22
[email protected] Sálavé a průmyslové vytápění Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty Ing. Ondřej Hojer
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro
velkoprostorové objekty
Ing. Ondřej Hojer
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
OBSAH PŘEDNÁŠEK A CVIČENÍ
• Návrh vytápění světlými plynovými zářiči
• Návrh vytápění tmavými a kompaktními zářiči
• Návrh vytápění sálavými panely
• Rozdíl mezi sálavými a teplovzdušnými systémy vytápění průmyslových objektů
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Použitá literatura
• Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 1961. Praha. 376 str.
• Kotrbatý, M.: Sálavé vytápění – sálavé panely, infrazářiče. Společnost pro techniku prostředí 1993. Praha. 39 str.
• Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost pro techniku prostředí 2000. České Budějovice. 64 str.
• Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7• Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT 2002. Praha. 205
str. • ASHRAE: ASHRAE Handbook – HVAC Applications 2003. 2003 • Vít, M., Málek, B. a Z. Matthauserová: Měření mikroklimatických parametrů
pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb. Věstník MZ. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p. 16-28
• ČNI: ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky. 2005• Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-
IVX). Seriál článků www.tzb-info.cz. 2006 až 2007
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Návrh vytápění zářiči
• Návrh tepelného výkonu a umístění zářičů
• Z rovnice tepelné rovnováhy prostoru se vypočítá teplota osálaných stěn a teplota vnitřního vzduchu
• Zkontroluje se výsledná teplota v různých místech
• Pokud není výsledek uspokojivý, změní se tepelný výkon (rozmístění) a postup se opakuje
Teorie vs. Praxe
• Rozmístění zářičů dle úhlu jádrového sálání a možností zavěšení
• Rozdělení objektu na části ochlazované stejným způsobem
• Výpočet tepelné ztráty standardními postupy (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace te = tev - 8°C, teplotní gradient 0,5 K/m, zátopová přirážka 0,1 až 0,2 )
• Výpočet instalovaného výkonu z tepelných ztrát koeficienty podle způsobu zavěšení, typu zářiče
• Podělení výsledného instalovaného výkonu uvažovaným počtem zářičů
• Kontrola maximální intenzity sálání• Návrh větrání, odvodu spalin, přívodu
plynu
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
h=58%
h=63%
h=73%
h=67%
h=82%
Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7
[email protected]álavé a průmyslové vytápěníKolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7
h=50%
h=63%
h=72%
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
celkevgk
celkevginst QfAtt
QAttCQ
014,01
Druh zářiče Koeficient C1
Tmavý neizolovaný 0,0122
Tmavý izolovaný 0,0120
Světlý s otevřenou komorou 0,0125
Světlý s delta komorou
neizolovaný0,0119
Světlý s delta komorou izolovaný
s mřížkou0,0098
ek [-] součinitel využití spalinek = 0,95 nepřímý odvod spalin
z vytápěného prostoruek = 0,86 přímý odvod spalin mimo vytápěný
prostor (kouřovody) teplota spalinu tmavých zářičů 180°C
ek = 0,70 přímý odvod, vyšší teplota spalin
A [m2] vytápěná podlahová plochaQcelk [kW] celková potřeba teplaQinst [kW] instalovaný výkon
Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7
Odvozeno z DIN 3372 - 1
Podle DIN 3372 – je zde ve vzorci tr, „Behaglichkeitstemperatur“ teplota, kterou bych spíš zadával jako výslednou (operativní)(teplota pohody prostředí)
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
KAf Ss
celkevgk
celkevginst QfAtt
QAttCQ
014,01
F [-] střední sálavý účinekF = 0,40 při vodorovném osazeníF = 0,70 při šikmém osazení
Zářič T-N T-I S-O S-DN S-DI
sálavá účinnost hS [-]vodorovné 0,630 0,720 0,580 0,670 0,820
šikmé 0,580 0,670 0,550 0,620 0,780
osazení v prostoru, konstr. a provoz
f [-]vodorovné 0,190 0,217 0,174 0,193 0,195
šikmé 0,307 0,355 0,277 0,313 0,325
osazení v prostoru f’ [-]vodorovné 0,214 0,245 0,197 0,228 0,279
šikmé 0,345 0,398 0,327 0,369 0,464
konstanta K [-] - 0,890 0,890 0,880 0,850 0,700
absorpce AS [-] - 0,850
Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7
Odvozeno z DIN 3372 - 1
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7
Vít, M., B. Málek, and Z. Matthauserová, Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb,
V.M. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p. 16-28
Kontrola maximální intenzity sálání
Hygienické požadavky Intenzita osálání temena hlavy nesmí překročit 200 W/m2
Příklad:Při sálavém vytápění haly je výsledná teplota ve výšce hlavy pracovníka tg = 27 °C (měřeno kulovým teploměrem Vernon-Jokl, tj. 100 mm), teplota vzduchu ti = 18 °C, rychlost proudění vzduchu wa = 0,25 m.s-1. Zkontrolujte požadavek podle nařízenívlády 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 tmrt = 37 °C, dosazením do vztahu (2) vychází intenzita sálání 33,9 W.m-2.
A
QfI instS
273109,22734/16,084 igagmrt ttwtt
694 103,17/1065,8273 mrttI
(1)
(2)
Měření:
Návrh:
SS Af Sgi Itt 0716,0
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Schéma pro navrhování světlých zářičů v příčném a podélném směru
Rozmisťování
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru
Rozmisťování
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Příklad:
Navrhněte sálavé vytápění objektu montážní haly (tg = 16°C) viz. výkresová dokumentace. Hala se nachází v obci Domažlice (venkovní výpočtová teplota -15°C, krajina s intenzivními větry, chráněná, osaměle stojící B = 8 Pa0,67). Ze severní strany je připojen administrativní přístavek, který bude řešen samostatným projektem vytápění administrativní části. Základem haly je vazníková konstrukce o rozteči 6 m. Celkové rozměry haly jsou 54 x 60 x 6 m pod vazník. Celý prostor bude provozován na dvě směny bez sobot a nedělí. Jedná se o chladný provoz bez výrazných vnitřních zisků. Obvodová konstrukce je sendvičová s U = 0,3 W/m2K. Okna jsou dvouvrstvá s U = 1,5 W/m2K. Podlaha je standardní s U = 0,6 W/m2K. Vrata budou opatřena vzduchovou clonou a jejich U = 1,7 W/m2K. Střecha má součinitel prostupu tepla U = 0,24 W/m2K. Světlík U = 1,5 W/m2K. Počítejte s 0,5 násobnou výměnou vzduchu.
ČNI: ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky. 2005Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost pro techniku prostředí 2000. České Budějovice. 64 str.
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Světlík 2 x 3,0 x 48,0 m
Okno 2,5 x 46,0 m
Vrata 3,0 x 4,5 m
1
3 4
Qcelk = 230 kW
Q1 = 35,6 kW Q1inst = 32,9 kWQ2 = 28,1 kW Q2inst = 28,1 kWQ3 = 15,9 kW Q3inst = 15,9 kWQ4 = 14,0 kW Q4inst = 14,0 kW
Celkové tepelné ztráty
2
Potřebný instalovaný výkon
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Schéma pro navrhování světlých zářičů v příčném a podélném směru
Rozmisťování
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru
Rozmisťování
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
17 kW
23 kW
23 kW
23 kW 23 kW
17 kW
23 kW
23 kW
23 kW
17 kW
23 kW
23 kW
17 kW
2 x 12 kW
2 x 12 kW
2 x 12 kW
23 kW
23 kW
23 kW 17 kW
2 x 12 kW
2 x 12 kW
2 x 12 kW
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Co všechno může ovlivnit výsledný návrh:
Finance!!!Požadavky na provoz
SměnnostTyp pracovištěVytížení pracovištěOtevírání dveří
TechnologieVnitřní ziskyKonstrukce haly
VazníkyStřechaVýška
Na co nezapomenout!
Regulace (čidla, sekce)PlynOdvod spalinVětrání
[email protected]álavé a průmyslové vytápění
Shrnutí návrhu vytápění plynovými zářiči1. 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 06 0210, EN 12 831 (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace te = tev - 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
