LØSNINGSFORSLAG 6027 VVS-TEKNIKK KONTINUASJONSEKSAMEN 12. AUGUST 1994 OPPGAVE 1 (40%)

Transkript

1 6027 VVS-TEKNIKK KONTINUASJONSEKSAEN 12. AUGUST 1994 LØSNINGSFORSLAG OPPGAVE 1 (40%) Dimensjoneringskriteriet er å opprettholde tilstrekkelig trykk ved aktuelt utstyr for å kunne tappe ønsket vannmengde. Gjennom systemet er det et trykktap bestående av geodetisk løftehøyde og strømningstap. Strømningstapet er summen av friksjonstap og tap p.g.a. enkeltmotstander. Vannmengden bestemmes ut fra normalvannmengden (statistiske middelverdier) og/eller ut fra ønskede eller målte vannmengder. Er det flere tappesteder, finnes dimensjonerende vannmengder for de respektive strekk ut fra sannsynlighetberegning og erfaringsverdier. I enkelte tilfeller må sannsynligheten for at flere utsyr kan være i bruk samtidig vurderes (kfr. resonnementet for badet i det følgende). For bestemmelse av tappede vannmengder benyttes normalvannsmengder i.h.t. Normal-reglementet. Vedr. badet i denne oppgaven, er det lite sannsynlig at både dusj og servant er i bruk samtidig. For badet velges derfor kun dusj og WC i en samtighetsberegning (kan diskuteres). For samtidighetsberegning av de øvrige installasjoner (utstyrene) benyttes tabeller og nomogrammer i Normalreglementet. Dimensjonerer røropplegget etter nøyaktig metode, og ikke etter forenklet metode (begge metode er vist i Normalrelementet). For rørstrekket mellom hovedledning og V.V.-bereder må også maksimal sannsynlig varmtvannsmengde tas hensyn til. Velger først rørdimensjoner ut fra forenklet beregning (Normalreglementet, fig. 7) og kontrollerer deretter. Ser kun på dusj da denne er plassert høyt og har stort trykktap. Holder dimensjonene for dusjen, vil sannsynligvis dimensjonene for det øvrige utstyr også holde. Dette bør imidlertid kontrolleres. Antar at enkeltmotstandstapene utgjør ca. 10% av fiksjonstapene. Dimensjonerer ut fra laveste hovedledningstrykk. Trykk hovedledning (5 bar) 50 mvs Trykktap i strekk A = 5.3 mvs B = 0.6 mvs C = 0.9 mvs D = 1.0 mvs E = 1.7 mvs F = 3.0 mvs Sum, friksjonstap = 12.5 mvs Enkeltmotstander, 10% = 1.3 mvs Geodetisk løftehøyde = 4.5 mvs = 18.3 mvs Disponibelt trykk for termostatbatteri 31.7 mvs Disponibelt trykk for termostatbatteriet er altså 31.7 mvs (320 kpa), d.v.s. OK i.h.t. Normalreglementet fig. 4 s. 35. Dimensjonene er påført fig. 1.1, neste side. 1 av 9

2 Utvendig tappekran 0.4 Hovedledning: aks. 6 bar in. 5 bar KJØKKEN BAD /0.1 Se kommentar 1.3/ mm 0.4/ mm 12 mm A 0.5/ / mm 5 V.V. Bereder 0.9/ mm B C D 0.3/ mm 12mm E 12mm F 20 Verdiene er angitt som: Σ NKV/KV Σ NVV/VV Rø rdimensjon der Σ Σ NKV = sum normalvannmengde, kaldt vann (l/s) NVV = sum normalvannmengde, varmt vann (l/s) KV = maks. sannsynlig vannmengde, kaldt vann (l/s) VV = maks. sannsynlig vannmengde, varmt vann (l/s) Figur 1.1 Vannopplegg for enebolig, påført vannmengder og rørdimensjoner 2 av 9

3 Ved bedømmelsen av oppgave 1 legges det vekt på vurdering av samtidighet opprettholde ønsket vannmengde ved tappested varmtvannsmengde med på hovedstrekk (inntak) fremgangsmåte ved trykktapsberegning OPPGAVE 2 (20%) a) Vannet er inkompressibelt. Ved temperaturvariasjoner utvider (evt. sammentrekker) vannet seg i systemet. Det er denne volumendringen ekspansjonsanlegget skal ta opp. b) Åpent ekspansjonsanlegg: - Ekspansjonskaret må monteres over øverste utstyr. - Fordampning med påfølgende etterfylling øker faren for korrosjon (tilgang på oksygen) - ulighet for frysing dersom karet er montert på kaldloft. Karet bør isoleres. Lukket ekspansjonsanlegg: - Karet kan monteres hvor som helst dersom frostfaren tas hensyn til. - Ikke tilgang på oksygen, og dermed redusert fare for korrosjon Konklusjon: Lukket ekspansjonsanlegg bør velges. c) Dersom det oppstår feil på ekspansjonskaret, evt. at ekspansjonskaret er for lite, skal sikkerhetsventilene åpne. Dette fordi utstyrskomponenter ikke skal ryke dersom ekspansjonsvolumet er "oppbrukt". Sikkerhetsventilene må åpne når tillatt arbeidstrykk overskrides. d) Se figur 2.1 V 1 = V P P 2 1 P 2 = karets volum Som en ser (både av figur 2.1 og av formelen) får en utnyttet den økende andel av karvolumet ved økende åpningstrykk (d.v.s. at forholdet V V øker ved økende åpningstrykk). / 1 3 av 9

4 P 1 m P 1 V 1 =ladetrykk m V P V = k V system k = andel utvidelse av vannet mellom de respektive temperaturene V system = væ skevolumet i systemet P 2 = sluttrykk = sikkerhetsventilens blåsetrykk m P V 2 2 Figur 2.1 Ved bedømmelsen av oppgave 2 legges det vekt på forståelse av ekspansjonsanleggets funksjon og virkemåte sikkerhetsventilenes funksjon samspillet mellom ekspansjonskarets volum og sikkerhetsventilens åpnigstrykk for lukket ekspansjonsanlegg 4 av 9

5 OPPGAVE 3 (40%) L L I II III D C B A Figur 3.1 Systemskisse av ventilasjonsanlegg i oppgave 3. a) Vifte- og anleggskarakteristikk: p [Pa] Anleggskarakteristikk 910 Arbeidspunkt Viftekarakteristikk Figur 3.2 Vifte- og anleggskarakteristikk L [m 3/h] p = p I II + piii C = = 910 Pa 5 av 9

6 b) P el = L p η tot W 3 3 L = m / h = m / s p = 910 Pa ηtot = ηvifte ηmotor Antar at η vifte = 0. 8 η motor = ηtot = ηvifte ηmotor = = Dette gir P el = = 3330 W = 3. 3 kw c) L Gjenvinner Varmebatteri t [ C] 3' 4 φ =0.5 φ = φ = Figur 3.3 Luftens tilstander i hx-diagram x [g vann/kg luft] 6 av 9

7 Følgende antas: Ingen temperaturøkning over viften. D.v.s. at punkt 4 og 5 er sammenfallende. Vanligvis regnes 1 til 2 C temperaturøkning over viften. φ ute = 80% Dersom befuktning med vann (fra 3' til 4) følges konstant entalpilinje, d.v.s. tilnærmelse - t 0 vann C. Dersom befuktning med damp (3 til 4) følges t = konstant (antatt). Dette kommer alt an på dampens tilstand. η gjenv. = 60 % ρ luft = 1. 2 kg / m 3 ( ca. 20 C ) Fra hx-diagram (prinsippielt vist i figur 3.3) avleses: h 1 = -15 kj/kg h 2 = 8 kj/kg h 3 = 22 kj/kg h 3' = h 4 = h 5 = 39 kj/kg x 1 = x 2 = x 3 = x 3' = 0.8 g/kg x 4 = x 5 = 7.3 g/kg Varmebatteriets effekt: P = m& h = L ρ h VB L luft ed befuktning: P = L ρ ( h h ) = ( 39 8) = 103 kw 3' 2 VB luft Uten befuktning: P = L ρ ( h h ) = ( 22 8) = 47 kw 3 2 VB luft d) m& = m& x = m& ( x x ) = ( ) = g / s 4 3 bef. L L m& bef = 78 kg / h. 7 av 9

8 e) Kritisk vei er gjennom ventil C (størst motstand). Ved de øvrige ventilene må det strupes følgende: Ventil A: Ventil B: Ventil D: = 60 Pa = 30 Pa = 20 Pa f) Ingen effektendring på viftemotoren etter innregulering (vi endrer ikke trykk-motstanden på kritisk vei). Ved bedømmelsen av oppgave 3 legges det vekt på forståelse av viftas totale trykkøkning. kjennskap og valg av virkningsgrad for både vifte, motor og gjenvinner. forløp i hx-diagram. innregulering. 8 av 9