Embed Size (px)
DESCRIPTION
Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacije
Citation preview
1
Energetska efikasnost
sistema grejanja i
klimatizacije
docent dr Maja Todorovi
e-mail: [email protected]
Uvodni pojmovi (1)
Grejanje i klimatizacija su grane tehnike i nau ne discipline koje se bave ostvarivanjem i održavanjem pogodnih uslova za boravak oveka u zatvorenom prostoru.
Za razliku od sistema grejanja koji ostvaruju funkciju zagrevanja prostora i delimi nog provetravanja, sistemi klimatizacije ostvaruju daleko ve i broj funkcija u cilju postizanja uslova ugodnosti tokom cele godine. Osnovne funkcije klimatizacionih postrojenja su:
zagrevanje prostora u zimskom periodu;
hla enje prostora u letnjem periodu;
ventilacija;
održavanje relativne vlažnosti vazduha: vlaženje vazduha u zimskom periodu i sušenje (odvlaživanje) u letnjem;
održavanje potrebnog nivoa isto e vazduha.
2
Uvodni pojmovi (2)
Energetska kriza 70-tih godina prošlog veka uticala je na celokupan život oveka, pa i na sisteme grejanja i klimatizacije. Me utim, primena sistema u
skoro svim sferama života nije zaustavljena, ali je došlo do modifikacije i razvoja novih tehni kih rešenja grejnih i klimatizacionih postrojenja. Osnovni cilj je da se projektuju i izvode energetski efikasni sistemi grejanja i klimatizacije.
Kako bi se pospešila efikasnost grejnih sistema, razvijani su niskotemperaturski sistemi panelnog grejanja, primena obnovljivih izvora (biomase, Solarne energije, kao i energije tla, podzemnih voda i spoljnog vazduha) i usavršeni su sistemi automatske regulacije rada sistema. U cilju štednje energije u klimatizacionim sistemima smanjen je broj izmena svežeg vazduha na sat, ali se tada javio problem lošeg kvaliteta vazduha u klimatizovanim prostorijama (IAQ – Indoor Air Quality).
Odavanje toplote oveka (1)
U ovekovom telu se neprekidno odvijaju fizi ko-hemijski procesi koji se nazivaju metabolizam. Pri tim procesima razvija se toplota koju ovek neprekidno mora da odaje okolini da bi ostvario stanje termi ke ravnoteže, odnosno da bi održao stalnu temperaturu tela. Koli ina proizvedene i odate toplote zavisi od: fizi ke aktivnosti, odevenosti, temperature okoline, pola, uzrasta, mase tela, psihi ko-zdravstvenog stanja, aklimatizovanosti na podneblje, ishrane, individualnosti, itd.
3
Odavanje toplote oveka (2)
Toplotu stvorenu metabolizmom ovek odaje okolini na više na ina – to su tzv. mehanizmi odavanja toplote. Tako se razlikuje:
SUVA (osetljiva, osetna) toplota, koju ovek odaje preko površine kože – konvekcijom, zra enjem i kondukcijom i
LATENTNA (vlažna) toplota, koju ovek odaje osloba anjem vlage putem disanja i znojenja.
Odavanje toplote oveka (3)
Prijem toplotnih nadražaja se odvija preko kože, koja predstavlja jedinstven omota ovekove organske unutrašnjosti. U koži su smešteni termo-receptori, koji primaju toplotni nadražaj, transformišu ga u seriju nervnih impulsa koji se prenose nervnim sistemom do mozga. Primljena informacija se prosle uje do hipotalamusa, centra koji predstavlja osnovni regulator telesne temparature. Nakon obra ene informacije, javlja se odgovor na nadražaj okoline u vidu odgovaraju e reakcije. Me utim, pored fiziološke komponente F, reakcija oraganizma odre ena je i psihološkom komponentom P, kao i povratnim dejstvom R.
4
Odavanje toplote oveka (4)
NADRAŽAJ RECEPTORI MOZAK REAKCIJA ORGANIZMA
F, P
R
Reakcija organizma na toplotne nadražaje
Odavanje toplote oveka (5)
Na odavanje toplote oveka uti u dve vrste parametara, a to su:Uticaj sredine – TERMI KI PARAMETRI SREDINE
temperatura vazduha (tv),
temperatura okolnih površina (tpov),
realtivna vlažnost vazduha ( ) i brzina strujanja vazduha (w)
Li ni (subjektivni) uticaji
stepen fizi ke aktivnosti,odevenost,zdravstveno stanje,uzrast (starosna dob),pol,telesna težina, itd.Najzna ajniji li ni uticaji su stepen fizi ke aktivnosti i odevenost.
5
Temperatura vazduhaTemperatura vazduha uti e na odavanje suve toplote konvekcijom,
proporcionalno razlici temperatura tela i vazduha:
gde su:Qkonv – toplota koju ovek odaje konvekcijom,ADu – spoljna površina telesnog omota a (prema Dubois-u),fcl – stepen odevenosti koji predstavlja odnos površine odevenog tela
prema površini nagog tela,
cl – koeficijent prelaza toplote sa površine ode e na vazduh,tcl – temperatura površine ode e itv – temperatura okolnog vazduha.
Za oveka prose ne visine (h = 1,73m) i težine (m = 70 kg) vrednost spoljne površine telesnog omota a iznosi ADu = 1,8 m2.
vclcclDukonv ttfAQ
Suvo odavanje toplote
Zbog lakšeg definisanja ovog na ina prenosa toplote uvedena je veli ina:
bezdimenzionalni otpor prenosu toplote kroz ode u Rcl,
kao odnos ukupnog otpora prolazu toplote sa površine kože do
spoljne površine ode e prema toplotnom otporu ode e od
0,155 m2K/W.
Jedinica ovog bezdimenzionalnog otpora prolazu toplote kroz ode u odgovara:
1 clo 0,155 m2K/W.
6
Mera odevenosti
1,30-1,503,0-4,0Teška vunena ode a sa jaknom (polarna)
1,151,5Tipi no poslovno odelo sa lakim kaputom
1,151,0Tipi no poslovno odelo (Pamu ni donji veš, košulja,
pantalone, sako, kravata, arape i cipele)
1,100,6Laka radna ode a (laki pamu ni donji veš, tanke
pantalone, pamu na košulja, pamu ne ili vunene arape i lake cipele)
1,050,3-0,4Veoma laka ode a (šorts, laka košulja – kratak rukav,
lake pamu ne arape i sandale)
1,010,1Šorts
1,000,0Naga osoba
fcl (-)Rcl (clo)Vrsta ode e
Uticaj odevenosti
Odavanje toplote oveka u zavisnosti od odevenosti i temperature vazduha
7
Latentno odavanje toplote
Latentno odavanje toplote (vlage) oveka odvija se putem disanja i znojenja. Disanjem, vodena para sa sluzokože disajnih organa prenosi se na udahnut vazduh, koji se u plu ima dodatno oboga uje vodenom parom. Izdisanjem, vazdušna masa struji kroz respiratorni trakt, gde se odre ena koli ina pare kondenzuje i vra a telu.
Prilikom znojenja se tako e odaje lantentna toplota. Jedan deo te toplote se odaje usled difuzije vodene pare kroz kožu i proporcionalan je razlici pritiska zasi enja vodene pare na temperaturi kože i parcijalnog pritiska vodene pare u vazduhu:
Qld = f (md, xiz, xud)
Qlz, dif = f (ps, pd)
Mera fizi ke aktivnostiKao mera fizi ke aktivnosti oveka uvedena je jedinica met i ona odgovaraodavanju toplote oveka od 58,2 W/m2 površine tela.
120011,5maksimalna (kratkotrajna)
580 – 800 5,0 – 7,6košarka
250 – 460 2,4 – 4,4 plesanje
210 – 355 2,0 – 3,4spremanje ku e
105 – 150 1,0 – 1,4 kancelarijski rad
4003,8hodanje brzinom 6,4 km/h
2102,0hodanje brzinom 3,2 km/h
1051,0sedenje
750,7spavanje
Wmet
Odavanje toploteAktivnost
8
Šema odavanja toplote oveka
Odavanje toplote oveka u zavisnosti od temperature vazduha i aktivnosti
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
temperatura vazduha (oC)
Q (
W)
Qu - težak rad
Qs - težak rad
Qu - srednje težak rad
Qs - srednje težak rad
Qu - mirovanje
Qs - mirovanje
Qlat
- zona neutralnosti
- zona ugodnosti
9
Temperatura okolnih površina
Temperatura okolnih površina (unutrašnje površine zidova, prozora, poda i tavanice) uti e na razmenu toplote zra enjem. Toplota razmenjena zra enjem proporcionalna je razlici etvrtih stepena apsolutne temperature tela i srednje vrednosti temperature okolnih površina:
gde su:
Aef – efektivna površina zra enja (m2),
fef – efektivni faktor zra enja površine koji predstavlja odnos izme u efektivne površine
ode e i ukupne spoljne površine ode e, zavisi od položaja tela,
– koeficijent emisije zra enja spoljne površine ode e,
– Štefan-Bolcmanova konstanta, = 5,67 . 10-8 (W/m2K4),
Ttela – temperatura tela (K),
To – temperatura okolnih površina (K).
44otelaefR TTAQ
Rezultuju a temperatura
Mada temperatura vazduha i temperatura okolnih površina uti u na razli ite mehanizme odavanja toplote oveka, s obzirom da se radi o istim fizi kim veli inama, uvedena je rezultuju a temperatura koja objedinjuje obe ove karakteristi ne temperature.
Razli iti autori navode razli ite vrednosti konstanti A i B. Naj eš e se smatra da su sli nog uticaja pa se usvaja A=B=1/2. Generalni je stav da što je niža srednja temperatura okolnih površina, potrebna je viša temperatura vazduha (i obrnuto) za isti ose aj ugodnosti. Najbolje je kada su obe karakteristi ne temperature približno jednake.
ovrez tBtAt
10
Relativna vlažnost vazduha
Relativna vlažnost vazduha uti e, pre svega, na odavanje latentne toplote. Odavanje latentne toplote oveka proporcionalno je razlici parcijalnog pritiska zasi enja za temperaturu površine tela i parcijalnog pritiska vodene pare u okolnom vazduhu. Naime, oubi ajeno se smatra da je vazduh u neposrednom dodiru sa površinom kože, usled znojenja oveka, primio maksimalno mogu u koli inu vodene pare, tj.
da je zasi en. Uticaj relativne vlažnosti na ose aj ugodnosti oveka treba posmatrati u “sadejstvu” sa temperaturom vazduha. Pri visokim temperaturama visoka relativna vlažnost nije dobra jer onemogu ava odavanje latentne toplote (znojenjem) što je najvažniji na in hla enja tela pri visokom temperaturama okoline
Dozvoljene vrednosti relativne vlažnosti u funkciji temperature
Komforna klimatizacija
(30) 35 65 (70) %
11
Brzina strujanja vazduha
Brzina strujanja vazduha uti e na prenos toplote konvekcijom i odavanje latentne toplote. Pove anjem brzine kretanja vazduha raste koeficijent prelaza toplote, pa se time pove ava i koli ina toplote predata konvekcijom. Tako e, intenzivira se i odavanje latentne toplote jer se pri ve oj brzini vazduha pospešuje isparavanje sa kože time što se zasi en vazduh koji je u dodiru s površinom kože brže odvodi a na njegovo mesto dolazi okolni suvlji vazduh.
Ve e brzine vazduha mogu izazvati neprijatan ose aj naro ito kada se radi o struji hladnog vazduha. Zbog toga se propisuju maksimalne brzine strujanja vazduha u zoni boravka ljudi
Dozvoljene brzine strujanja
12
Mera termi ke ugodnosti
Kada se govori o termi koj ugodnosti ljudi ne postoji adekvatan na in da se ona deterministi ki odredi, ve se obi no procenjuje na osnovu ose aja ve eg broja ljudi. Istraživanja se odvijaju tako što se grupa ljudi izloži dejstvu nekih termi kih uslova, i posle odre enog perioda aklimatizacije beleži se njihova reakcija i ocena ugodnosti boravka u tim uslovima. Kasnije se vrši statisti ka obrada tih podataka i zaklju uje pri kojim uslovima sredine najve i broj ljudi se ugodno ose a. Ovaj metod daje dobre rezultate kada se varira jedan uticajni parametar (na primer promena temperature: 18, 20, 22, 24oC). Me utim, problem je mnogo složeniji, jer na ose aj ugodnosti deluje više parametara pri emu je njihovo dejstvo interaktivno (me uzavisno).
Termi ka ugodnost u funkciji brzine strujanja i temperature vazduha
13
Termi ka ugodnost u zavisnosti od fizi ke aktivnosti
Termi ka ugodnost –generalni stav
Generalni je stav da pri odre ivanju prihvatljivih termi kih uslova sredine treba težiti da svaki parametar bude u “razumnim” granicama za datu namenu objekta (odre ena aktivnost ljudi i uobi ajena odevenost). Pri tome se treba pridržavati nekoliko osnovnih principa:što je viša temperatura vazduha, relativna vlažnost vazduha treba da je niža;što je niža temperatura vazduha, brzina strujanja vazduha treba da je manja;što je srednja temperatura okolnih površina viša u zimskom periodu, temperatura vazduha treba (može) da bude niža.
14
Unutrašnja projektna temperatura (1)
Unutrašnja projektna temperatura se odre uje prema nameni prostorija.Namena prostorije govori o tome kojom se aktivnosti bave ljudi u odre enoj prostoriji i kakva je njihova odevenost. Pod unutrašnjom projektnom temperaturom se obi no podrazumeva temperatura vazduha merena u sredini prostorije na odre enoj visini od poda, prakti no u zoni boravka ljudi (kod nas – na polovini visine). Termometar kojim se meri temperatura vazduha mora biti zašti en od uticaja zra enja. Me utim, danas postoje tendencije da se unutrašnja projektna temperatura ra una kao rezultuju a temperatura – što više odgovara uslovima ugodnosti. Untrašnja projektna temperatura ima razli ite vrednosti za zimski i letnji period za istu prostoriju u zgradi.
Unutrašnja projektna temperatura (2)
Tokom zimskog perioda (trajanja grejne sezone) odevenost ljudi je prilago ena spoljnim uslovima, a tokom boravka u zatvorenom prostoru uglavnom ima vrednost koja odgovara približno 1 clo.Za letnji period, kada je potrebno hla enje prostora, unutrašnja projektna temperatura ima višu vrednost, u odnosu na period grejanja, i tako e je prilago ena spoljnim uslovima i manjom odevenoš u koja se kre e oko vrednosti od 0,5 clo.Za stambene i poslovne objekte uobi ajena vrednost unutrašnje projektne temperature za period grejanja i za naše klimatsko podneblje, kre e se od 18 do 22oC.Za letnji period vrednost unutrašnje projektne temperature kre e se u opsegu od 22-27oC, što je uslovljeno namenom prostorije, ali i kretanjem spoljne temperature vazduha.
15
Granice unutrašnje temperature vazduha u prostoriji
Zona ugodnosti
Pri brzini strujanja vazduha do 0,25 m/s
16
Model toplotne ravnoteže (1)
Prema standardu SRPS EN ISO 7730 uvode se indeksi kojima se ocenjuje ugodnost boravka u prostoriji.
PMV indeks (engl. Predicted Mean Vote) predvi a kako e grupa ljudi oceniti ugodnost boravka u prostoriji.
Kod odre ivanja PMV indeksa fiziološki odziv termoregulacionog sistema osobe povezan je sa statisti kim vrednovanjem termi ke ugodnosti glasovima prikupljenim od najmanje 1300 ispitanika.
Njegovo predvi anje je relativno složen matemati ki postupak, koji se sprovodi prema jedna inama datim u pomenutom standardu.
Jednostavniji na in odre ivanja PMV indeksa je o itavanjem vrednosti iz tablica za relativnu vlažnost vazduha 50% i razli ite temperature vazduha, brzine strujanja, nivoa fizi ke aktivnosti i odevenosti.
Model toplotne ravnoteže (2)
Nivo ugodnosti vrednuje se na skali od 7 ta aka. Grupa ispitanika odre uje brojevima na skali od -3 do +3 svoj subjektivan ose aj termi ke ugodnosti. Osobe koje su se izjasnile brojevima 2 ili 3 spadaju u grupu nezadovoljnih stanjem u prostoriji.
Kada je poznat PMV indeks, mogu e je odrediti PPD (engl. Predicted Percentage of Dissatisfied) indeks koji predvi a procenat nezadovoljnih osoba u nekoj prostoriji. Odre uje se pomo u jednostavnog matemati kog izraza kao funkcija od PMV indeksa:
PPD =100 95-e (0,03353PMV 4 +0,2179PMV 2 ) [%]
17
Model toplotne ravnoteže (3)Skala ugodnosti prema PMV i me usobna zavisnost PMV i PPD indeksa
Model toplotne ravnoteže (4)
Tabela pokazuje razli ite kategorije termi kog komfora prema kriterijumima PMV iPPD indeksa, kao i oblast temperature vazduha tokom zimskog i letnjeg perioda
24,5 2,522 3,0-0,7 PMV +0,715C
24,5 1,522 2,0-0,5 PMV +0,510B
24,5 1,022 1,0-0,2 PMV +0,26A
Leto (0,5 clo i 1,2 met)
oC
Zima (1,0 clo i 1,2 met)
oC
PMV
-
PPD
%
Raspon osetne temperatureKriterijum ugodnostiKategorija
18
Klimatske karakteristike podneblja
Postrojenja za grejanje i klimatizaciju podešavaju se prvenstveno uslovima ugodnosti ljudi pa je, prema tome, ovek osnovni faktor od koga zavisi i veli ina postrojenja i njegove karakteristike.
Me utim, ako je ovek osnovni inilac, spoljna klima sa svojim meteorološkim parametrima, uz termi ke karakteristike objekta, je svakako najuticajniji faktor.
Klima bitno varira od mesta do mesta, uti e direktno na investicione i eksploatacione troškove postrojenja, pa je zato važno da tu oblast inženjeri poznaju, da bi bili u stanju da uticaj klime uzmu u obzir na odgovaraju i na in.
Šta remeti termi ke uslove sredine?
Spoljni meteorološki parametri – "spoljna" klima, koja se definiše preko slede ih osnovnih parametara:
Temperatura spoljnog vazduha ts,
Vlažnost vazduha ,
Brzina vetra w,
Sun evo zra enje – insolacija.
Osim navedenih, tu su još: obla nost, visina oblaka, vazdušni pritisak i padavine. Meteorološki parametri spoljne klime su promenljivi, kako tokom dana tako i u toku godine, i zna ajno zavise od karakteristika posmatrane lokacije, kao što su:
geografska širina,
nadmorska visina i
konfiguracija terena (zaklonjenost, blizina vodenih površina, itd.)
19
Temperatura spoljnog vazduha (1)
Temperatura spoljnog vazduha je sa aspekta grejanja najuticajniji parametar.
Spoljni vazduh zagreva energija Sun evog zra enja, indirektno preko površinskih slojeva zemlje.
S obzirom na promenu uslova zra enja Sunca, usled rotacije i kretanja Zemlje oko Sunca, vrednosti temperature vazduha se periodi no menjaju u toku dana i godine. Ta periodi nost promene može esto da varira usled promene obla nosti, promene koli ine padavina, kao i mešanja vazdušnih masa razli itih temperatura.
U meteorološkim osmatranjima posebno se mere i izra unavaju srednje dnevne temperature, max i min. dnevne temperature, srednje mese ne, srednje godišnje, kao i maksimalne odnosno minimalne godišnje temperature.
Dnevna promena temperature
JANUAR
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
vreme (h)
ts (
oC
)
Vedar dan
Obla an dan
20
Srednje temperature
n
tt
n
iim
messr1
,
,
12
12
1,,
,i
imessr
godsr
t
t
Srednja mese na temperatura:
Srednja godišnja temperatura:
-2
2
6
10
14
18
22
26
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meseci
t sr,
me
s (
oC
)
t sr, god
Godišnja promena temperature
Godišnja promena temperature odre uje dužinu grejnog perioda, odnosno broj radnih dana sistema za grejanje.
Spoljna temperatura vazduha u korelaciji sa dužinom grejnog perioda uti e na godišnju potrebnu toplotu za grejanje, a time i na potrošnju goriva (eksploatacione troškove).
Granice perioda grejanja odre ene su onom srednjom dnevnom temperaturom pri kojoj treba po eti, odnosno prekinuti sa grejanjem. Temperatura granice grejanja je u vezi sa uslovima ugodnosti ljudi i iznosi 12oC.
Prema tome, grejni period nekog mesta obuhvata broj dana ije su srednje dnevne temperature niže od temperature granice grejanja.
21
Vlažnost spoljnog vazduha
Vlažnost spoljnog vazduha neprekidno varira u zavisnosti od koli ine vodene pare koja isparava sa površine zemlje.
Pri višim temperaturama vazduha on može da primi više vlage, pa sa pove anjem sadržaja vlage raste i parcijalni pririsak vodene pare pd, sve do dostizanja pritiska zasi enja ps na posmatranoj temperaturi.
Kada je dostignut ps(t) tada vazduh na posmatranoj temperaturi sadrži maksimalnu koli inu vodene pare, i tada je vrednost relativne vlažnosti 100%. Dakle, relativna vlažnost vazduha se definiše kao:
s
d
p
p
Dnevni tok relativne vlažnosti
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
doba dana (h)
Rela
tivna v
lažnosti
(%)
decembar
juli
22
Brzina vetra
Brzina vetra je stohasti ka veli ina. U atmosferi, usled nejednakog zagrevanja zemljine površine dolazi do stvaranja temperaturskih razlika i razlika pritisaka u susednim vazdušnim masama, što prouzrokuje njihovo kretanje u svim pravcima. Strujanje vazduha u pretežno horizontalnom pravcu naziva se vetar, koji predstavlja meteorološki element definisan pravcem i brzinom strujanja.
Statisti kom obradom podataka došlo se do dijagrama koji se naziva RUŽA VETROVA, dge se prikazuje pravac i u estanost. Pravac je predstavljen u obliku duži koja je u srazmeri sa u estanoš u duvanja i ima odgovaraju i pravac prema strani sveta. Uz ružu vetrova daje se i dijagram sa prose nim brzinama vetra za razli ite pravce. U centralnom krugu, u promilima, upisan je podatak o trajanju tišine, tj. o dužini perioda bez vetra.
Ruža vetrova
Leto Zima Cela godina
23
Sun evo zra enje (1)
Sunce zra i energiju kao crno telo ija je temperatura površine 6000oC, dok je u centru Sunca, prema teorijskim prora unima, temperatura reda veli ine 40.106 oC.
Sun evo zra enje na ulazu u Zemljinu atmosferu nazivamo ekstraterestijalnim zra enjem. Kako se udaljenost Zemlje od Sunca menja tokom godine i ekstraterestijalno zra enje (iradijansa) se menja od najmanje vrijednosti 1321 W/m2 do najve e 1412 W/m2.
Ekstraterestijalno zra enje za srednju udaljenost Zemlje od Sunca naziva se Sun eva (Solarna) konstanta. Svetska meteorološka organizacija je 1981. godine standardizovala Sun evu konstantu ija vrednost iznosi Io=1367 W/m2.
Na putu kroz zemljinu atmosferu Sun evo zra enje slabi zbog sudaranja zraka sa esticama prašine i zbog apsorpcije od strane troatomnih i višeatomnih molekula gasova.
Sun evo zra enje (2)
Sun evo zra enje koje dospeva na zemljinu površinu sastoji se od direktnog i difuznog:
Ako se posmatra ukupno Sun evo zra enje koje dospeva na horizontalnu površinu, onda se ono još naziva globalno zra enje.
Intenzitet Sun evog zra enja na površini Zemlje zavisi od geografske širine i nadmorske visine za odre enu lokaciju, a tako e se menja tokom dana i tokom godine.
difDIRuk III
GLHORuk II ,
24
Sun evo zra enje (3)
Zbog deklinacije Zemlje (ugla nagiba ose rotacije Zemlje u odnosu na putanju oko Sunca) tokom godine se menjaju uglovi položaja Sunca na nebu, kao i putanja Sun evih zraka do površine Zemlje.
Samim tim, zna ajno se razlikuje intenzitet Sun evog zra enja leti i zimi.
Sun evo zra enje koje dospe na površinu fasadnog zida zgrade zagreva ga, na taj na in smanjuju i koli inu toplote koju treba zimi dovesti za grejanje.
S druge strane, Sun evo zra enje zna ajno doprinosi toplotnom optere enju prostorija u zgradi tokom letnjeg perioda, posebno komponenta koja poti e od prodora Sun evih zraka kroz transparentni deo omota a.
Sun evo zra enje (4)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meseci
Mese
ne s
um
e g
lobaln
og z
raenja
(kJ/c
m2)
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meseci
Pro
se
no t
raja
nje
dnevnog s
ijanja
Sunca
(h/d
an)
Srednje mese ne sume globalnog zra enja Sunca u Beogradu
Prose no trajnje dnevnog sijanja Sunca za Beograd
25
Spoljna projektna temperatura (1)
Grejanje zgrada po inje kada spoljna temperatura padne ispod neke
odre ene granice, koju obi no nazivamo temperaturom granice grejanja
(tgg). Koja e to temparatura biti zavisi od:
termi kih karakteristika objekta i
individualnih zahteva korisnika.
Za spoljnu projektnu temperaturu tsp nekog mesta ne uzima se najniža temperatura koja se javila u nekom periodu u posmatranom mestu, jer se ona javlja jako retko i kratko vremenski traje. Postrojenje za grejanje, koje bi bilo projektovano na osnovu takvog apsolutnog minimuma, bilo bi predimenzionisano – investiciono skupo i eksploataciono neekonomi no, jer bi jako retko radilo punim kapacitetom. Zato se za vrednost spoljne projektne temperature usvaja neka viša vrednost, ali „dovoljno niska“.
Spoljna projektna temperatura (2)
Kada je ts > tsp – sistem mora da zadovolji ostvarivanje željene unutrašnje temperature;
Kada je ts < tsp – sistem ne mora da održava željenu unutrašnju temperaturu, ali obi no može – forsiranim radom, bez no nog prekida.
26
Spoljna projektna temperatura (3)
Tok spoljne temperature prema Model godini za Beograd
Granica grejanja i dužina trajanja grejne sezone
-20
-10
0
10
20
30
40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meseci
Tem
pera
tura
spoljn
og v
azduha (
oC
)
Model godina za Beograd
-20
-10
0
10
20
30
40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
meseciT
em
pera
tura
spoljn
og v
azduha (
oC
)
t u =20 o C
t gg
kraj
grejanja
po etak
grejanja
Metode za odre ivanje spoljne projektne temperature (1)
Postoji više grupa metoda za odre ivanje spoljne projektne temperature. One se uglavnom zasnivaju na statisti koj obradi spoljnih temperatura u dužem vremenskom periodu – 20 godina ili duže od toga. Ovde e biti re i o 3 razli ite grupe metoda za odre ivanje tsp:
I GRUPA Metode na bazi razli itih kombinacija
minimalnih godišnjih temperatura.
II GRUPA Metode na bazi asovnih vrednosti spoljne
temperature.
III GRUPA Metode na bazi dinami kog ponašanja
zgrada u termi kom smislu.
27
I GRUPA
1. , gde je n – broj godina (20, 30...)
Po ovoj metodi je definisana spoljna projektna temperatura po ranijem Nema kom normativu 4701, da bi u danas važe em normativu uveo novi na in njenog odre ivanja.
2. Formula Rusa aplina
gde su:
tsr,mes – srednja temperatura najhladnijeg meseca u godini i
t aps, min – „apsolutni“ minimum za posmatrani vremenski period.
n
t
t
n
iiGOD
sp1
min,,
min,, 6,04,0 apsmessrsp ttt
II GRUPA
Kriterijum: procenat pojavljivanja asovne vrednosti temperature vazduha iznad neke referentne vrednosti u dužem vremenskom periodu. Ta referentna temperatura je spoljna projektna temperatura.
U izdanju ASHRAE Fundamentals iz 1997. navode se novi kriterijumi za odre ivanje tsp:
„Oštriji“ kriterijum je 99,6%, ali ra unato prema asovinim vrednostima za celu godinu (8760 h), a ne za 3 najhladnija meseca, a to zna i da je u 35 h/god spoljna temperatura niža od tsp, što približno odgovara ranijem kriterijumu 99%.
„Blaži“ kriterijum je 99% ra unato prema asovinim vrednostima za celu godinu, a to zna i da je u 88 h/god spoljna temperatura niža od tsp, što približno odgovara ranijem kriterijumu 97,5%.
28
III GRUPA
Umesto izdvojenih asovnih temperatura analiziraju se nizovi sa sukcesivnim vrednostima spoljne temperature – onako kako su se stvarno pojavile u prirodi. Suština je u tome da se temperatura vazduha u prostoriji održava kroz odre eni period daleko duži od 1 h, što je posledica akumulacione sposobnosti zgrade (toplota se akumuliše u masi zidova prostorije, tako da je toplotna inercija izražena).
Po ovoj metodi je definisana spoljna projektna temperatura po novom Nema kom normativu. Kao projektna se usvaja srednja dvodnevna temperatura, koja je u poslednjih 20 godina bila dostignuta ili podba ena 10 puta.
