AVDELING FOR TEKNOLOGI PROGRAM ELEKTRO- OG DATATEKNIKK Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A ØVING 2 Mål : Bli kjent med begreper innen lysberegning, og utføre en enkel lysberegning Bli kjent med begreper innen varmeberegning, og utføre en enkel varmeberegning Faglærer: Ola Furuhaug Utlevert: 28.01.15 Innleveres: 05.02.15 1. Lys 1.1. Midlere belysningsstyrke, driftsverdi, kan beregnes etter formelen: Side 1 av 7 E = Φ η v N A Forklar størrelsene som inngår i formelen, og gi en kort beskrivelse av virkningsfaktormetoden. Edrift = midlere belysningsstyrke midlet over tid [lux] Φ = total installert lysfluks pr. armatur [lm] η = virkningsfaktoren for anlegget, dvs. forholdstallet mellom den del av lysfluksen som er nedad rettet og totalt installert lysfluks. Kan også inneholde reflektert lysfluks fra omgivende flater v = vedlikeholds faktoren, dvs. lystilbakegang og tilsmussing
A = rommets grunnflate [m2] N = antall armaturer Virkningsfaktormetoden er en metode for å bestemme midlere belysningsstyrke i et beregningsplan, f.eks. et arbeidsplan. Virkningsfaktoren finnes i tabeller gitt av den enkelte produsent. Virkningsfaktoren er avhengig av reflektansene til tak, vegger og beregningsplan, samt romindeksen. Sistnevnte er avhengig av rommets dimensjoner (lengde, bredde og høyden mellom beregningsplanet og armaturene) og beregnes ut fra formelen: L B k = (L + B) H m 1.2. Lysberegning Et rom er 9m langt, 6m bredt og 3,5m høyt. I taket er det skal det monteres nedpendlede (0,85m under taket) lysarmaturer. Armatur type: Glamox DeLight CP284 236 B. Bestykning (2x36). Lysfordeling er vist under. Refleksjonene er 70% i tak, 30% på alle vegger og 20% på gulv. Vedlikeholdsfaktor, v, skal være 0,8. I rommet skal det stå arbeidsbord med høyde på 85cm. Kravet til midlere belysningsstyrke på bordene er 500lux. 1.2.1. Bruk virkningsfaktormetoden og beregn hvor mange lysarmaturer som Finner romfaktoren, k. k = trengs for å oppnå den forutsatte belysningsstyrken? L B 9 6 = (L + B) H m (9 + 6) (3,5 0,85 0,85) = 2 Leser av virkningsgradfaktoren i tabell: Finner nødvendig antall armaturer ut fra kravet til belysningsstyrke: Side 2 av 7
E = Φ η v N A N = E A Φ η v = 500 9 6 (2 3350) 0,62 0,8 Velger 8 eller 9 armaturer. = 8,12 armaturer 1.1.1. Lag et forslag for fordeling av armaturene i taket. (Tegn skisse) Et 36 lysrør er litt over 120cm lange, armaturen blir litt lengre. Figur 1 alternativ med 8 armaturer Figur 2 Alternativ med 9 armaturer Side 3 av 7
1.1.2. Hva blir dimensjonerende strøm ved enfase 230 V, når cosφ= 0,95? Med 9 armaturer: I = P U cosφ = 2 36 9 230 0,95 = 2,96A 2. Varme 2.1. Forklar følgende begreper: Infiltrasjonstap U-verdi (varmegjennomgangskoeffisient) Infiltrasjon er luftveksling utenom ventilasjonsanlegget gjennom utettheter i omsluttende flater. U-verdi, varmegjennomgangskoeffisienten, er stasjonær varmestrøm dividert med areal og temperaturforskjellen mellom luft på varm og kald side. 2.2. Nattsenking skisser temperaturforløp I en bygning slås oppvarmingen av kl. 20:00 (nattsenking) og den startes igjen slik at temperaturen er på ønsket nivå kl. 07:00. Tegn figuren under i besvarelsen og skisser temperaturforløpet mellom kl. 2000 og kl. 0700 for en tung bygning (murkonstruksjon) og for en lett bygning (trekonstruksjon). Skisser også virkningen om det installeres ekstra effekt for oppvarmingen. Svar: Side 4 av 7
2.3. Varmeberegning Et rom skal oppvarmes med elektriske varmeovner. Rommets dimensjoner er: Lengde 10 m, Bredde 6 m, Høyde 3 m. Rommets ene langvegg er en yttervegg, mens øvrige vegger, gulv og tak grenser mot rom som har tilnærmet samme temperatur som det aktuelle rommet. Ytterveggen er bygget opp som vist på figuren: Figur 3 Snitt av yttervegg Andre opplysninger Bygget står i Trondheim. Dimensjonerende utetemperatur, DUT, finnes i vedlegg «01.Varmeteknikk» Ønsket innetemperatur på dagtid er 20 C. Det er installert ventilasjonsanlegg som gir en luftstrøm på 0,02 m3/s. Ventilasjonsanlegget har ikke varmegjenvinner. Infiltrasjon gir 0,3 luftskift pr. time Se bort fra sol innstråling. Det tas ikke hensyn til andre interne varmetilskudd. Varmekapasitet for luft: 1260 J/(m3 K) Varmeledningsevne for tre: λp = 0,12 /(m K) Varmeledningsevne for steinull: λp = 0,04 /(m K) 2.3.1. Bestem rommets varmebehov. Side 5 av 7
Svar: Leser av dimensjonerende utetemperatur, DUT, i Trondheim til -19 1. Finner varmeledningsevne for veggen ρ tre = 1 λ tre d = ρ isolasjon = d = 0,02m = 0,167 m2 K λ tre 0,12 mk 1 λ isolasjon d = d = 0,15m = 3,75 m2 K λ isolasjon 0,04 mk De ulike lagene veggen er oppbygd av kan betraktes som 3 seriekoblede varmemotstander: ρ total = ρ tre + ρ isolasjon + ρ tre = 0.167 + 3,75 + 0,167 = 4,08 m2 K 2. Finner varmegjennomgangskoeffisienten, U. U = 1 ρ total = 1 4,08 m2 K 3. Finner varmetapene 3.1. Transmisjonstap = 0,245 m 2 K P t = U A (θ i θ u ) P t = 0,245 m 2 10m 3m (20 ( 19))K K P t = 287 m 2 m m K K P t = 287 3.2. Ventilasjonstap P v = c φ (1 η) (θ i θ u ) Side 6 av 7
J m3 P v = 1260 m 3 0,02 (20 ( 19))K K s J P v = 983 m 3 K m3 s K P v = 983 Infiltrasjonstap P i = c n i V (θ i θ u ) 1 J P i = 1260 [ m 3 K ] 0,3 [ hr ] 3600 [ s 10[m] 6[m] 3[m] (20 ( 19))[K] ] hr J P i = 737,1 [ m 3 K ] [ 1 hr ] [ s [m] [m] [m] [K] ] hr P i = 737,1 3.3. Totalt varmetap P total = P t + P v + P i P total =287+983+737=2007 Varmebehovet i rommet er 2 k Side 7 av 7