplošné sálavé, teplovzdušné atd.) a jejich porovnání (multikriteriální analýza např. z hlediska provozních nákladů, investičních nákladů, účinnosti, kvality vnitřního prostředí atd.) Výběr varianty. Varianty dokumentovat technickým popisem a schématickým výkresem 1:100 až 1:200. Detaily řešení charakteristických a kritických prvků zvolené varianty -(např. osazení otopných těles, uložení potrubí, skladba podlahy, materiál a spojování potrubí, umístění těles atd.) v měřítku 1:10 – 1:25 Řešení hydraulické stability zvolené varianty - umístění a typy regulačních prvků pro hydraulické vyregulování soustavy Popis režimu provozní regulace a specifikace funkčních požadavků na regulátory, senzory a akční členy ve vazbě na zdroj tepla, provoz a tepelné zisky. Rozsah : max 20 stran A4 + přílohy Forma odevzdání: zpráva + poster; prezentace Termín odevzdání: nejpozději do 9.1.2006 TZ21-1-2005/2006

Ukončení předmětu Zkouška Literatura Obhajoba seminární práce - prezentace Písemný test – problémové okruhy na www Literatura V. Jelínek, K. Kabele TZB 20 Vytápění Přednášky. Skriptum ČVUT D.Petráš, D.Koudelková, K.Kabele: Teplovodní a elektrické podlahové vytápění D.Petráš a kol.: Vytápění rodinných a bytových domů J. Bašta, K. Kabele - Otopné soustavy teplovodní. Sešit projektanta. Společnost pro techniku prostředí, 2001 J. Doubrava a kol, Regulace ve vytápění. Sešit projektanta. Společnost pro techniku prostředí, 2001 J. Bašta Otopné plochy ČVUT 2001 časopis Topenářství Instalace ročník časopis Vytápění, větrání instalace http://www.tzb-info.cz/ http://tzb.fsv.cvut.cz/ TZ21-1-2005/2006

Základy termokinetiky Teplo, tepelná energie Forma přenosu energie související s neuspořádaným pohybem částic soustavy Teplota Stavová veličina, vyjadřující střední kinetickou energii částic hmoty Termodynamická /Kelvin/ T [K] Celsius t [°C] t= T-273,15 Fahrenheit [°F] 1°F=5/9°C (°F-32).5/9=°C TZ21-1-2005/2006

Základní zákony termodynamiky O.zákon Existuje stavová veličina TEPLOTA. Dvě soustavy v termodynamické rovnováze mají stejnou teplotu. Dvě soustavy v tepelném kontaktu mění své fyz.parametry tak dlouho, dokud nenastane rovnováha vyjádřená stejnou teplotou. TZ21-1-2005/2006

Základní zákony termodynamiky Součet energií všech hmotných objektů izolované soustavy je konstantní 2.zákon Teplo se šíří samovolně z místa vyšší teploty do místa s nižší teplotou. 3.zákon Žádným konečným pochodem nelze dosáhnout absolutní nuly TZ21-1-2005/2006

Sdílení tepla v prostoru Vedení (kondukce) Sdílení uvnitř pevných těles, Biot-Fourierův zákon Proudění (konvekce) Sdílení tepla makropohybem molekul a jejich shluků Pohybem tekutiny a přenos z povrchu pevného tělesa do tekutiny a naopak Newton-Richman, Fourier-Kirchhof TZ21-1-2005/2006

Sdílení tepla v prostoru Prostup = proudění+vedení+proudění Sálání (radiace) Přenos tepla elektromagnetickým vlněním Nevyžaduje hmotu Stefan-Boltzmannův zákon TZ21-1-2005/2006

VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ BUDOV Teorie vnitřního prostředí budov Tepelně vlhkostní mikroklima Akustické mikroklima Psychické mikroklima Světelné mikroklima Elektrostatické mikroklima a další. Tepelně-vlhkostní mikroklima Stav vnitřního prostředí z hlediska tepelných a vlhkostních toků mezi člověkem a okolím Tepelná pohoda Tepelná rovnováha mezi člověkem a okolím TZ21-1-2005/2006

Člověk z hlediska tepelné energie Zdroj tepla Qm metabolické teplo Sdílení tepla s okolím Qz Dýchání Konvekce Radiace Kondukce Evaporace Rovnice tepelné bilance organismu Qm=Qz pohoda Qm>Qz horko Qm<Qz chlad Ta Tp TZ21-1-2005/2006

Faktory ovlivňující TVM Člověk Tepelná produkce metabolismu Tepelný odpor oděvu Místnost Teplota vzduchu Povrchová teplota okolních stěn Rychlost proudění vzduchu Vlhkost vzduchu TZ21-1-2005/2006

Fyzikální veličiny pro popis tepelného stavu místnosti Teplota vzduchu Teplota okolních ploch  Účinná teplota okolních ploch, treff Teplota imaginární duté šedé koule, která má stejné sálavé účinky jako daný prostor Operativní teplota, (globeteplota, výsledná teplota) Zohledňuje teplotu vzduchu i teplotu okolních ploch Měří se kulovým teploměrem TZ21-1-2005/2006

Měření vnitřního prostředí budov Kulový teploměr Teplota vzduchu Relativní vlhkost Intenzita sálání Povrchové teploty Rychlost proudění vzduchu Měření vnitřního prostředí budov TZ21-1-2005/2006

Vyhodnocení vnitřního prostředí operativní teplota tg (C) asymetrie radiační teploty tr (C) rozdíl operativních teplot vzduchu v úrovni hlava-kotníky to (C) rychlost proudění vzduchu va (m.s-1) intenzita sálání I (W.m-2) relativní vlhkost rh (%) TZ21-1-2005/2006

Vyhodnocení TVM MULCOM http://tzb.fsv.cvut.cz/vyuka/se20/web/ PMV index (Predicted mean vote) PPD index (Predicted percentage of dissatisfied) Vždy existuje alespoň 5% nespokojených MULCOM http://tzb.fsv.cvut.cz/vyuka/se20/web/ TZ21-1-2005/2006

Podklady pro navrhování OS - energetické výpočty Stanovení potřebného výkonu – tepelné ztráty ČSN O60210 Výpočet tepelných ztrát při ústředním vytápění ČSN EN 12831 Tepelné soustavy. Stanovení tepelného příkonu Stanovení roční potřeby energie Denostupňová metoda EN 832 Vyhláška MPO č.291/2001 sb. 1.1. 2002 energetický průkaz budovy Matematické modelování Porovnání variant řešení Nestandardní řešení TZ21-1-2005/2006