BAKAL ÁŘSKÁ PRÁCE

(1)

1

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

2012 NGUYEN VAN TRUNG

(2)

2

TECNHNIKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA STROJNÍ

Katedra energetických zařízení

NGUYEN VAN TRUNG

Větrání prostor katedry

(Ventilation of KEZ’s laboratories)

Vedoucí práce: Ing. Petr Novotný, CSc.

Konzultant práce: Doc. Ing. Václav Dvořák, Ph.D.

Rozsah práce:

o Počet stran: 60 o Počet obrázků: 8 o Počet tabulek: 17 o Počet grafů: 6 o Počet příloh: 4

Liberec 2012

(3)

3

Abstrakt

Cílem práce je výpočet teplené ztráty a návrh větracího systému na letní provoz pro laboratorní oblast katedry. Návrh větracího systému vychází ze stanoveného vzduchu na větrání,výpočtu možnostitepelné zátěže, návrhu potrubí s koncovým vyústěním. Na získané hodnoty je vybraná dostupná větrací jednotka.

Klíčová slova

- klimatizace - kancelář - větrání - tepelné zisky - tepelné ztráty

(4)

4

Abstract

Aim of thisthesis to calculate thermal loss and to design an air conditioning system at the department’s laboratory area. Designing an air conditioning system is based on the calculation of ventilation air, thermal losses and thermal gains for summer operation. Proposefor the air ducts with ending parts like diffusers. Suggest suitable air conditioning unit based on the calculated values.

Key words

- air conditioning - office

- ventilation - thermal gains - thermal looses

(5)

5

Čestné prohlášení

Byl jsem seznámen s tím, že na mou diplomovou práci se plně vztahuje zákon č.

121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Prohlašují, že jsem bakalářskou práci na téma: ‘‘Větrání prostor katedry“

vypracoval samostatně pod vedením pana Ing. Petra Novotného, CSc. K řešení práce jsem použil znalosti, které jsem získal během studia na Fakultě strojní, dále z

odborných seminářů a množství odborné literatury uvedené na konci zadané bakalářské práce.

Datum: 24 / 05 /2012

Popis:

(6)

6

Poděkování

Tímto bych chtěl poděkovat nejprve panu Ing. Petrovi Novotnému, CSc. za její odborné vedení, vstřícné jednání, neocenitelné rady, věcný přístup a ochotu, se kterou mi vždy věnoval nejen ve vedení mé bakalářské práce, ale i v průběhu mého studia na technické univerzitě v Liberci. Také bych rád poděkoval panu Doc. Ing. Václavovi Dvorskému, Ph.D., panu Ing. Miloši Müllerovi, Ph.D., kteří mi pomohli při psaní této bakalářské práce.

NGUYEN VAN TRUNG

(7)

7

Obsah

Abstrakt ... 3

Klíčová slova ... 3

Abstract ... 4

Key words ... 4

Čestné prohlášení ... 5

Poděkování ... 6

Obsah ... 7

Seznam použitých symbolů ... 9

1 ÚVOD ... 12

2 Základní pojmy ... 13

2.1 Vypočet tepelných ztrát [1] ... 13

2.2 Větrání[13] [14] ... 13

2.3 Návrh větracího systému ... 14

3 Dispozice objektu ... 15

4 Výpočet tepelných ztrát ... 16

4.1 Stanovení parametrů potřebných pro výpočet [1] [3] ... 16

4.2. Teoretická potřeba pro výpočet, výtah z normy ČSN EN 12831[1] [2] ... 22

4.2.1 Tepelné ztráty prostupem tepla vytápěného prostoru vypočteno vztahem ... 22

4.2.2 Tepelné ztráty větráním [1]... 23

4.3 Vzorkový výpočet tepelných ztrát pro místnosti 1025 ... 23

4.3.1 Tepelné ztráty prostupem ... 23

4.3.2 Tepelné ztráty větráním ... 24

4.3.3 Tepelná ztráta místnosti 1025 ... 25

5 Výpočet tepelné zátěže ... 26

5.1 Stanovení množství přiváděného vzduchu [4] [7] [8] ... 26

5.2 Vzorový výpočet pro dílny 1025 ... 27

(8)

8

5.2.1 Tepelná zátěž z vnějšího prostředí ... 27

5.2.2 Teplený zisk z vnitřní prostřední ... 31

6 Přehled na tepelné zátěže a tepelných ztrát pro jednotlivé místnosti... 35

7 Větrací jednotka ... 36

7.1 Tlakové ztráty z mřížky ... 36

7.1.1 Přívod vzduchu ... 36

7.1.2 Odvod vzduchu ... 39

7.2 Tlakové ztráty v potrubí systému [10] [11] ... 39

7.3 Volba větrací jednotky ... 43

8 Závěr ... 44

Literatura... 45

Přílohy ... 46

(9)

9

Seznam použitých symbolů

Značky Jméno Jednotka

 Celkový součinitel místních odporů [-]

b_ij Činitel teplotní redukce zahrnující rozdíl mezi teplotou přilehlého prostoru a venkovní teplotou

[-]

l Délka úseku [m]

P Délky ochlazovaných stěn [m]

𝑈_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 ,𝑘} Ekvivalentní součinitel konstrukce se zeminou [W.m².K^-1]

M Hmotnost akumulační stěny [kg]

n₅₀ Hodnota intenzity vyměnit vzduchu při rozdíl tlaku zjištěna měřením

[h^-1]

e_i Hodnota stínicího činitele [-]

, p Hustota venkovního vzduchu [kg.m^-3]

d_ekv Charakteristický rozměr [m]

e1, ek

Korekční činitel zahrnující klimatické vlivy, odlišnou izolaci, nasákavost, rychlost větru a teplotu

[-]

𝑓_𝑔1 Korekční činitel zahrnující vliv ročního kolísání venkovní teploty

[-]

U Korekčního součinitele prostupu tepla [W.m².K^-1] c Měrná kapacita akumulační stěny [J.kg^-1.K^-1] cp Měrná kapacita venkovního vzduchu [J.kg^-1.K^-1

H_V,i Měrná tepelná ztráta větráním [W/K]

H_iu Měrná tepelná ztráta z nevytápěného prostoru do venkovního prostoru

[W.K^-1]

H_T,ie Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do venkovního prostředí

[W.K^-1]

H_T,iue Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do venkovního prostředí přes nevytápěný prostor

[W.K^-1]

H_T,ig Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do zeminy [W.K^-1]

(10)

10 H_ue

Měrná tepelná ztráta z vytápěného do nevytápěného prostoru

Zahrnující ztrátu prostupem tepla a ztrátu větráním

[W.K^-1]

c Měrná kapacita vzduchu [kJ.kg^-1.K^-1]

𝑝_𝑧𝑚 Místní ztráty [W]

V_ex Množství odváděného vzduchu pro celou budovu [m³.h^-1]

V _su Množství přiváděného vzduchu [m³.h^-1]

V_su Množství přiváděného vzduchu pro celou budovu [m³.h^-1]

Vp Množství venkovního vzduchu [m³.s^-1]

V_i Množství vzduchu přiváděného do místnosti [m³.h^-1]

V _i Objem vytápěné místnosti [m³]

𝐺_𝑤 Opravní součinitel na vliv podzemní vody [m²]

S Plocha akumulační stěny [m²]

𝐴_𝑘 Plocha kontaktu se zeminou [m²]

Ag Plocha uvažované podlahové desky [m²]

Aj Plocha vnitřní j-té stěny místnosti [m³.s^-1]

ios, il Počet osob v místnosti [-]

Ql Produkce tepla lidí [W]

Qez Produkce tepla od elektronických zařízení [W]

V_{inf ,i} Proudění vzduchu štěrbinami a spárami [m³.h^-1]

_m,e Průměrná roční teplota [^oC]

𝑓_𝑔2 Redukce teploty [-]

w Rychlost vzduchu v potrubí [m.s^-2]

U_{zi ,SO} Součinitel prostup tepla venkovního stěny pro zimní období [W/m²K]

Uj Součinitel prostup tepla vnitřní j-té stěny [W/m²K^-1] Uk Součinitel prostupu tepla prvky k [W.m².K^-1]

k Součinitel přestupu tepla konvekcí [W.m^-2.K^-1]

_j Součinitel tepelné vodivosti materiálu [Wm^-1K^-1]

 Součinitel třecích ztrát [-]

H_T,ij Tepelná ztráta z vytápěného prostoru do vedlejších vytápěných prostor

[W]

Qsv Tepelné zisky od svítidel [W]

(11)

11

Qv Tepelné zisky od ventilátoru [W]

Qiv Tepelné zisky vázaným teplem [W]

Qsi Tepelný zisk prostupem tepla z přilehlých místností [W]

_{su ,i} Teplota přiváděného vzduchu [^oC]

_j Teplota vedlejšího vytápěného prostoru [^oC]

tp Teplota venkovního vzduchu [^oC]

R Tlakový spád [Pa.m^-1]

dj Tloušťka j-té vrstvy konstrukce [m]

𝑝_𝑧𝑡 Třecí ztráty [W]

_e Venkovní teplota [^oC]

_{int ,i} Vnitřní návrhová teplota vytápěného prostoru [^oC]

Rsi Vnitřní tepelný odpor při přestup tepla [K.m².W^-1] Rse Vnější tepelný odpor při přestup tepla [K.m².W^-1] tisj Vnitřní teplota sousedící místnosti j-té stěny [^oC]

_i Výškový korekční činitel [-]

(12)

12

1 ÚVOD

Část laboratorního oblasti katedry Energetickýchzařízení bude přestavěna pro kancelářní účel.K tomuto účelu slouží klimatizace, která má za úkol vytvořit dobré podmínky pro práci, v nichž lze kvalitně a pohodlně pracovat.

Navržení větrací jednotky vychází ze stanovení základních parametrů,

potřebného větracího vzduchu, vypočtených tepelných ztrát, tepelné zátěže a regulace průtoku přiváděného vzduchu tak, aby teplota místnosti se pohybovala v

požadovaném intervalu. K doložení navržené sestavy pak bude sloužit potřebná technická dokumentace v podobě výkresů a rozpisu materiálů. Jednotky na výkresu je zobrazeny centimetrem.

(13)

13

2 Základní pojmy

2.1 Vypočet tepelných ztrát [1]

Výpočet tepelných ztrát bude provedeno a určeno dle normy ČSN EN 12831. Potřebné údaje na vypočítání tepelných ztrát jsou:

- Klimatické údaje: výpočtové venkovní teplota pro výpočet návrhových tepelných ztrát vnějšího prostředí a průměrná roční venkovní teplota pro výpočet teplené ztráty do přilehlé zeminy.

- Výpočtová vnitřní teplota: vnitřní teplota užitá pro výpočet návrhových tepelných ztrát je výpočtová vnitřní teplota.

- Údaje o budově: vnitřní objem vzduchu každé místnosti, plocha každé stavební části, součinitel prostupu tepla pro každou stavební část, lineární činitel

prostupu tepla pro každý lineární tepelný most, délka každého lineárního tepelného mostu.

2.2 Větrání[13] [14]

Větrání je výměna vzduchu znehodnoceného za vzduch čerstvý, venkovní. Dle principu způsoby výměny vzduchu může rozlišit na přirozené větrání a nucené větrání.

a. Přirozené větrání

Přirozené větrání je větrání pomocí přirozeným tlakovým rozdílem. Přirozené větrání lze rozdělit na:

- Celkové přirozené větrání slouží především k trvalému větrání halových objektů (např. průmyslových hal) s výraznými vnitřními tepelnými zisky a označuje se jako větrání aerací.

- Místní přirozené odsávání – šachtové větrání slouží k přirozenému odvodu vzduchu od zdrojůtepla v průmyslu, ale také se používá pro větrání WC, koupelen v bytových domech.

b. Nucené větrání

Nucené větrání je větrání pomocí účinkem ventilátory. Nucené větrání zajišťuje výměnu vzduchu nezávisle na vnějších klimatických podmínkách a proti přirozenému větrání má řadu dalších předností:

- umožňuje regulaci intenzity větrání podle potřeb větraného prostoru, - umožňuje vzduch filtrovat a také teplotně upravovat,

- umožňuje zpětné využití tepla z odpadního vzduchu,

(14)

14 - umožňuje upravit tlakové poměry v budově a vytvořit vhodné obrazy proudění

ve větraném prostoru.

Podle výměny vzduch venkovní v celém prostoru, nebo pouze v jeho části, nucené větrání lze rozdělit na:

- Celkové větrání slouží k rovnoměrnému provětrání pásma. Celkové větrání se používá především tam, kde zdroje škodlivin (tepla) jsou v prostoru

rovnoměrně rozmístěny.

- Místní přívod vzduchu slouží k lokální úpravě teploty nebo čistoty vzduchu;

patří sem vzduchové clony, vzduchové sprchy a vzduchové oázy.

- Místní odsávání slouží k zachycení škodlivin v místě vzniku a jejich odvedení z místnosti přímo u zdroje.

2.3 Návrh větracího systému

Návrh větrací jednotky vychází ze stanoveného vzduchu na větrání, výpočtu možnosti tepelné zátěže, tepelných ztrát; tlakových ztrát z mříže a tlakových ztrát v potrubí systému. K volbě větrací jednotky, kromě její výkon, musíme dát pozor na účinnost, hlučnost, snadnost regulace, atd.

(15)

15

484 484 470 290

540

410 560

748 484 779

389 240 260212 240 240 260

80 1187x 118 1452x

140

4x190 140

190

Sever

15°

110

340

11 4 13

14 15 5

1

3

12

2 16

17

18

19

10

9

8

7

6

128 127

298

80

Úloha

číslo Název

1 Barometrický tlak 2 Měření nízkých tlaků

3 Měření podtlaku

4

Kalibrace tlakoměrů na závazové pumpě - pístovém tlakoměru s

přímým zatěžováním

5 Ověřování tlakoměrů na tlakové pumpě

6 Kalibrace teploměrů na tlakoměrů na bod varu 7 Ověřování tlakoměrů srovnávacé

metodou

8

Měření teplot pomocí odporových teploměrů a

termočlánků 9 Určení tepelné pohody

10 Alfametr - experimentální určení součinitele přestupu tepla

11 Relativní vlhkost a její měření 12 Výpočet hustoty atmosférického

vzduchu 13 Měření obsolutní vlhkosti

vzduchu 14 Měření vlhkosti tuhých látek

15 Měření viskozity

16 Stanovení spalného teplo a výhřevnosti plynných paliv

17 Měření otáček

18 Ověření mokroběžného laboratorního plynoměru 19 Kalibrace rotametru přesným

plynoměrem

3

Dispozice objektu

(16)

16

4 Výpočet tepelných ztrát

4.1 Stanovení parametrů potřebných pro výpočet [1] [3]

a.Návrhové vnitřní teplota místnostidle [1, tab.D2]

Místnost Typ

Vnitřní

teplota Objem [^oC] [m³]

Návrhové místnosti

1025 Školní dílny 18 135,87

1026 Kancelář 20 36,03

1049 Školní dílny 18 92,01

1029 Kancelář 20 82,13

1028 Laboratoř 20 82,13

1030 Laboratoř 20 122,39

1052 Kancelář 20 72,19

Sousedící místnost 1031 - 20 -

1032 - 20 -

1033 - 20 -

1037 - 20 -

Chodba - 15 -

Tab. 1: Návrhové vnitřní teplota místnosti [3]

b. Maximální venkovní teplota:

Podle [4] maximální venkovní teplota je -18^oC c. Výpočet součinitele prostupu tepla:

Výpočet je proveden dle [5]

U_k = 1

R_si+^d_^j

j+ R_se

d. Součinitel prostupu tepla stěny Vnější stěny s tloušťkou 49 cm (SNb x)

(17)

17 Materiál Tloušťka Součinitel tepelné vodivosti

d[m] [W.m^-1.K^-1]

Omítka vápenocementová 0,02 0,99

Cihelné zdivo 0,15 0,51

Tab. 2: Součinitel prostupu tepla venkovního stěny (SO) [3]

Předpokládejme, že tloušťka vrstvy lepidla mezi cihlami je malá a lze zanedbat jejich tepelný odpor, Tak součinitel prostup tepla venkovního stěny se rovná:

 Pro zimní období:

U_{zi ,SO} = 1

R_si+ R_N+ R_se = 1

0,13 +^0,02

0,99+^0,15

0,51+^0,30

0,51+^0,02

0,99+ 0,04 U_{zi ,SO} = 0,915W/m²K

 Pro letní období:

U_{le ,SO} = 0,890W/m²K Vnitřní stěny s tloušťkou 49 cm (SNb x)

Materiál Tloušťka Součinitel tepelné vodivosti d[m] [W.m^-1.K^-1]

Tab. 3: Součinitel prostupu tepla vnitřního stěny s tloušťkou 49 cm (SNb x)

Předpokládat, že tloušťka vrstvy lepidla mezi cihlami je málo a lze zanedbat jejich tepelný odpor.

U_{zi ,SO} = 1

R_si+ R_N + R_se = 1

0,13 +^0,02

0,99+^0,15

0,51+^0,30

0,51+^0,02

0,99+ 0,13 U_{zi ,SO} = 0,845W/m²K

U_{le ,SO} = 0,845W/m²K

(18)

18 Vnitřního stěny s tloušťkou 19 cm (SNa x)

Tab. 4: Součinitel prostupu tepla vnitřního stěny s tloušťkou 19 cm (SNa x)

U_{zi ,SN} = 1

0,13 +^0,02

0,99+^0,15

0,51+^0,02

0,99+ 0,13 U_{zi ,SN}1,682W/m²K

U_{le ,SN} = 1,682W/m²K

Vnitřního stěny s tloušťkou 34 cm (SNc x)

Tab. 5: Součinitel prostup tepla vnitřního stěny s tloušťkou 34 cm (SNc x)

 Pro zimní období

U_{zi ,SN} = 1

0,13 +^0,02

0,99+ ^0,3

0,51+^0,02

0,99+ 0,13 U_zi,SN = 1,125W/m²K

U_{le ,SN} = 1,125W/m²K e.Výpočet pro strop (STR)

Strop je sloužen ze 4 homogenních vrstvech: Prkno, omítka a jedna nehomogenní vrstva(mezi dvěma prkny), ve kterém hutný beton a škvára leží střídavě v horizontální, poloze viz obr. 2:

(19)

19 Prkno Beton hutný Škvára Rákos Omítka

Obr.2: Vrstvy tropu

K výpočtu součinitel prostup tepla, předpokládejme že, tato nehomogenní vrstva je nahrazena homogenní vrstvou se stejným tepelným odporem, z materiálu, který má náhradní součinitel vodivost ekv , Hodnota ekv lze přibližně vypočítat následujícího vztahu:

_ekv =_b. A_b+_š. A_š A_b+ A_š Kde:

b = 1,23 [W/m.K] tepelné vodivost hutného betonu

š = 0,326 [W/m.K] tepelné vodivost škváry Ab = 0,2*0,15=0,03 [m²] plošné zastoupení betonu Aš = 0,2*0,4=0,08 [m²] plošné zastoupení škváry

_ekv =1,23 ∗ 0,03 + 0,326 ∗ 0,08 0,03 + 0,08

_ekv = 0,573 W/m.K

Teď strop je skládá z ekvivalentní vrstvy a 4 homogeních vrstev viz následující tabulku Materiál Tloušťka Součinitel tepelné vodivosti

d[m] [W.m^-1.K^-1]

Prkno 0,04 0,17

Ekvivalentní vrstvy 0,2 0,573

Prkno 0,02 0,17

Rákos 0,02 0,05

Omítka 0,02 0,99

Tab. 6: Součinitel prostupu tepla ekvivalentního stropu s 5 homogenními vrstvy

(20)

20

U_{zi ,STR} = 1

R_si+ R_N+ R_se = 1

0,1 +^0,04

0,17+ ^0,2

0,573+^0,02

0,17+^0,02

0,05+^0,02

0,99+ 0,17 U_{zi ,STR} = 0,718W/m²K

 Pro letní období

U_{le ,STR} = 0,718W/m²K f. Výpočet pro podlahu(PDL)

Beton hutný 0,2 1,23

Tab. 7: Součinitel prostupu tepla podlahy

U_{zi ,PDL} = 1

R_si+ R_N + R_si = 1 0,17 + ^0,2

1,23+ 0,1 U_{zi ,PDL} = 2,312W/m²K

U_{le ,PDL} = 2,312W/m²K

g. Výpočet pro místnosti 1030, 1052

Materiál Tloušťka Součinitel tepelné vodivosti d[m] [W.m^-1.K^-1]

Keramická dlažba 0,007 1,01

Beton hutný 0,2 1,23

Tab. 8: Součinitel prostupu tepla

U_{zi ,PDL} = 1

R_si+ R_N+ R_si = 1 0,17 + ^0,2

1,23+^0,007

1,01 + 0,1 U_{zi ,PDL} = 2,275W/m²K

U_{le ,PDL} = 2,275W/m²K h. Součinitel prostupu tepla oken a dveří

(21)

21 Součinitel prostupu tepla oken a dveří beru z normy [3]:

Oken

- pro zdvojená okna se dvěma skly (okna místnost 1024, 1030) kok =2,8 W/m².K

- pro dvojité okny, s dvěma skly (oken místnosti 1028, 1029, 1049) kok =2,7 W/m².K

Dveří

- pro domovní dveře bez skleněné výplně (dveře místnost 1025, 1030, 1052) U=2,6 W/m².K

- pro vnitřní dveře plné

U= 2 W/m².K

Součinitel prostup tepla

Místnost

Stěny

Okna

Dveře

Podlaha Strop Venkovní Vnitřní

Venkovní Vnitřní zimní letní SNa x SNb x SNc x

1025 0,915 0,89 1,682 0,845 2,8 2,6 2 2,312 0,718 1026 0,915 0,89 1,682 0,845 2,7 2 2,312 0,718 1049 0,915 0,89 1,682 0,845 2,7 2 2,312 0,718 1029 0,915 0,89 1,682 0,845 1,125 2,7 2 2,312 0,718 1028 0,915 0,89 1,682 0,845 1,125 2,7 2 2,312 0,718 1030 0,915 0,89 1682 0,845 1,125 2,8 2,6 2 2,275 0,718 1052 0,915 0,89 1682 0,845 1,125 2,6 2 2,275 0,718

Tab. 9: Součinitel prostupu tepla místností

(22)

22 4.2. Teoretická potřeba pro výpočet, výtah z normy ČSN EN 12831[1]

[2]

Tepelná ztráta budovy _i skládá z tepelné ztráty prostupem tepla vytápěného prostoru _T,i atepelné ztráty větráním vytápěného prostoru _V,i.

Celkové tepelné ztráty vytápěného prostoru:

_i = _T,i+_V,i

4.2.1 Tepelné ztráty prostupem tepla vytápěného prostoru vypočteno vztahem

_T,i = H_T,ie + H_T,iue + H_T,ig+ H_T,ij . _{int ,i}−_e Výpočet pomocí korekčního součinitele prostupu tepla

H_T,ie =A_k. U_kc. e_k Kde U_kc = U_k +U

H_T,iue = A_k. U_kc. b_u

bu je redukční činitel teploty zahrnující rozdíl mezi teplotou nevytápěného prostoru a teplotou venkovního prostředí, dáno vztahem:

b_u = _{int ,i}−_u

_{int ,i}−_e

A pokud teplota neznámá

b_u = H_ue H_iu + H_ue

Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do zeminy H_T,ig, výpočet zjednodušeným způsobem:

H_T,ig = 𝑓_𝑔1. 𝑓_𝑔2. 𝐴_𝑘. 𝑈_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 ,𝑘} . 𝐺_𝑤 Kde

𝑓_𝑔1= 1,45[-]

𝑓_𝑔2 =^^{𝑖𝑛 𝑡,𝑖}^−^{𝑚 ,𝑒}

𝑖𝑛𝑡 ,𝑖−𝑒

𝐺_𝑤 = 1 pro hladina vody více než 1 m pod podlahou 𝐺_𝑤 = 1,15 pokud je hladina vody méně než 1 m Hodnotu 𝑈_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 ,𝑘} je vypočteno v tab. 4, 5, 6, 7 dle [1]

Tato hodnota závisí na parametru B^’:

B^′ = A_g 0,5P

(23)

23 Tepelná ztráta z vytápěného prostoru do vedlejších vytápěných prostor H_T,ij

H_T,ij =A_k. b_ij. U_k b_ij = _{int ,i}−_j

_{int ,i}−_e

4.2.2 Tepelné ztráty větráním [1]

_T,i = H_V,i. _{int ,i}−_e Kde: H_V,i = V _i.. c

Pro nucení větrání:

V _i = V _{inf ,i}+ V _{su ,i}. f_v,i+ V mech ,inf ,i

Proudění vzduchu štěrbinami a spáramiV_{inf ,i}:

V _{inf ,i}= 2. V _i. n₅₀. e_i._i Množství přiváděného vzduchu do vytápěné místnosti V_{su ,i}:

f_v,i=_{int ,i}−_{su ,i}

_{int ,i}−_e

Rozdíl množství přiváděného vzduchu a množství odváděného vzduchu:

V mech ,inf ,i = max⁡(V _ex − V _su , 0) m³.h^-1

4.3 Vzorkový výpočet tepelných ztrát pro místnosti 1025 Ostatní místnosti jsou uvedeny v příloze.

Vnitřní návrhová teplota místnost (dílny) ... _{int ,i} = 18 [^oC]

Teplota venkovní ... _e = -18 [^oC]

4.3.1 Tepelné ztráty prostupem - Ztráta tepla do exteriéru: SO1, DO1 Dle vzoru:

_{T,i(T,ie )}= H_T,ie. _{int ,i}−_e = A_k. U_kc. e_k . _{int ,i}−_e Pro venkovní stěny SO1

U_kc = U_k +U = 0,915 + 0,05 = 0,965

T,i T,ie 𝑆𝑂1 = 18,09 ∗ 0,965 ∗ 1 . 18 + 18 = 628,45 W

- Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do venkovního prostředí přes nevytápěný prostor, v našem případě je nula,H_T,iue = 0.

- Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do zeminy H_T,ig:PDL ,SO1z, SNb1z

_{T,i T,ig}= H_T,ig. _{int ,i}−_e = 1,45 𝐴_𝑘. 𝑈_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 ,𝑘} _{int ,i}−_m,e

(24)

24 Pro podlaha PDL:

B^′= A_g

0,5P=5,4x7,79

0,5x7,79= 10,8 m Podle tab. 5 [1] pro B‘=10,8; bez izolace:

𝑈_{𝑒𝑞 𝑢𝑖𝑣} = 0,38 W.m².K^-1

_m,e = 3,1 pro Liberec [3]

T,i T,ig 𝑃𝐷𝐿 = 1,45 ∗ 42,07 ∗ 0,38 ∗ 18 − 3,1 = 345,67 W Pro části stěny SO1 pod zeminou: SO1z

USO1z =0,915 W.K^-1.m^-2, tab.7 [1]  𝑈_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣} = 0,65 W.K^-1.m^-2

T,i T,ig 𝑃𝐷𝐿 = 1,45 ∗ 1,558 ∗ 0,65 ∗ 18 − 3,1 = 21,88 W

- Tepelná ztráta do vedlejších vytápěných prostor H_T,ij: SNa1, DN1, SNa3, SNb2, SNa4, SNb5, STR:

_{T,i T,ij} = H_T,ij. _{int ,i}−_e = A_k. U_k ∗ _{int ,i}−_j Pro vnitřní stěny SNa1

 _{T,i T,ij} = 17,44 ∗ 1,682 ∗ 18 − 20 = −18,87 W 4.3.2 Tepelné ztráty větráním

Proudění vzduchu štěrbinami a spárami V_{inf ,i}:

V _{inf ,i}= 2 ∗ 135,87 ∗ 3 ∗ 0,03 ∗ 1 = 24,46 m³.h^-1

Pro výpočet volímmnožství přiváděného vzduchu v letní období V _su = 375m³.h^-1 a teplotu přiváděného vzduchu stejná teplota místnost _{su ,i} = 18^oC. Rozdíl množství přiváděného vzduchu a množství odváděného vzduchu bude nula, protože systém je rovnotlakové systém.

_V = 0,34 ∗ 375 ∗ 18 − 18 + 0,34 ∗ 24,46 ∗ 18 + 18 = 299,4 W

Obr. 3 Schéma technického údaje místnosti 1025

31330 20273

888

19

1025 18C kancelář

20C

chodba 15C

zemina 5C

SNa 4 1,682[W.m .K ]-2 -1

STR 0,718[W.m .K ]-2 -1

PDL 2,312[W.m .K ]-2 -1

1052 20C

SNa1 1,682[W.m .K ]-2 -1

118 2x145

1025 18C 2x OZ 1

SO 1 SNa 1

SNb 2 SNa 3

SNa 4 SNb 5 DO 1

DN 1 2 [W.m .K ]-2 -1

2,6[W.m .K ]-2 -1

2,8[W.m .K ]-2 -1

0,915[W.m .K ]-2 -1

1049 18C

chodba 15C venkovní

-18C

1052 20C 540 49

19

140 190

118

153 110

190

SNb 5 0,845[W.m .K ]-2 -1

779

(25)

25 4.3.3 Tepelná ztráta místnosti 1025

Tab. 10: Tepelná ztráta místnosti 1025

Označení stěny Počet konstrukce Délka konstrukce Výška konstrukce Plocha konstrukce Počet otvor Plocha otvoru Plocha bez otvoru Součinitel prostupu tepla Součinitel Rozdíl teplot Prostupem tepla konstrukce Místnost 1025

e -18 [^oC]

int,i 18 [^oC]

n h l A n_otv A_d A-A_d _U_k _U_kc  _T,i m,e 3,1 [^oC]

[-] [m] [m] [m²] [-] [m²] [m²] [W/m²K] [W/m²K] [^oC] [W] B^’ 10,8 [m]

DO 1 1 1,1 1,9 2,1 0 0,0 2,1 2,6 2,65 36,0 199,4 U_equiv 0,38 [W.m².K^-1]

SO 1 1 7,8 3,0 23,6 1 5,5 18,1 0,9 0,97 36,0 628,5 V_i 135,87 [m³]

OZ 1 2 1,2 1,5 3,4 0 0,0 3,4 2,8 2,85 36,0 351,1 n50 3 [h^-1]

SN a 1 1 5,4 3,0 16,4 0 0,0 16,4 1,7 0,00 -2,0 -55,0 ei 0,03 [-]

DN 1 1 1,4 1,9 2,7 0 0,0 2,7 2,0 0,00 0,0 0,0 _i 1 [-]

SN a 3 1 1,2 3,0 3,6 0 0,0 3,6 1,2 0,00 0,0 0,0 V_su 375 [m³.h^-1]

SNb 2 1 7,8 3,0 23,6 1 6,2 17,4 0,8 0,00 0,0 0,0 su,i 18 [^oC]

PDL 1 7,8 5,4 42,1 0 0,0 42,1 2,3 0,00 13,0 345,4 Tepelné ztráty prostupem

STR 1 1 7,8 5,4 42,1 0 0,0 42,1 0,7 0,00 -2,0 -60,4 _T 1543,7 [W]

SO 1z 1 7,8 0,2 1,6 0 0,0 1,6 0,9 0,00 24,0 21,88 Tepelná ztráta větráním

SNb 1z 1 18,6 0,2 3,7 0 0,0 3,7 0,8 0,00 13,0 48,2 _V 299,349 [W]

SNa 4 2 1,5 3,0 9,3 0 0,0 9,3 1,7 0,00 3,0 46,8 Celkové tepelné ztrát

SNb 5 1 5,4 3,0 16,4 2 4,6 7,1 0,8 0,00 3,0 18,0 _i 1843,1 [W]

(26)

26

5 Výpočet tepelné zátěže

Tepelná zátěž je jako tepelný tok sdílení z prostředního exteriéru do klimatizace místnosti.Vlivem vnějšího a vnitřního zdroje tepla, se teplota místnosti pohybuje.

Účelem větrání je změnit průtok přiváděného vzduchu tak, aby teplota v místnosti nepřekročila požadovanou hodnotu.

5.1 Stanovení množství přiváděného vzduchu [4] [7] [8]

Teplota místnosti ovlivňováním tepla sálání a tepla konvekcí s poměrem  jsou uvedení dvěma rovnice tepelné bilance:

- Sálání tepla na vnitřní stěny ze svítidel, lidí, a slunce přes okna.

 𝑄_𝑜𝑟 + 𝑄_𝑠𝑣+ 𝑄_𝑙(𝑡_𝑖𝑗) .= 𝑀. 𝑐. 𝑡_𝑠𝑗 − 𝑡_{𝑠𝑗 −1} +_𝑘. 𝑆. 𝑡_𝑠𝑗 + 𝑡_{𝑠𝑗 −1}

2 − 𝑡_𝑖𝑗 .

(*) - Tepla konvekcí

1 − . 𝑄_𝑜𝑟 + 𝑄_𝑠𝑣+ 𝑄_𝑙(𝑡_𝑖𝑗) +_𝑘. 𝑆. ^𝑡^𝑠𝑗^+𝑡^{𝑠𝑗 −1}

2 − 𝑡_𝑖𝑗 + 𝑄_𝑜𝑘 𝑡_𝑖𝑗 + 𝑄_𝑠 𝑡_𝑖𝑗 + +𝑄_𝑠𝑖 𝑡_𝑖𝑗 + 𝑄_𝑒𝑧 + 𝑄_𝑣 𝑉 _𝑝 = 𝑉 _𝑝._𝑝. 𝑐_𝑝. 𝑡_𝑖𝑗 − 𝑡_𝑒𝑗 (**)

Kde:

- index j je času po intervalu =3600 [s]

- Qor, Qsy, Ql, Qok, Qs, Qsi, Qez, Qy[W] jsou tepelné zisky od okna radiací, svítidel, lidé, okna konvekcí, venkovní stěny, vnitřní stěny, elektrické zařízení a ventilátoru, jejich výpočty jsou uvedeny ve vzorový výpočet pro dílny 1025.

- c = 900 J.kg^-1.K^-1

- k=3,5 W.m^-2.K^-1

- tij, tsj, tsj-1, tej [^oC] jsou teplota vnitřní, stěny a venkovní v času j, j-1. Přepokládat, že j běhá od 1 do 24.

Rovnice májí 4 neznámý: tij, tsj, tsj-1 a Vp. Dle [7] [8] Beru Vp a ts0, dosadí jim do (*),(**) dostat ti1, ts1.Pokračovat výpočet doti24, ts24. Jestli ts0, ts24 nejsou shodné  brát jinou ts0

. Regulovat hodnotu Vp tak, aby dostat interval požadované teploty.

Množství přiváděný vzduch místnost 1025 musí platit:

- Požadavek na čerstvý vzduch na osobu:

Vp> v _e = v _os × 𝑖_𝑜𝑠 = 30 × 1 = 30 m³/h

(27)

27 v _os = 30m³/h dávka čerstvého vzduchu na osobu dle [4], kterou se stanoví hygienické požadavky na prostory a provoz škol.

Minimální intenzita vyměnění vzduchu:

𝑉 _𝑝

𝑂 > 𝑋 => 𝑉 _𝑝> 3 ∗ 123,25 = 370 m³/h

Já řeším soustavu rovnice v Excelu. Pro Vp= 375m³.h^-1 a ts0 = 25,29ôC maximální vnitřní teplota je 27,3ôC a rozdíl teploty v pracovní době je 2,75ôCVyhoví.

Čas [h] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Vnitřní teplota[^oC] 24,5 25,1 25,6 26,1 26,4 26,7 26,8 27,1 27,2 27,3 27,2 27,1 26,8

Tab. 11: Průběh teplota místnost během pracovní doby

Graf. 1:Průběh teplotmístnosti 1025

Teplota místnosti pro množství 375m³přiváděného venkovního vzduchu za

hodinu(červená křivka) je trochu menší než případ bez větrání(fialová křivka) a bude přibližně dosáhnout venkovní teploty, když se přivádí 5000 m³.h^-1.( oranžová křivka) 5.2 Vzorový výpočet pro dílny 1025

Výpočet je proveden dle ČSN 73 0548 pro slunný den 21.července.

5.2.1 Tepelná zátěž z vnějšího prostředí

15 17 19 21 23 25 27 29 31

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Hodin [h]

Průběh teplota mítnost 1025

Teplota venkovní Teplota vnitřní mítnost Teplota stěny

Když Vp = 0 Když Vp = 5000 Teplota

Teplota [ ^oC ]^]

(28)

28 Je teplo, které sdílí do místnosti z venku průsvitnými a neprůsvitnými

konstrukcemi budovy,hlavně díky působení slunečního záření.

Plocha okna včetně rámu So=1,18x1,45=1,711 m² Délka spár

L=2x1,18+4x1,45=8,16 m

Obr. 4: Dimenze okna

Výpočet pro místnosti 1024 v 10 hodin 21. Červenec:

Vstupní hodnota

 = 50 ^o(Zeměpisná šířka) d1 = 0,15 m n = 2 (Počet okna) c1 = 0,15 m co = 1 (středně čistotou) f1 = 0,1m Hi= 357m ( Liberec) g1= 0,1 m

 = 135^o (JV) z = 5 (měsíc Červenec)

 = 90^o L = 0,86m

H = 1,25 m

Obr.5: Geometrické parametry

c d gh

H 2

L f

d

e¹

Vodorovn á rov

ina

S







a

h

(29)

29 Prostup tepla okny radiací

Sluneční deklinace pro 21. měsíčně:

 = -23,5xcos(30M) = -23,5*cos(30x7) = 20,35^o Výška slunce

h = arcsin sin× sin− cos× cos× cos

= arcsin sin20,35 × sin50 − cos20,35 × cos50 × cos150

𝑕 = 52^okde =10x360/24 = 150^o Azimut slunce

𝑎 = 𝑘 × 180 − arcsin sin  ×cos cos 𝑕

= 1 ∗ 180 − arcsin sin 150 ×cos 20,35

cos 52 = 130^𝑜 Úhel mezi normálou okna a směrem paprsku

𝜃 = arccos⁡[sin 𝑕 × 𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑐𝑜𝑠𝑕 × 𝑠𝑖𝑛𝛼 × cos⁡(𝑎 − 𝛾)]

= arccos sin 52 × 𝑐𝑜𝑠90 + 𝑐𝑜𝑠52 × 𝑠𝑖𝑛90 × cos⁡(130 − 135) 𝜃 = 52^o

Intenzita přímé sluneční radiace

I _D = 1350 × 𝑒𝑥𝑝[−0,1 × 𝑧 × (16 − 𝐻𝑖 16 + 𝐻𝑖× 1

sin 𝑕)^0,8] = 1350 × 𝑒𝑥𝑝 −0,1 × 5 × 16 − 0,357

16 + 0,357× 1 sin 52

0,8

I _D = 753,023 Wm^-2

Intenzita přímý sluneční radiace na obecnou rovinu okna I _DS = I_D × cosθ = 735,02 ∗ cos 52 = 463,61Wm^-2 Intenzita difúzní radiace

I _d = 1350 − I_D− 1080 − 1,4 × I_D 𝑠𝑖𝑛²𝛼 2

sin 𝑕 3

= 1350 − 753,02 − 1080 − 1,4 × 753,02 𝑠𝑖𝑛²90 2

sin 52 3 I _d = 153,43Wm^-2

Intenzita celkové sluneční radiace

I _c = I_DS + I_d = 463,6 + 153,4 = 617Wm^-2 Poměrná propustnost difúzní sluneční radiace

Td=0,85

Poměrná propustnost skla pro přímé sluneční záření

(30)

30 T_D = 0,87 − 1,47 ∗ 

100

5

= 0,87 − 1,47 ∗ 52 100

5

T_D = 0,814

Intenzita difúzní radiace procházející standardním jednoduchým zasklením I _odif = I _d∗ T_d = 153,43 ∗ 0,85 = 130,416Wm^-2

Celková intenzita sluneční radiace

I _o = I_DS ∗ T_D+ I_d∗ T_d = 463,61 ∗ 0,814 + 153,43 ∗ 0,85 I _o = 507,794Wm^-2

Délka stínů

e₁= 0,15 ∗ 𝑡𝑔 130 − 135 = 0,013< f1 e1=f1 žádný stín e₂ = 0,15 ∗ 𝑡𝑔(52)

𝑐𝑜𝑠 130 − 135 = 0,193 Osluněná plocha

S_os = 𝐿 − e₁− f₁ ∗ 𝐻 − e₂− g

= 0,86 − 0,1 − 0,1 ∗ 1,25 − 0,193 − 0,1 = 0,995 m² Stínící součinitel

s = 0,9 [-] pro dvojité sklo bez stínící prostředky.

Tepelný zisk okny sluneční radiací v 10 hod.

Q _{or 1} = S_os ∗ I _o ∗ c_o + S_o − S_os ∗ I _odif s

Q _{or 1} = 0,995 ∗ 507,794 ∗ 1 + 1,075 − 0,995 ∗ 130,416 ∗ 0,9 Q _{or 1} = 464,119W

 Q _or = 2 ∗ Q _{or 1} = 928,239W

Prostup tepla okny konvekcí

Amplituda kolísání teplot: A =7 K

Součinitel prostupu tepla okna:; ko =2,8Wm^-2K^-1 Teplota vzduchu v místnosti v 10 h: ti= 26,1^oC

Max. tepla příslušného dne měsíce Červenec: temax =30^oC Teplota venkovní v 10 hodin:

t_e10 = t_emax − 𝐴 ∗ 1 − 𝑠𝑖𝑛 − 135

t_e10 = 30 − 7 ∗ 1 − 𝑠𝑖𝑛 150 − 135 = 24,8^oC

Teplený zisk oken konvekcí v 10 hodin

Q _ok = n ∗ S_o ∗ k_o ∗ t_e10− t_i

(31)

31

 Q _ok = 2 ∗ 1,711 ∗ 2,8 ∗ 24,8 − 26,1 = −12,46W Tepelný ziskstěny Qs

Plocha stěny: Ss= 23,48 K

Součinitel prostupu tepla stěnou: ks= 0,89 Wm^-2K^-1 Teplota vzduchu v místnosti: ti = 26,1^oC Teplota venkovní: te = 24,5^oC

Součinitel přestupu tepla na vnější straně svislé stěny e = 15 Wm^-2K^-1 Celková intenzita sluneční radiace: Ic=617W.m^-2 Součinitel poměrné pohltivosti omítky [5]  = 0,7 Tloušťka stěny  = 0,49 > 0,45m Stěny těžké

Rovnocenná sluneční teplota vzduchu daná vztahem:

t_r = t_e +∗ I_o

_e = 24,8 +0,7 ∗ 617

15 = 53,6^𝑜𝐶

Průměrná rovnocenná sluneční teplota vzduchu za 24 hodint_rm = 31,4^oC Tepelný zisk venkovní stěny v 10 hodin:

Q_s = S_s − S_otvor ∗ k_s ∗ t_rm − t_i

 Q_s = 21,27 − 1,1 ∗ 1,9 − 2 ∗ 1,711 ∗ 0,89 31,4 − 26,1 = 74,3W Tepelné zisky od přívodu čerstvého vzduchu QL

Q _L = V ∗∗ 𝑐_𝑝 t_ev − t_i Přívod venkovního vzduchu: 𝑉_𝑝 = 0,104 m³.s^-1 Hustota vzduchu:  = 1,2 kg/m³ Měrná tepelná kapacita vzduchu: c = 1000J.kg^-1K^-1

 Q _L = 0,104 ∗ 1,2 ∗ 1000 ∗ 24,8 − 26,1 = −162,5W Celkové tepelné zisky z vnější prostřední Qice

 𝐐 _𝐢𝐜𝐞 = 𝐐 _𝐨𝐫+ 𝐐 _𝐨𝐤+ 𝐐 _𝐬= 𝟗𝟐𝟖, 𝟐𝟒 − 𝟏𝟐, 𝟒𝟔 + 𝟕𝟒, 𝟑 = 𝟗𝟗𝟎W 5.2.2 Teplený zisk z vnitřní prostřední

Produkce tepla lidí Ql

Q_l = 6,2 × 36 − t_i × i_l Kde il počet lidí; im počet muž; iž počet žena; id počet dětí.

i_l = i_m+ 0,85 × i_ž+ 0,75 × i_d V dílně 1025 pracuje jeden muž od 8 do 18 hodin

i_l = 1 + 0,85 × 0 + 0,75 × 0 = 1

 Q_l = 6,2 × 36 − 26,1 × 1 = 61,38 W

(32)

32 Tepelné zisky od svítidel Qsv

V místnosti s okny se výpočet umělého světlení bere ve vzdálenosti 5m od okna Q_sv = 𝑃_𝑖 × 𝑆 × 𝑐₁× 𝑐₂

Produkce tepla svítidel na 1 m²pro učebnu Pi=15 W.m^-2[5]

Součinitel současnosti používání svítidel c1 = 1 [-]

Zbytkový součinitel c₂= 1 [-]

Výpočtová uměle osluněná plocha S= 3,116 m²

 Q _sv = 15 × 3,116 × 1 = 46,74 W

Produkce tepla od elektronických zařízení Qez

Q_ez = 𝑃 × 𝑐₁× 𝑐₃

Součet výkon elektrického motoru (3 vrtačka, 1 frézka, 1 soustruh) Pi=2700W Součinitel současnosti používání svítidel c1 =0,4 [-]

Průměrné zatížení stroje c3 = 1 [-]

 Q_ez = 2700 × 0,4 × 1 = 1080 W Tepelné zisky od ventilátoru Qv

Q =_v 𝑉 _𝑝× ∆𝑃

_𝑣×_𝑚

Celkový tlak ventilátoru (odhad): P=300 Pa Účinnost ventilátoru(zvolená): v=0,6[-]

Účinnost elektromotoru ventilátoru(zvolená): m=0,7[-]

 Q =_v ^375×300

0,6×0,7×3600= 74,4 W

Tepelný zisk prostupem tepla z přilehlých místností (tepelný zisk vnitřní stěny) Qsi

Q _si =  A_j∗ U_j ∗ t_isj − t_i

Protože obvodové stěny mají stejný provoz, tepelný zisk z těch jsou zanedbatelné.

Tepelný zisk strop

Q _STR = 42,07 ∗ 0,718 ∗ 26 − 26,1 = −3,02 W Tepelný zisk podlaha tis=17 ^oC

Q _PDL = 42,07 ∗ 2,312 ∗ 17 − 26,1 = −885,19W Tepelný zisk část obvodové stěny pod zeminou 20 cm (tis=17^oC)

Q _obz = 5,26 ∗ 0,89 ∗ 17 − 26,1 = −42,6 W

(33)

33

0 100 200 300 400 500 600

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Hodin [h]

Celkové tepelené zisky z vnější prostřední Celkové tepelené zisky z vnitřní prostřední Tepelná zátěž místnosti Celková intenzita sluneční radiace na standarní okně

Tepla[W]] I_o[W.m^-2]

 Q _si = Q _STR + Q _PDL + Q _obz = −930,8W Celkové tepelné zisky z vnitřní prostřední Qici

Q _ici = Q _l+ Q _sv + Q _ez + Q _v + Q _si = 61,38 + 46,74 + 1080 + 74,4 − 930,8

 𝐐 _𝐢𝐜𝐢 = 𝟑𝟑𝟐, 𝟓W Tepelné zisky vázaným teplem Qiv

Q _iv = 𝑖_𝑙× 𝑚_𝑤 × 𝑙₂₃ Produkce vodní pára pro 26^oC [5] mw= 244 g/h

Měrné výparné teplo vody: l = 2500 J/g

 Q _iv = 1 × ²⁴⁴

3600× 2500 = 169,44W Celkové tepelné zisky citelným teplem místnosti 1025 Qic

Q _ic = Q _ici + Q _ice = 332,5 + 990 = 1322,5 W Tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem pro místnost 1025

Q _c = Q _ic + Q _L = 1322,5 − 162,5 = 1160W Tepelná zátěž místnosti 1025 v 10 hodin

𝐐 _𝐢 = 𝐐 _𝐢𝐜+ 𝐐 _𝐢𝐯+ 𝐐 _𝐋 = 𝟏𝟏𝟔𝟎 + 𝟏𝟔𝟗, 𝟒 = 𝟏𝟑𝟐𝟗, 𝟒W

Graf. 2Průběh tepelná zátěže místnosti 1025

(34)

34

Tab. 12 Průběh tepelné zátěže v pracovní doby.

Pracovní hodin τ [h] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Teplota venkovního vzduchu tev [^oC] 19,5 21,2 23,0 24,8 26,5 27,9 29,1 29,8 30,0 29,8 29,1 27,9 26,5 Teplota vzduchu v místnosti ti [^oC] 24,5 25,1 25,6 26,1 26,4 26,7 26,8 27,1 27,2 27,3 27,2 27,1 26,8

Prostup tepla okny radiací Qor [W] 619 849 953 925 773 525 292 252 228 195 152 101 45

Prostup tepla okny konvekcí Qok [W] -48 -37 -25 -12 1 12 21 26 27 24 18 8 -3

Tepelný zisk venkovní stěnou Qs [W] 97 89 82 75 70 67 65 61 59 59 59 61 64

Celkové tepelné zisky z vnější prostřední Qice [W] 668 901 1010 988 844 605 378 340 314 277 229 171 106

Produkce tepla lidí Ql [W] 71 68 64 61 59 58 57 55 55 54 54 55 57

Tepelné zisky od svítidel Qsv [W] 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47

Produkce tepla od elektronických zařízení Qez [W] 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080 1080

Tepelné zisky od ventilátoru Qv [W] 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74

Tepelný zisk vnitřní stěny Qsi [W] -718 -796 -868 -929 -975 -1005 -1026 -1056 -1077 -1084 -1078 -1059 -1028 Celkové tepelné zisky z vnitřní prostřední Qici [W] 554 473 398 334 285 254 232 200 179 171 177 197 230 Tepelné zisky od přívodu čerstvého vzduchu QL [W] -624 -486 -328 -159 8 161 280 339 349 312 231 110 -42 Celkové tepelné zisky citelným teplem Qic [W] 1222 1374 1408 1322 1129 858 610 540 493 448 406 368 336 Tepelná zátěž klimatizačního zařízení

citelným teplem Qc [W] 598 888 1080 1162 1137 1019 890 879 842 760 637 478 294

Tepelné zisky vázaným teplem Qiv [W] 161 164 167 170 172 174 175 176 177 177 177 176 175 Tepelná zátěž místnosti Qi [W] 759 1052 1247 1333 1309 1193 1064 1055 1019 938 814 654 469

(35)

35

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Hodin [h]

Průběh tepelná zátěz celého objektu Tepla[W]]

6 Přehled na tepelné zátěže a tepelných ztrát pro jednotlivé místnosti

Tab. 13:Tepelné zátěže a tepelné ztráty pro jednotlivé místnosti

Místnost Označení

Tepelná ztráta Celková tepelná ztráta

Objemový tok čerstvý

vzduch

Tepelné zisky Tepelná zátěž místnosti

prostupem Větráním citelným

teplem

vázaným teplem

T V i V_e[m³.h^-1] Qic[W] Qiv[W] Qi[W]

Dílny 1025 1544 299 1843 375 1222 161 1383

Dílny 1049 873 127 1000 275 361 727 1088

Kancelář 1026 470 56 526 120 111 143 254

Kancelář 1029 873 127 1000 300 361 727 1088

Laboratoř 1028 814 127 942 500 892 1508 2400

Laboratoř 1030 1854 190 2044 500 1224 1515 2740

Kancelář 1052 1269 112 1381 250 141 284 425

Celkem 4574 737 5311 2320 4312 5066 9378

Graf. 3: Průběh tepelné zátěže celého objektu

(36)

36

7 Větrací jednotka

Vzduch je upraven, čerpán (odsáván) pomocí větrací jednotky. Pokud objekt není horkém v letní období (maximální vnitřní teplota místnosti je 26, 27^oC), tak není potřeba úpravy vzduchu. Volba ventilátoru je provedena tak, aby umožnil přivádět i odvádět požadovaný tok vzduchu. K volbě ventilátoru, je potřeba znát:

- Množstvípřiváděného a odváděného vzduchu

o Přiváděný vzduch je uvedený v tabulce Vp = 2320 m³.h^-1

o Tento systém je rovnotlaký, pak odvádějící vzduchVo= Vp = 2320 m³.h^-1 - Pracovní tlak systém potrubí

Tlak ventilátoru musí pokrýt ztráty. Tato hodnota záleží na umístění potrubí, druhuvyústky, tvaru potrubí.

7.1 Tlakové ztráty z mřížky

7.1.1 Přívod vzduchu

Protože objekt je nízký, budu vybírat typ mřížky NOVA-A z firmy IMOS- Systemair a umístím ji na svislé stěně.

 Vzorový výpočet potřebnýpro objednávku Vstupní údajmístnost 1025

Průtok Vp = 375 m³.h^-1 Délka místnost B = 5,4 m Šířka místnost A = 7,79 m Max. rychlost v místnost (volím) vl = 0,2 m.s^-1

Vzdálenost od stropu (návrhuji) H = 0,2 [m]

Poměr A/B = 1,44

 CA = 1,3 při = 0^odle[9, graf 2]

 CH = 1 dle [9, graf 3]

Dosah proud vzduchu

l = B × C_H× C_A = 5,4 × 1,3 × 1 = 7,02m

Av = 0,051 m² a pk= 1,6 Pa bez použití regulační ústrojí,viz Graf 4 S volnou plochou 0,051 m² dle [9, tab. 1] pro typu NOVA-A

Obr. 6: Mřížka NOVA-A [9]