Fag 67 VVS-eknikk Eksamen 8. mai 998 Løsningsforslag Oppgave (%) (NR = Normalreglemene, ekniske besemmelser,.ugave, 99) Nødvendig akareal som skal dreneres pr. aksluk faslegges, ofe avhengig av akes fallforhold. U fra dee besemmes da slukdimensjon og rørdimensjon u fra NR fig., og hvor overvannsmengder og rørdimensjoner finnes. For å unngå ilfrysing av sluke, kan sluk med innlag varmekabel moneres. «Issengsel» rund sluke kan oppså grunne varme fra sluken som resulerer i ining av snø som fryser i en viss avsand fra sluke og dermed hindre vanne i å renne il sluke. Med andre ord, kan sluk med varmekabel gjøre vond verre. For å unngå «issengsel» samidig med a varme ilføres, har en del løsninger bli gjor il dels med bra resula. Dersom de ikke er vannlås i forbindelse med akavvanningen, skal sluke plasseres min. mm fra vindu eller oppholdssed mål horisonal. (NR pk..) Rørføringen ned gjennom bygningen skal ivarea følgende forhold: a) Branneknisk. Når brannskiller (easjeskiller) bryes, må ilak gjøres i form av eing rund rør sam søpejernsrør eller krympemuffe. Alernaiv er å føre nedløpsrøre gjennom brannsikre sjak. b) Lyd Lydoverføring fra røre grunne vannransporen sam lyoverføring mellom easjene må unngåes. Dee kan gjøres ved isolering, maerialvalg eller innkassing. c) ondens Diffusjonse isolering slik a overflaeemperauren som lufen kommer i konak med, er over doggpunksemperauren. Før aknedløpe går inn på bunnledningen, skal de være sakepunk. Før akvanne føres inn på offenlig ledning, skal de gjennom sandfangkum. Ved bedømmelse av denne oppgaven legges de hovedsakelig vek på følgende: Brannekniske forhold Lyd ondens Sandfang Oppgave (5%) Fleksibel varmesysem bør velges, dvs. vannbåre sysem som kan benye forskjellige energiformer, i alle fall mulighe for insallering av forskjellige yper «fyrenheer/kjel». De kan da fyres med den energien som gir opimale energikosnader. Da bygge ligger i e ebygd srøk, er sannsynligvis avfallsforbrenning lie akuel. Bygge ligger i en kyskommune, dvs. relaiv små emperaurvariasjoner over åre som vil være gunsig for bruk av varmepumpe(v) grunne god unyelsesgrad (lang og jevn fyringssesong). Sannsynligheen for a bygge ligger nær sjøen er og il sede hvor sjøen da vil kunne benyes som energireservoer ved bruk av V hvor sjøen har relaiv høg emperaur om vineren. Med gode komunikasjonsforhold vil de sannsynligvis heller ikke være noe problem med ranspor av biobrensel, olje eller gass. Da bygge ligger i ebygd srøk, er også muligheen il sede for a spillvarme fra næringsvirksomhe finnes som f.eks. fiskeindusri (kondensaorvarme fra kjøle- og fryseanlegg ec.). Tebygd srøk ilsier også muligheen for ubygging av fjernvarme, dvs. må ha vannbåre sysem for å kunne ilkobles dee syseme. Fag 67 VVS-eknikk 998
For å kunne benye V med høg effekfakor sam mes mulig ilgjengelig spillvarme, er lave emperaurer å forerekke på varmesyseme. Da vil konveksjonsvarmesysem, gulv eller radiaor, å forerekke fremfor srålevarmesysem. onklusjonen vil være å velge vannbåre lavemperaur konveksjonssysem. Eks.: Velger V; ε V = (energifakor), Φ =.5 (varmefakor), energipris srøm = 5 øre / kwh. Energipris il varmesyseme ekskl. invesering og d&v; 5:.5 = øre / kwh. Velger srøm: energipris srøm 5 øre / kwh, virkningsgrad sysem =.9. Energipris il varmesyseme ekskl. invesering og d&v; 5:.9 = 55.6 øre / kwh. Velger olje; oljepris øre / l,, brennverdi kwh / l, virkningsgrad =.8. Energipris il varmesyseme ekskl. invesering og d&v; : (.8) = 7.5 øre / kwh. å denne måen kan en regne flere alernaiver ( bio, gass ec.) og fyre med gunsigse energiform. De forusees a alle alernaivene ilfredssiller miljøkravene som vil gjøre seg uslag i inveseringen og dermed på resulerende energipris. Ved bedømmelse av denne oppgaven legges de hovedsakelig vek på følgende: Muligheen il fleksibilie m.h.. energivalg V gunsig grunne beliggenheen Lavempera gir sørre valgmulighe m.h.. sysem og energibærer onveksjonssysem dersom lavemperaurvarmr omunikasjonsforhold sansynligvis ikke begrensende m.h.. valg av energibærer Fjernvarme/nærvarme akuel grunne ebebyggelse Oppgave (5%) a) m v DN 5 kw m v. = =. 4 l/s 4. ( 6 4) Velger maks = a/m Fra nomogram (kompendie s. ) finnes d i = 6 mm for sålrør, dvs. velger ansluning 5 (d i = 7mm). b) Q Q ( m n ), Velger n =. = m = T T + T R T Rom (ilnærme) Fag 67 VVS-eknikk 998
m v, = m Q = m c v p v Q m v. = cp v. o = m v m Q = Q ( ) n =Q 5 + TR 6 + 4. = Q 5 + TR 4 6 Q = mv cp v = c p Q v. o [ 5 R ] c T = Q p 5 + TR 4 6. [ ] 6 4 5 5 + TR 4 TR = 6.. 5 + 6 4 Q = Q Q =, 7 6 T R 6 o C Ved å senke uremperauren il 5 o C får en avgi ca. 7% av effeken i forhold il en uremp. på 6 o C Dvs. a illegsvarme må ilføres romme ved de kaldese dagene, x dager i åre. Effek % 7 X 65 Dager Fag 67 VVS-eknikk 998
c) [ a ] k. n = 4 n n 4 k. 4 k. n k. m v. =.4 m v. (se beregning nedenfor) m v. m v l / s = konsan = sruping m v Turallsregulering u fra f. eks. emperaur i romme k Q = Q. 7 Q = Q m. m. n 6+ 6 + 4. T R o T = 56. C R Q = m c v. p v. Q = m c v. p v. m =.4 m v. v. pumpe m = v η pumpe pumpe For å oppnå den redusere vannmengden slik a varmemengden reduseres il 7%, kan en regulere på følgende måer:. Redusere uralle il n syr f.eks. fra ønske romemperaur. Opimal regulering m.h.. effekforbruk il pumpen. «Arbeidspunke» er pk... Beholde konsan rykkfall over pumpen, dvs. redusere uralle il n 4 og srupe. «Arbeidspunke» er pk. 4. Fag 67 VVS-eknikk 998 4
. Beholde konan urall n og srupe «Arbeidspunke» er pk... Mes uøkonomisk m.h.. effekforbruke for pumpen. Ved bedømmelse av denne oppgaven legges de hovedsakelig vek på følgende: Fremgangsmåe for dimensjonering av rør onsekvensen ved senking av uremperauren, dvs. reduser effek. Beregning, Q = f(t T ) Forsåelse av bruk av pumpediagramme, dvs. endring av «arbeidspunk» Forsåelse av pumpeeffekforbruk, opimal og sruping Oppgave 4 (5%) a) Syring og foroverkobling. Med syring menes å beviss iverksee visse prosedyrer slik a gie ilsander i e sysem holdes konsan eller endres eer e faslag mønser. M.a.o. er syring en beviss påvirkning av e sysem. Syring kan skje manuel eller, som i de aller flese ilfeller, auomaisk. Alle klimaanlegg har funksjoner som går inn i kaegorien syring. I førse rekke er dee funksjoner som har il hensik å gjøre drifen av syseme mulig. Eksempler på syring er: Venilasjonsanlegge har ursyring, dvs. er i drif innenfor gie idsinervaller. Varmegjenvinner og varmebaeri er syr i sekvens. Venilasjonsanlegge har nasenkning av illufsemperauren. Tilfør effek il e radiaorer endres i forhold il ueemperauren (ueemperaurkompensering av urvannsemperaur). Foroverkobling er også en syringsfunksjon. Med foroverkobling menes å koble en forsyrrelse forover il reguleringssløyfen, slik a den på e idligere idspunk og mer effekiv kan kompenseres for. Foroverkobling kombineres nesen allid med regulering (dvs ilbakekobling). Eksempler på foroverkobling er: Ueemperaurkompensering (se figur 4. som viser regulering med ueemperaurkompensering) Dødidskompensering Fag 67 VVS-eknikk 998 5
Vife Varmebaeri anal θ lu θ li Temperaursensor Rør Varmvannsilførsel Temperaursensor θ ref θ ref Q V u z Sekundærregulaor Venil med moor rimærregulaor θ vi θ vu Figur 4.: Regulering med ueemperaurkompensering b) Beydningen av de enkele funksjoner i en ID-regulaor. Inegralid? ommersielle regulaorer implemenerer ID funksjonen: p u = u e e T de + p + ( τ)dτ + d d (4.) T d i Her er u de nominelle pådrage. Dee pådrage er akiver når avvike e er null. u bør sees il en verdi som ilsvarer de regulere anlegges normale drifsilsand. I praksis sees den il ca. 5% av maksimal pådrag. p e er regulaorens -funksjon. p er proporsjonalforserkningen. Ved e eksiserende reguleringsavvik e gir -ledde e momenan ilskudd il pådrage (se figur 4.). For sor proporsjonalforserkning kan føre il a reguleringssløyfen blir usabil, mens for lien verdi kan reg regulering eller uaksepable sasjonære avvik. De sisnevne er avhengig om inegralfunksjonen brukes. Ledde T p i e( τ)dτ er regulaoren I-ledd, der T i er inegraliden. Inegralledde sørger for e økende/synkende illeggspådrag som eliminerer reguleringsavvike. Inegraliden er den iden som skal il før inegralledde gir samme pådrag som proporsjonalledde (se figur 4.). Sor inegralid (dvs lien inegralforserkning) gjør i regel reguleringssløyfen reg. Lien inegral-id gjør reguleringssløyfen raskere, men kan føre il usabilie. Inegraliden og proporsjonalforserkningen må skaleres i forhold il hverandre. De sise ledde i ligning 4. ( d T de / d ) er regulaoren s D-ledd. Derivavirkningen gir e d momenan ilskudd il de oale pådrage. Tilskudde er sørs ved sore reguleringsavvik og avar eersom reguleringsavvike synker. T d er derivaiden. Sor derivaid medfører a reguleringssløyfen blir hurigere, men kan føre il usabilie. Derivaledde må skaleres i forhold de andre leddene i regulaorfunksjonen, se figur 4. Fag 67 VVS-eknikk 998 6
ådrag D I ID u Tid Figur 4.: Beydningen av de ulike ledd i en ID-regulaor T i c) Fakorer som kan forårsake usabilie, sam ulike ilak. Flere ulike fakorer kan forårsake usabilie i vise sysem. ) Lang ransporid fra venil il baeri (sor dødid) ) Dårlig innsile regulaorparamere. Regulaorparamerene bør generel innsilles i e område der den relaive vanskelighesgraden er sor. ) Hyserese (dødgang) i venil. Tilak: ) Flye venilkoblingen nærmere baerie ) Undersøke regulerbarheen ved f eks sprangresponser og beregne regulaorparamere ) Benye dødidskompensering (kaskaderegulering) d) Regulaor og regulaorparamere Sprang : ådragsendring : 7-% Sigeid : sek. Dødid : sek. Saisk emperaurøkning : 4 C Sprang : ådragsendring : -% Sigeid : 5 sek. Dødid : 8 sek. Saisk emperaurøkning : 9 C Beregner saisk vanskelighesgrad (saisk forserkning) for sprang og : s s θ 4 = = = C u% % o. [ / %] θ 9 = = = C u %. % o [ / %] Beregner dynamisk vanskelighesgrad for sprang og : Tdød D dyn = = =. T D dyn s Tdød 8 = = =. T 5 s Ved regulering av illufsemperaur er saisk reguleringsnøyakighe X s = (fra kompendium). Beregner relaiv vanskelighesgrad for sprang og : Fag 67 VVS-eknikk 998 7
% % D rel = s Ddyn =.. =. X s % % D rel = s Ddyn =.. = 4. 8 X s Fra abell i kompendium finner vi a vi for sprang mins må ha en I-regulaor (middels vanskelig regulering), mens vi for sprang må ha en ID-regulaor (vanskelig regulering). Sprang blir derfor dimensjonerende, og ID funksjonen velges. Innsilling av regulaorparamere (Ziegler Nichols sprangresponsmeode, modifiser). roporsjonalforserkning, inegralid og derivaid blir da: p = = = 6.. 9 D X. 9 4. 8 rel T =. 5 T =. 5 8 = s. i død T =. 5 T =. 5 8 = 4 s. d død s Ved bedømmelse av denne oppgaven legges de hovedsakelig vek på følgende: Forsåelse av syring og regulering med foroverkobling. rinsippiell funksjon av ID-regulaoren sam forsåelse av de ulike paramere. Dødidens beydning lassifisering av regulerbarhe. Fag 67 VVS-eknikk 998 8
Oppgave 5 (5%) a) m L Lydfelle m L 6 5 Fordamper Drenasjepanne med avløp Varmeveksler, VVX, for even. overskuddsvarme Lydfelle m L 4 VB m L kondensaor = VB + VVX Eervarmebaeri dersom kondensaorvarme ikke er nok, f.eks. ved Dersom overflaeemperaur på fordamper kommer under avrekkslufens doggpunksemperaur ( dogg ) sam a dogg er under o C, vil fordamperen gjenrimes som blir regisrer ved øk rykkfall over fordamperen. Varmepumpens effekoverføring må i disse ilfeller reduseres slik a avriming kan skje v.h.a. avrekkslufen innil rikig rykkdiferanse er oppnådd. I disse ilfellene kan de hende a eervarmebaerie blir innkoble dersom blir mindre enn ønske illufemperaur p.g.a. reduser effek fra V. I de ilfellene a fordampervarmen + kompressorvarmen ugjør mer enn behov il oppvarming (VB), kan «overskudsvarmen» føres il VVX for maksimal unying av V. Filer insalleres på illufssiden for å få ren illuf sam holde komponenene rene. Filer insalleres på avrekkssiden for å holde komponenene rene. Trykkfall måles over filrene for å holde konroll når disse bør skifes, økende rykkfall ved økende ilsmussing. Trykkøkning måles over vifene for å regisrere om lufsrømmmen er il sede. Ingen rykkøkning, ingen lufsrøm. Avsegningsspjeld for sopp av uønskede lufsrømmer ved sopp av aggregae. Lydfelle for hindring av lyd il rommene. De kan også være akuel med lydfelle på «uesiden», dee må de regnes på, krav il søynivå il omgivelsene. Fag 67 VVS-eknikk 998 9
b) h 5 6 h 5 h 6h h fordamper h h h VB h eervarmeba x g vann / kg ørr luf c) Velger = 5 kondensaor = VB + VVX VB = m h L VB fordamper ml hfordamper (regner med a all oppa varme fra avkaslufen ilføres kjølemedie) ε fordamper ml h = = kompressor fordamper kompressor εv = εkondensaor = ε + = kondensaor kompressor εv = ε kond. ford. εv ml hvb + VVX = ml h ε V ford Eksempel: Anar: ε V =, VVX = o = C, ϕ = 8%, h 65. J / kg o = C, h J / kg hvb = hford = 5. hford = 5. h h 5 6 Dee gir: ( ) Fag 67 VVS-eknikk 998
Dersom hele oppvarmingen av illufen skal aes over VB og en anar h 5 = 8 J / kg, blir: hvb h h 65. h6 = h5 = = 8 8J / kg 5. 5. 5. Dersom ϕ 6 = 8% o C AD o C 6 7 (ca.7% virkningsgrad) Ungår gjenriming Ved høyere ueemperaur, vil en dermed kunne ha overskudd il VVX. Ved lavere ueemperaur må muligens eervarmebaerie ilføres effek. Dee under forusening av a effekfakoren er. Sannsynligvis vil denne kunne være sørre enn. d) SF = + illuf avrekk illuf L avrekk.. kw = + = + = 47. + 47. =. 94 / m / η η. 75. 75 illuf avrekk s Dee gir klasse VAS 4 som bør unngåes, dvs. for dårlig. Ved bedømmelse av denne oppgaven legges de hovedsakelig vek på følgende: Oppbygging av aggrega med rikig rekkefølge av komponener onnrollfunksjoner (rykkfallsmålinger), spesiel over fordamper Forsåelse av forløp i hx-diagram Forsåelse av hvor henes fordampervarmen og hvor avgies kondensaorvarmen sam sørrelsesforhold se i sammenheng med hx-diagramme Besemme hele venilasjonsanlegges effekiviesklasse, dvs. illuf + avrekk Fag 67 VVS-eknikk 998