ČVUT v PrazeFakulta stavebníKatedra Technických zařízení budov
ENERGETICKÉ A EKOLOGICKÉ SYSTÉMY BUDOV 2
4.Cvičení
Řešení vzduchotechnických systémů
letní semestr 2011 Ing. arch. Martin Kny
4.cvičení: VZT systémy
Obsah:• Používané VZT systémy • Zadání 4. úlohy – Návrh VZT systému
Používané systémy vzduchotechniky
• Teplovzdušné větrání
• Teplovzdušné vytápěné
• Standardní klimatizace (centrální)
• Systém s Fancoily (FCU)
• Systém s VAV boxy
• Dvoukanálový systém
• Systém Split a MultiSplit
• …
Standardní klimatizace
Veškerý přiváděný vzduch do prostoru se upravuje pouze v centrální jednotce
Standardní klimatizace
Systém vhodný pro budovy s rovnoměrnou tepelnou zátěží a produkcí škodlivin.
Systém není vhodný do objektů, kde se v jednotlivých provozech v čase mění požadavky na odvod tepelné zátěže nebo pokrytí tepelné ztráty případně produkci škodlivin.
Regulací centrální jednotky není možné dosáhnout ideálních podmínek ve všech zónách.
Standardní klimatizace
Zimní provoz
P - přiváděný vzduch
E - exteriérový vzduch
I - stav interieru
Procesy ve VZT jednotce
Předehřev (rekuperace)
Směšování
Vlhčení
Dohřev
Standardní klimatizace
Letní provoz
Procesy ve VZT jednotce
Směšování
Mokré chlazení
P - přiváděný vzduchE - exteriérový vzduchI - stav interiéru
Systém s Fancoily (FCU)Systém pracuje pouze s čerstvým vzduchem, ke směšování dochází přímo v místnostech
Systém s Fancoily (FCU)
Systém s FANCOILY (ventilátorovými jednotkami) využívá toho, že FANCOILOVÉ jednotky přímo smíchávají přiváděný (exteriérový) vzduch se vzduchem v místnosti. Tím je dosaženo značné úspory místa při rozvodu vzduchu potrubím, kde místo 100% přívodního vzduchu rozvádíme pouze min. hygienicky požadované množství vzduchu (15% až 50% přiváděného vzduchu).
Centrální jednotka vzduchotechniky pracuje pouze se vzduchem exteriérovým a odpadním z větraného (klimatizovaného) prostoru. Centrální jednotka vzduch celoročně upravuje na teplotu mezi 17 až 20 °C podle venkovních podmínek.
V FCU jednotkách je přiváděný smíchán s cirkulačním interiérovým vzduchem a dohřán nebo ochlazen na požadovanou teplotu přiváděného (podle potřeby)
U nízkotlaké klimatizace se používá FANCOILOVÝCH jednotek u vysokotlaké jsou tyto jednotky nahrazeny jednotkami INDUKČNÍMI (neobsahují ventilátor). Zakreslení do Hx diagramu i výpočty jsou totožné
Tento systém vzduchotechniky je nejběžněji používaný v novostavbách i při rekonstrukcích objektů. Výhodou je, že můžeme jednotlivé zóny regulovat zvlášť pomocí FACOLOVÝCH jednotek. Můžeme tedy kombinovat i provozy s rozdílnou tepelnou zátěží (ztrátou) a produkcí škodlivin v zóně.
Systém s Fancoily (FCU)
Fancoilová jednotka 1… ohřívač; 2… chladič; 3… ventilátor
Systém s Fancoily
Zimní provoz
P - přiváděný vzduch
E - exteriérový vzduch
I - stav interieru
Procesy ve VZT jednotce
Předehřev (rekuperace)
Vlhčení
Dohřev
Procesy v FCU jednotce
Směšování
Dohřev
Pozor na mezní vlhkost při vlhčení!
Systém s Fancoily
Letní provoz
Procesy ve VZT jednotce
Mokré chlazení
(rekuperace odpojena)
Procesy v FCU jednotce
Směšování
Chlazení (suché, mokré)
Systém s VAV boxy – systém s proměnným průtokem
Systém s VAVBOXY neboli systém s proměnným průtokem vzduchu sestává z centrální VZT jednotky, rozvodů a VAVBOXŮ umístěných v příslušné zóně (prostoru, místnosti).
Centrální jednotka VZT upravuje vzduch celoročně na teplotu vzduchu podle venkovních podmínek v rozmezí od 13 do 15 °C. Tento vzduch je dále přiváděn do VAV air-boxů, které jsou vybaveny regulační klapkou, kterou se řídí množství přiváděného vzduchu.
Rovněž zde nalezneme ohřívač (výjimečně i chladič) soužící ke konečné úpravě vzduchu.
Při změně průtoku vzduchu je nutné regulovat výkony hlavních ventilátorů. Systém pracuje s celkovým množstvím vzduchu ve všech částech (tj. centrální jednotkou prochází exteriérový (čerstvý) vzduch i vzduch cirkulační).
Každá jednotka může vzduch poupravit (kvalitativně, kvantitativně) podle místních požadavků.
Systém s VAV boxy
Systém s VAV boxy
Zimní stav
Procesy ve VZT jednotce
Předehřev (rekuperace)
Směšování
Vlhčení
Dohřev
Procesy ve VAV boxu
Dohřev
Regulace průtoku
Systém s VAV boxy
Letní stav
Procesy ve VZT jednotce
Směšování
Mokré chlazení
Procesy ve VAV boxu
Pouze regulace průtoku
Schéma VZT jednotky
Zadání 4. úkolu – Návrh vzduchotechnického systémuNavrhněte chování vzduchotechnické klimatizační jednotky ve dvou návrhových provozních stavech - zima a léto.
Dle zadání navrhněte: klasickou klimatizace, systém s FCU, nebo s VAV boxyMnožství přiváděného vzduchu Vp, čerstvého vzduchu Ve a vzduchu cirkulačního Vc určete pomocí vzorců z 1. úlohy
Množství čerstvého vzduchu na osobu uvažujte 50m3/hod, produkci vlhkosti 50g/os.hod.Množství čerstvého vzduchu volte 30 % z přiváděného, pro systém s fan-coily 50 %. Množství přiváděného vzduchu pro letní a zimní stav se nesmí lišit o více než 25 % Δt přiváděného vzduchu pro zimu = 10 až 15°C, pro léto = 4 až 8°C
Zimní návrhový stav:Interiérti = 20 °C φi = 0,4 (max. 0,6)Exteriérti = -15 °C xe = 1,0 g/kg
Letní návrhový stav:Interiér:ti = 24 °C (min. 22 °C) φi = max. 0,6Exteriérte = 30 °C (max. 32 °C) he = 58 kJ/kg
Postup zpracování
1) Určení množství přiváděného, čerstvého a cirkulačního vzduchu pro letní a zimní stav (za splnění všech požadavků)
2) Určení měrné vlhkosti vzduchu přiváděného do interiéru xp pro zimní i letní stav (tak aby byl zajištěn odvod vlhkosti produkované v interiéru).
3) Určení požadavků pro návrh VZT jednotky:
Výpočet: výkonů ohřívačů a chladičů, množství zkondenzované vodní páry…
Zakreslení změn stavů vzduchu do Hx diagramů (zvlášť pro letní a zimní stav), popsání jednotlivých stavů a bodů
Poznámka: výpočet teploty vzduchu po rekuperaci te‘ (volte účinnost cca 70%) :
η= (te‘ – te) / (ti - te) => te‘ = η . (ti - te ) + tete teplota exteriérového vzduchu [oC]ti teplota odpadního vzduchu z prostoru [oC]te´ teplota vzduchu po rekuperaci [oC]η účinnost rekuperace [-, %]
Pokračování za 14 dní…
