AT 02 TZB II a technická infrastruktura LS 2009 Proudění vzduchu Nucené větrání 8. Přednáška Ing. Olga Rubinová, Ph.D. Harmonogram t. část Přednáška Cvičení 1 UT Mikroklima budov, výpočet tepelných ztrát Tepelná ztráta obálkovou metodou 2 Otopné soustavy - základní rozdělení prvků Tepelná ztráta dle ČSN 060210 3 Otopná tělesa, potrubní rozvody, armatury, zabezpečovací zařízení Otopná tělesa 4 Zdroje tepla pro vytápění, plynové spotřebiče, příprava teplé vody Rozvody 5 Kotelny a předávací stanice Výkresy 6 Obnovitelné zdroje energie pro vytápění Kotel 7 VZT Význam vzduchotechniky, přirozené větrání Solárníohřev TV + LABORATOŘ 8 Proudění vzduchu, nucené větrání Přirozené větrání 9 Strojovna vzduchotechniky a prostorové nároky VZT Distribuce vzduchu 10 Tepelné bilance VZT potrubí a VZT jednotka 11 Klimatizační systémy a chlazení pro vzduchotechniku Tepelná zátěž 12 Hluk ve vzduchotechnice, zpětné získávání tepla Klimatizace 13 Aplikace vzduchotechnických systémů v občanských stavbách Zápočet ir IL m iéé' Stanovení průtoku vzduchu pro větrání KONCENTRACE v n;,./v.r7iMi/.ini ;„„„.„.„ A DÁVKY VZDUCHU ŠKODLIVIN Ms K - K V = x.D v interiéru se nachází ukazatelem znečištění výrazný zdroj agencie vzduchu je člověk (látky, energie), jejíž , . .. , u u j u ■ (nebo jiný známý zdroj) obsah ve vzduchu je nutno regulovat VÝMĚNA VZDUCHU V = On místnost má charakteristický provoz zásadní je obraz proudění a provětrání prostor je obsazen proměnlivě V Stanovení průtoku vzduchu pro větrání Výchozím podkladem při stanovení dávky čerstvého vzduchu pro osoby v prostoru větraném venkovním vzduchem je podmínka, kterou stanovil Max von Pettenkofer v roce 1877: koncentrace oxidu uhličitého ve vnitřním vzduchu nemá překročit 0,1 % obj. (Pettenkoferovo číslo). Odpovídající dávka venkovního vzduchu pro osoby nevykonávající fyzickou činnost je cca 25-34m3/h.os. Max Josef von Pettenkofer (1818-1901) německý chemik a lékař. Stanovení průtoku vzduchu pro větrání DÁVKA VZDUCHU Vyhláška č.6/2003 Sb. umyvadlo 30 m3/h.ks sprcha 35 - 110 m3/h.ks WC pisoár 50 m3/h.ks 25 m3/h.ks Vyhláška č. 410/2005 Sb. žáci ve školách 20 - 30 m3/h.os šatní místo 20 - 25 m3/h.os sprcha 150 - 200 m3/h.os Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. práce v sedě 50 m3/h.os Práce lehká 70 m3/h.os práce těžká 90 m3/h.os Stanovení průtoku vzduchu pro větrání VÝMĚNA VZDUCHU přirozeně větrané obytné místnosti <1,5 obytné místnosti 0,5 - 2 kino 3 kanceláře 2 - 4 tělocvičny, bazény 2 - 4 chodby 2 -3 restaurace 6 obchody 5 - 8 jídelny 8 bary s kouřením 10 - 15 kuchyně 15 - 20 (25) operační sály aj. čisté prostory 20 - 30 jednáse o obvykle ddoporučovanéhodnoty D D OWD W 17 IKI R u u mm Proudění vzduchu v uzavřeném prostoru - fyzikální jevy Základním kritériem stavu interního mikroklimatu je i rychlost a charakter proudění vzduchu ve vymezené části prostoru (obč. stavby pobytové zóně lidí 1,6 až 2 m nad podlahou). Optimální rychlost v pobytové zóně 0,1 až 0,25 m/s. v=0,5m/s-..-'',,,,,,,,^ v=0,2 m/s .......... RYCHLOST (?►, POBYTOVÁ %Ěs£) ZÓNA PROUDĚNÍ Dosah proudu je vzdálenost od roviny vyústného otvoru po oblast, ve které poklesne rychlost proudu vzduchu na určitou hodnotu (zpravidla 0,5 ms-1). Proudění vzduchu v uzavřeném prostoru - fyzikální jevy Pohyb vzduchu v omezeném prostoru je formován proudy přiváděného vzduchu, vystupující z otvorů s turbulentním charakterem. Turbulencí je do proudu strháván okolní klidný vzduch. Proudění vzduchu v uzavřeném prostoru - základní typy Větrání zaplavovací -způsob větrání prostoru, kdy chladnější přiváděný vzduch účinkem gravitace zaplavuje prostor nad podlahou. Větrání zdrojové - forma vzhůru orientovaného vytěsňovacího větrání Větrání směšovací, zřeďovací -přívod větracího vzduchu výustěmi s velkou intenzitou směšování s okolním vzduchem mm m Proudění vzduchu v uzavřeném prostoru - základní typy Větrání soustředěnými proudy (bezpotrubní) - systém celkového větrání velkých prostorů soustředěnými proudy vzduchu, oblast pobytu je větrána zpětnými proudy. Větrání vytěsňovací - přívod větracího vzduchu výustěmi s potlačenou intenzitou směšování s okolním vzduchem. Vzduchotechnika - základní prvky VZT systému, názvosloví ZAŘÍZENÍ PRO ÚPRAVU A DOPRAVU VZDUCHU VZDUCHOTECHNICKÁ JEDNOTKA ODPADNÍ VZDUCH OBĚHOVÝ (CIRKULAČNÍ) VZDUCH ODVÁDĚNÝ VZDUCH Distribuční prvky - funkce • estetické zakrytí otvoru • naměrování proudu vzduchu s určitým charakterem proudění • nastavení průtoku vzduchu Směšovací proudění s výraznou turbulencí SMĚŠOVACÍ PROUDĚNÍ S KRUHOVÝM NEBO PLOCHÝM PROUDEM S VÝAZNOU TURBULENCÍ • OBDÉLNÍKOVÁ ŽALUZIOVÁ VYÚSTKA • DIFÚZNÍ VYÚSTKA •ŠTĚRBINOVÁ VYÚSTKA Obdélníková vyústka Kombinovaná štěrbinová vyústka Jejich předností je úzký plochý a po celé délce vyústě vyrovnaný vzdušný proud, který je velmi stabilní. Tohoto efektu bylo dosaženo použitím děrovaného pásu na výtokové ploše. Vzhledem k vyrovnanému výtoku vzduchu na výtokové ploše lze z těchto elementů skládat štěrbinové pásy Směšovací proudění s kompaktním proudem SMĚŠOVACÍ PROUDĚNÍ S KOMPAKTNÍM PROUDEM VELKÉHO DOSAHU • DÝZA • VEĽKOOBJEMOVÁ VYÚSTKA Štěrbinová vyústka Talířový ventil Dýza (tryska) Pro distribuci přívodního vzduchu na velké vzdálenosti. Nastavitelné dýzy se vyrábí s přestavením servopohony nebo ručně. Pro nenáročnou instalaci se vyrábí také dýzy pevné, bez možnosti změny směru vyfukovaného vzduchu. Vířivá výusť s termostatickým ovládáním TEPLÝ VZDUCH CHLADNÝ VZDUCH Připojení koncových prvků s plenum boxem Vířivá výusť - připojení potrubí - prostorová koordinace Připojení koncových prvků s plenum boxem Anemostat Anemostaty majívýtokové plochy z pevných profilových lamel, jejichž čtvercové nebo kruhové konstrukce, která zaručuje při přivádění vzduchu rovnoměrné proudění do všech směrů. Dralová výusť Natočení lopatek: Pro distribuci velkého množství vzduchu s velkou teplotní diferencí (rozsah -10 až +15°C). Změnou úhlu výstupu vzduchu (od vodorovného výstupu pro chlazení, přes šikmý výstup pro izotermní vzduch až po svislý výstup pro vytápění) je zajištěno intenzivní promíchání přiváděného vzduchu se vzduchem v místnosti. CHLADNÝ VZDUCH výstup vodorovný IZOTERMNÍ VZDUCH TEPLÝ VZDUCH výstup ve směru 45° výstup svislý Textilní vzduchovody s integrovanými štěrbinami Použití distribučních prvků podle dosahu proudu Obdélníkové vyústky Štěrbinové vyústky Vířivé vyústě Talířové ventily Anemostaty Difuzory Dralové vyústě Dýzy Velkoobjemové vyústě Zaplavovací větrání ZAPLAVOVACÍ VĚTRÁNÍ • VELKOPLOŠNÁ VYÚSTKA Proudění sdola nahoru tp> ti • PODLAHOVÁ VYÚSTKA • VYÚSTKY INTEGROVANÉ V SEDACÍM NÁBYTKU Velkoplošná výusť Přívod vzduchu malou rychlostí s nízkou turbulencí do pobytové zóny v blízkosti podlahy. Pro zajištění stabilizovaného proudění v pobytové oblasti musí být teplota přiváděného vzduchu o 1 až 3°C nižší, než je teplota vzduchu ve větraném prostoru. Venkovní vzduch se přivádí nízkou rychlostí v blízkosti podlahy a odvádí škodliviny z pobytové oblasti do podstropního prostoru. tvar: vyústi kruhové, určené pro instalaci do prostoru, stěnové s půdorysem půlkruhovým a vyústi rohové s půdorysem čtvrtkruhovým. Podlahová vyústka Situování otvorů pro přívod a odvod vzduchu KONCENTRACE VE VENKOVNÍM Přívod - do míst s nejvyšší čistotou Odvod - do míst se vznikem škodlivin Distribuční prvky - možnosti návrhu MATEMATICKÝ MODEL EXPERIMENTÁLNÍ ZKOUŠKA ZJEDNODUŠENÝ VÝPOČET ZÁKLADNÍCH PARAMETRŮ NÁVRHOVÝ PROGRAM VYROBCi Distribu ční prvky - ověření funkce Distribuce vzduchu - zásadní funkční parametry Návrh distribuce vzduchu 1 2 3 OBRAZ VÝŠKA TYP DISTR. PROUDĚNÍ PROSTORU PRVKU ROTEČ A,B POČET KUSŮ PRŮTOK VZDUCHU l EL. RYCHLOST PROUDĚNÍ HLUK TLAKOVÁ ZTRÁTA VELIKOST DISTR.EL. Návrh distribuce vzduchu - přívod 2 ROTEČ A,B m POČET PRŮTOK ^\ VELIKOST KUSŮ VZDUCHU 1 EL. / DISTR.EL. ÚHEL ROZŠÍŘENÍ PROUDU 40 -120° běžně L= l až 4m L = 2 H .tg 2 H a Návrh distribuce vzduchu - odvod 2 Rovnotlaké větrání: Průtok přiváděného vzduchu = průtok odváděného vzduchu Odvodních elementů mů že být méně (větší velikosti) Odvod vzduchu z místa škodlivin Pozor na zkrat přiváděného a odváděného vzduchu 0,7L k L . (1,5 - 2 )L 0,7L j Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD taneční kavárna ca C3 E3 GBJGBI mm mm mm Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD taneční kavárna tm CO [m m na [m B3 ca ca im m ca ca ca ca Počet osob P = 40 Průtok vzduchu V = P.D = 40.70 = 2800 m3/h Vpi = Vp/np = 2800/10 = 280 m3/h Vol = 2800/7 = 400 m3/h Místnost 25x16x3 m výměna vzduchu n = V/O = 2800/900 = 3,1 /h Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD kino Lľ a a a a QQ D r a to a o a D a o a o a OD a »^ _a _a OD a Dr "a Dr "a D a D a D a D a D a D a Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD restaurace Počet osob P = 44 Průtok vzduchu V = P.D = 44.60 = 2640 m3/h Vp1 = Vp/np = 2640/6 = 440 m3/h Vo1 = 2640/5 = 528 m3/h Místnost 20x10x3 m výměna vzduchu n = V/O = 2640/600 = 4,4 /h Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD restaurace /kouření Pohyb vzduchu - VZT, okna, dveře, chodící lidé, zdroje tepla nebo chladu Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD kino Návrh distribuce vzduchu - PŘÍKLAD kino i c Počet osob P = 72 Průtok vzduchu V = P.D = 72.40 = 2880 m3/h Vp1 = Vp/np = 2800/9 = 320 m3/h Vo1 = 2880/7 = 411 m3/h Místnost 20x15x5 m výměna vzduchu n = V/O = 2880/1500 = 1,9 /h Posouzení rychlosti vzduchu v pobytové zóně Posouzení rychlosti vzduchu v pobytové zóně -11=0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2rr 0,14 m/s 1.5 í Wllllill"-:!! A lil). / /r / '. / X5DI1 \30fl / / / / ■ -_.100 / Akustický výkon a tlaková ztráta 36 dB/A ľ.llll.i ll 11.■■ -I /gpy y / yw / / y y 28 Pa Rychlost proudění vzduchu v pobytové zóně Nástroje pro návrh obrazu proudění - variantní řešení, posouzení rychlosti proudění a hlučnosti mm v=0,80 m/s L=39 dB/A v=0,55 m/s L=35 dB/A v=0,30 m/s L=20 dB/A Rychlost proudění vzduchu v pobytové zóně Nucené větrání - úvod do problému Nucené větrání - princip a funkce • řízená mechanická výměna znehodnoceného vzduchu v daném prostoru za vzduch zpravidla venkovní • zajištění zejména odérového mikroklimatu místností či k odvedení tepelných příp. dalších hmotnostních škodlivin vznikajících v budovách a při technologických procesech • Nucenávýměna vzduchu, jeho proudění a tím i přenos látek je vyvolán mechanicky tj. ventilátorem, jenž je součástí vzduchotechnické strojovny či jednotky •Nucenévětraní tvoří vzduchotechnické zařízení s jednou termodynamickou funkcí (ohřev) k úpravě přívodního vzduchu sloužícího tvorbě interního mikroklimatu Přednosti nuceného větrání • výměna vzduchu nezávislá na klimatických podmínkách, • řízená výměna vzduchu v prostoru, • filtrace a teplotní úprava přívodního vzduchu, • úprava tlakových poměrů vbudově a ve větraných provozech, •možnost zpětného využití tepla, • kombinovaný provoz s využitím cirkulačního vzduchu vextrémním ročním období. Základní členění - možnosti různých VZT systémů KVALITA VZDUCHU ŘIDITELNÉ PARAMETRY PROSTŘEDÍ PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍ > KVALITA VZDUCHU NUCENÉ VĚTRÁNÍ TEPLOTA TEPLOTA VLHKOST V ZIMĚ V LÉTĚ VZDUCHU TEPLOVZDUŠNÉ VYTÁPĚNÍ KLIMATIZACE Centrální (ústřední) větrací systémy - schéma Nucené větrání - členění podle tlakových poměrů větrání rovnotlaké větrací systém při rovnosti průtoků nuceně přiváděného a nuceně odváděného vzduchu větrání nuceným přívodem vzduchu způsob větrání s nuceným přívodem a přirozeným odvodem vzduchu větrání přetlakové větrací systém s větším průtokem nuceně přiváděného vzduchu do prostoru vzhledem k průtoku vzduchu nuceně odváděného větrání nuceným odvodem vzduchu způsob větrání s nuceným odvodem a přirozeným přívodem vzduchu větrání podtlakové větrací systém s větším průtokem nuceně odváděného vzduchu z prostoru, vzhledem k průtoku vzduchu nuceně přiváděného 1322