Varmeanlæg (projekt 1)

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Varmeanlæg (projekt 1)"

Gunnar Skov
8 år siden
Visninger:

1 Varmeanlæg (projekt 1) Titel:...Varmeanlæg Afleveret: DTU-diplomlinie:...By og Byg.Ing DTU-kursus: Grundlæggende indeklima-,... installations- og energidesign (2) Gruppemedlemmer:... Gitte Lerche Aalborg, s Marianne Rossen, s Teddy Olsen, s011271

2 Gruppemedlemmer: Gitte Lerche Aalborg, s Marianne Rossen, s Teddy Olsen, s Side 2

3 Indholdsfortegnelse: Gruppemedlemmer:... 2 Indholdsfortegnelse:... 3 Baggrund... 4 Varmeanlæggets opbygning... 4 Bestemmelse af vandstrømme og valg af radiatorer... 5 Rørdimensionering... 8 Ventilplacering...9 Skema for hydraulisk beregning - 1. sal Skema for hydraulisk beregning - stuen Minimumstryktab i radiatorer K v -værdier for ventilerne Konklusion Side 3

.. 5 Rørdimensionering... 8 Ventilplacering...9 Skema for hydraulisk beregning - 1. sal.

4 Baggrund Et firma ønsker at leje en del af den ubenyttede hal i DTUs bygning 117. Et krav fra lejerne er, at bygningen ombygges således, at der bliver to udnyttelige etager. I første omgang ønsker firmaet kun at leje 3 moduler både i stue og på 1. sal. Varmeanlæggets opbygning Det nye varmesystem tilkobles det eksisterende. Desuden skal varmeforbruget kunne måles separat i kontorlokalerne, så en energimåler placeres umiddelbart efter afgrening fra bygningens eksisterende varmerør. Alle rør udføres i stål. Det skal være muligt med skillevægge at inddele lokalerne ved hver modulgrænse, hvilket betyder at der skal sidde en radiator i hvert modul på begge etager. Anlægget skal være et tostrengssystem, dvs. at der er separat fremløbsretning og separat returløbsretning. Alle radiatorer bliver da forsynet med vand med samme temperatur. I et enstrenget system vil vandet få lavere temperatur jo længere hen i systemet man kommer. Vi har valgt et vandret fordelt system med forsyning nedefra, for at kunne skjule vandrør bedst muligt i evt. fodpaneler. En anden fordel er at vi kun behøver at gå gennem dækket én gang, hvilket simplificerer beregningerne da der kun vil være 2 strenge i stedet for 3 strenge. Side 4

Desuden skal varmeforbruget kunne måles separat i kontorlokalerne, så en energimåler placeres umiddelbart efter afgrening fra bygningens eksisterende varmerør. Alle rør udføres i stål.

5 Bestemmelse af vandstrømme og valg af radiatorer Det antages at varmetabet fra ventilation af lokalerne dækkes af en varmeflade i ventilationsanlægget, dvs. at radiatorerne ved ydervæggene skal dimensioneres så de kan dække varmetabet fra transmission. Vi regner med en indeluftstemperatur på 20 C, udeluftstemperatur på -12 C og jordtemperatur på 10 C. Der ses bort fra varmetilskud fra solen og andet. Først bestemmes varmetabsrammen ud fra de opgivne værdier af transmissionskoefficienter og linjetab. U-værdi: T: areal: varmetab: Stuen [W/m 2 K] [K] [m 2 ] [W] Ydervægge med vægt over 100 kg/m 2 K: 0, ,2 = 88 Terrændæk (gulv) 0, ,0 = 252 Vinduer og yderdøre 1, ,7 = 1596 [W/mK] [K] [m] Fundament indtil 2 m under terræn 0, = 72 Vinduessamlinger 0, = 35 I alt for 3 moduler i stuen: 2042 Pr. modul: 680,8 Den nødvendige vandstrøm bestemmes med følgende formel: Φ G = 0,86 t 680,8 G = 0,86 30 G = 19,5 [ kg / h] [ W ] [ K] U-værdi: T: areal: Varmetab: 1. sal [W/m 2 K] [K] [m 2 ] [W] Ydervægge med vægt over 100 kg/m 2 K: 0, ,2 = 50 Tag 0, ,0 = 806 Vinduer og yderdøre 1, ,2 = 1567 [W/mK] [K] [m] Vinduessamlinger 0, = 35 I alt for 3 moduler i stuen: 2458 Pr. modul: 819,2 Side 5

Der ses bort fra varmetilskud fra solen og andet. Først bestemmes varmetabsrammen ud fra de opgivne værdier af transmissionskoefficienter og linjetab.

6 Vandstrømmen bestemmes på samme måde som i stuen: G = 23,5 [kg/h] Vi får pr. modul i stuen 681 W og en tilhørende vandstrøm på 19,5 kg/h. På første sal fås en varmetabsramme på 819 W og en vandstrøm på 23,5 kg/h. Ud fra disse værdier skal vælges en passende radiator fra RadiatorDesign. Da varmeanlægget forsynes med fjernvarme, ønskes en stor afkøling af vandet i varmeanlægget. Der regnes med en fremløbstemperatur på 70 C og der skal være et temperatur fald på 30 C, dvs. returvandet bliver 40 C. Da vores temperatursæt ikke stemmer overens med radiator katalogets værdier, foretages en omregning vha. formel 2.6 fra hæftet Varmeanlæg. Φ Φ 1 2 m = m 1 2 n 680,8 Φ [ W ] 2 ( stuen) ln = ln ,3 Φ 2 ( stuen) = 1478 [ W ] På samme måde fås Ф 2 (1. sal) = 1779 [W]. I RadiatorDesigns Projekteringshåndbog for Modulradiatorer vælges nogle passende radiatorer ud fra de fundne værdier. Vi har bestemt at radiatorerne skal have samme højde på begge etager og herudfra har vi valgt: Stuen: M21-412, (h = 400 mm, l = 1200 mm, effekt = 1517 W) 1. sal: M21-414, (h = 400 mm, l = 1400 mm, effekt = 1770 W) Side 6

Da varmeanlægget forsynes med fjernvarme, ønskes en stor afkøling af vandet i varmeanlægget. Der regnes med en fremløbstemperatur på 70 C og der skal være et temperatur fald på 30 C, dvs.

7 Effekten og vandstrømmene for de enkelte delstrækninger og radiatorer beregnes. Se tegning. Eksempel: På stykket fra A til D samt stykket fra M til N skal der løbe vand til alle seks radiatorer og derfor bliver effekten: 3 * 680,8 W + 3 * 819,2 W = 4500 W Hvorimod der for eksempel kun skal løbe vand til en radiator på strækningen G-203-H, og værdien bliver derfor 819,2 W. Side 7

radiatorer og derfor bliver effekten: 3 * 680,8 W + 3 * 819,2 W = 4500 W Hvorimod der for

8 Rørdimensionering Rørenes dimension vælges ud fra de, der findes på markedet, så tryktabet pr. meter rør får en passende størrelse, dvs. mellem 50 og 150 Pa pr. m. Hvis valget står mellem et tal højere end 150, eller et tal lavere end 50, vælges tallet lavere end 50, da tryktab over 150 medfører lydgener. Ud fra SBI-nomogram 1 (fig. 4.4 i hæftet Elementære Rørstrømninger). Skemaet viser værdier for vand ved 80 C, som vi alligevel bruger til trods for vandets temperatur på 70 C, som giver en afvigelse på 5 %. Ud fra de fundne vandstrømme og samhørende tryktab i det ønskede interval indlægges en ret linie, som rammer en af de eksisterende rørtyper. d q v ½ρv 2 R diameter vandstrøm hastighed dynamisktryk tryktab Top: type [mm] [kg/h] [m/s] [Pa] [Pa/m] A-D M 3/8 RGx2,35 12, , M-N 1. sal: D-E M 3/8 RGx2,35 12,4 70,5 0, F-M E-201-F M 1/4 RGx2,35 8,9 23,5 0, E-G M 1/4 RGx2,35 8,9 47,0 0, H-F G-202-H M 1/4 RGx2,35 8,9 23,5 0, G-203-H M 1/4 RGx2,35 8,9 23,5 0, Stuen: D-I M 3/8 RGx2,35 12,4 58,5 0, J-M I-101-J M 1/8 RGx2,0 6,2 19,5 0, I-K M 1/4 RGx2,35 8,9 39,0 0, L-J K-102-L M 1/8 RGx2,0 6,2 19,5 0, K-103-L M 1/8 RGx2,0 6,2 19,5 0, Side 8

Ud fra SBI-nomogram 1 (fig. 4.4 i hæftet Elementære Rørstrømninger).

9 Ventilplacering Normalt placerer man altid en ventil ved indløbet til hver radiator samt en ventil sidst på hver streng. Det er dog ikke nødvendigt med en streng-reguleringsventil i stuen i dette tilfælde, da ventilerne ved radiatorerne er dimensioneret så de giver det ønskede tryktab. I virkelighedens verden ville man give sig selv en ekstra justeringsmulighed med en streng-reguleringsventil i stuen. En radiator medfører et tryktab på 30 Pa. Enkelttabsfaktorer bestemmes for alle delstrækningerne, og til dette bruges fig. 6.2 i hæftet Varmeanlæg. Eksempel strækning G-203-H: Bøjning: 4 * bøjning på 90 giver ζ = 4 * 0,5 = 2,0 Afgrening: v 1 /v = 0,12/0,24 = 0,5 => ζ = 0,5 Side 9

I virkelighedens verden ville man give sig selv en ekstra justeringsmulighed med en streng-reguleringsventil i stuen. En radiator medfører et tryktab på 30 Pa.

10 Tilløb: q 1 /q = 23,5/47 = 0,5 d 1 /d = 8,9/8,9 = 1 => ζ = 1,5 Hvis værdierne ikke stemmer helt overens med de i skemaet anførte værdier, vælges den værdi, der er nærmest eller også interpoleres. Til sidst lægges alle værdier for ζ sammen og i dette tilfælde fås: ζ = 2,0 + 0,5 + 1,5 = 4,0 Side 10

vælges den værdi, der er nærmest eller også interpoleres.

11 Skema for hydraulisk beregning - 1. sal Radiator 203: Strækning: Φ G d l R ½ρv 2 Σζ R*l ½ρv 2 * Σζ radiator p total Σ p total [W] [kg/h] [mm] [m] [Pa/m] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] A-D ,4 2, M-N 1. sal: D-E ,5 12,4 2, ,5 131, F-M E-G ,0 8,9 6, , , H-F G-203-H ,5 8,9 6, , Radiator 202: G-202-H ,5 8,9 0, ,25 27,2 57, Radiator 201: E-201-F ,5 8,9 0, ,6 27,2 39, Side 11

[Pa] A-D 4500 129 12,4 2,1 140 45 0 294 0 0 294 294 M-N 1.

12 Skema for hydraulisk beregning - stuen Radiator 103: Strækning: Φ G d l R ½ρv 2 Σζ R*l ½ρv 2 * Σζ radiator p total Σ p total [W] [kg/h] [mm] [m] [Pa/m] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] A-D ,4 2, M-N Stuen: D-I ,5 12,4 11, J-M I-K ,0 8,9 6, , L-J K-103-L ,5 6,2 6, , Radiator 102: K-102-L ,5 6,2 0, , Radiator 101: I-101-J ,5 6,2 0, , , Side 12

33 0 447 741 J-M I-K 1362 39,0 8,9 6,0 90 20 0,6 540 12 0 552 1293 L-J K-103-L 681 19,5 6,2 6,8 140 22 3,5 952 77 30 1059 2352 Radiator

13 Minimumstryktab i radiatorer Tryktabet i radiatorventilen i det ugunstigste kredsløb på begge etager sættes til 5000 Pa. Med en formodstand på 5000 Pa er der mulighed for under indreguleringen af varmeanlægget både at åbne lidt op og lukke lidt i for ventilens formodstand, for at få den korrekte vandføring gennem radiatoren. Derudover får det naturlige drivtryk mindre indflydelse, da man optager et stort tryktab i ventilen. Det samlede tryktab skal være ens over hver af de seks radiatorer. På 1. sal indsættes en streng-reguleringsventil, for at opnå det samme samlede tryktab over hver radiator som i stueetagen. Tryktabet i radiatorventilerne og strengreguleringsventilen beregnes. Radiator: Radiatortryk [Pa]: Tryktab i radiatorventil p v [Pa]: Streng-reguleringsventil [Pa]: ingen ingen ingen Sum [Pa]: K v -værdier for ventilerne Kapacitetsværdi udtrykker vandføringen gennem ventilen, ved en bestemt trykforskel og åbningsgrad. Dvs. stor k v -værdi er ensbetydende med stor vandføring, som medfører en større ventil. Med følgende formel bestemmes k v -værdierne: k v = q p v Ventiler: streng q-værdi [m 3 /h]: 0,0195 0,0195 0,0195 0,0235 0,0235 0,0235 0,0705 p v [bar]: 0, , , , , , ,00812 k v -værdi [m 3 /h/bar 0,5 ]: 0,09 0,08 0,08 0,11 0,10 0,10 0,78 I et ventilkatalog kan ud fra k v -værdierne vælges en passende ventil med en forindstilling som giver en vandføring så tæt på det ønskede som muligt. Side 13

radiatoren. Derudover får det naturlige drivtryk mindre indflydelse, da man optager et stort tryktab i ventilen. Det samlede tryktab skal være ens over hver af de seks radiatorer. På 1.

14 Konklusion Varmeanlægget for er vandret fordelt med forsyning nedefra og har 3 radiator på 1. sal af typen M og 3 radiatorer i stuen af typen M Vandet ledes i stålrør i 3 forskellige dimensioner M1/8 RGx2,0, M1/4 RGx2,35 og M3/8 RG2,35, hvor diameteren stiger med vandstrømmen. Der er placeret en ventil ved hver radiator og en enkel streng-reguleringsventil på første sal. Der er nu dimensioneret et velfungerende varmeanlæg til de nye kontorlokaler i DTUs bygning 117. Side 14

Vandet ledes i stålrør i 3 forskellige dimensioner M1/8 RGx2,0, M1/4 RGx2,35 og M3/8 RG2,35, hvor diameteren stiger med

Relaterede dokumenter

Ventilationsanlæg (projekt 2)

Ventilationsanlæg (projekt 2) Titel:... Ventilationsanlæg Afleveret:...2004.05.11 DTU-diplomlinie:... By og Byg.Ing DTU-kursus:...11937... Grundlæggende indeklima-,... installations- og energidesign (2)