priručnik za grijanje.pdf

PRIRUNIZA ORIJA E

ENEReETIKA MARKETINGZegreh, fujan 2005.

'I IIIIIIl'II

IIjill'II,I,

I[I

fI

- - -- - '~'\., J~ "----- --

450922178

ISBN 953-6759-25-X

I. Grijanje -- Prirunik

UDK 628.8(035}697(035}

Mjeseci priprema, razrade, prikupljanja potrebnih podataka,prelistavanja nebrojene domae i strane strune literature, normi ipropisa, mnogobrojni sati pred raunalom ... I konano - novo djeloje tu.Tema novog djela je grijanje, jedna od temeljnih ovjekovih potreba.Naravno, pristup temi je gotovo jednak kao u dosadanjemuspjenom nizu prirunikih izdanja koje ENERGETIKA MARKETINGsustavno objavljuje proteklih godina (a neki od tih prirunika doivjelisu ve dva izdanja). Ponovno se radi o priruniku namijenjenomsvima koji sa sustavima grijanja na bilo koji nain dolaze u vezu usvakodnevnom radu: projektantima i inenjerima, instalaterima iserviserima, trgovcima opremom, ali i onima koji se sa zanimljivimi dinaminim podrujem tehnike grijanja tek upoznaju.

Slijedei koncepciju dosadanjih izdanja i ovaj se put u prvihnekoliko poglavlja donose brojni korisni podaci u obliku jednadbi,tablica, shema i dijagrama potrebnih za razumijevanje ireproblematike. Potorn slijedi prikaz prorauna toplinskog optereenjaprema novoj normi HRN EN 12 831, a zatim podrobni opisi svihvanijih dijelova sustava grijanja. Zapoinje se s energentima kojise danas najee koriste u sustavima grijanja, a zatim slijede izvoritopline (ukljuujui i suvremena rjeenja kao to su solarni sustavii toplinske crpke), razvod, sigurnosna i regulacijska oprema tesustavi za odvod dimnih plinova (gotovo uvijek 'zaboravljeni' u bilokojoj literaturi o grijanju, to je nedopustivo) i, konano, ogrjevnatijela. Naravno, spomenuti su i sustavi za pripremu potrone toplevode, s obzirom na to da se najee izvode zajedno sa sustavimagrijanja. Uz to, zasebno su obraeni sustavi centralnog toplovodnoggrijanja s gledita dimenzioniranja, regulacije i hidraulike jer se radio najee koritenim sustavima grijanja danas kod nas. Kao toje uobiajeno, posljednje poglavlje donosi brojne korisne tablice idijagrame potrebne za izvoenje prorauna te, dakako, popisnajvanijih normi i propisa. Pri tome valja spomenuti i brojne tablices tehnikim podacima vodeih proizvoaaopreme koji su posluilikao ilustracija odreene teme, a koji e svima kojima je to potrebnoolakati odabir opreme.Kada je rije o normama i propisima, valja spomenuti da su seusporedno s izradom ovog Prirunika u Hrvatskoj konano poela

UMJESTO UVODA

KRATIS d.o.o., SvetaNedelja

Branko ILJA, dipl. ing.Zoran PAJNI, dipl. ing.Marko LOVROVIAntoniaHOHNJEC, dipl. nov.JelenaPRiLIN, oec.Zvjezdana UNISnjeana JAKOVINA, dipl. oec.ENERGETIKA MARKETING, Zagreb

Boris LABUDOVI, dipl. ing.mr. sc. Zvonko PAI, dipl. ing.RobertVUK, dipl. ing.

ENERGETIKA MARKETING d.o.o,Sokoiska25, 10 000 Zagrebtel: 01/377 1256, faks: 01/377 24 29e-mail: [email protected]

Tisak:

ISBN 953-6759-25-X

Glavni urednik:Tehniki urednik:

Raunalni prijelom:Odnosi s javnou:Marketing:Voditeljica Data-centra:Tajnica projekta:Dizajn i grafiko ureenje:

LABUDOVI, BorisPrirunik za grijanje / . - Zagreb:Energetika marketing, 2005.

CIP - Katalogizacija u publikacijiNacionalna i sveuilina knjinica, Zagreb

Autor i koordinator:Suradnici:

Nakladnik:

PRIRUNIK ZA GRIJANJE -----------------

SADRAJprihvaati suvremena razmiljanja u podruju graditeljstva,posebice s obzirom na sprjeavanje toplinskih gubitaka to je zaposljedicu imalo donoenje normi i propisa iz tog podruja kojeobuhvaa i tehniku grijanja. Naravno, podaci i odredbe iz tih normii propisa posluili su i pri oblikovanju sadraja ovog djela.Novo je djelo po mnogoemu jedinstveno na naem tritu,ponajprije stoga to struna literatura iz podruja tehnike grijanjana hrvatskom jeziku ba i nije brojna, a nijedno slino izdanja dosada nije bilo toliko sveobuhvatno (u smislu da su obuhvaenigotovo svi dijelovi sustava grijanja) i ni u jedno nisu ugraeninajsuvremenija domaa i strana dostignua, norme i tehnikipropisi.Na izradi ovog Prirunika koriteni su nebrojeni izvornici iz domaei strane strune literature, a bez stalne i uske suradnje s brojnimstrunjacima i njihovih miljenja, prijedloga, savjeta i primjedbi ovodjelo ne bi ugledalo svjetlo dana. Ipak, dva bi imena valjalo posebnoizdvojiti. Na prvom je mjestu mr. sc. Zvonko PAI, dipl. ing. koji jedao brojne strune (ali ne samo strune) primjedbe i prijedloge naosnovi svoje dugogodinje projektantske prakse i usko suraivaou svakoj fazi izrade ovog djela, dok je Robert VUK, dipl. ing. nasvega nekoliko stranica saeo sloenu i sve aktualniju problematikutoplinarskih sustava, koji se u slinoj literaturi takoer vrlo estozaboravljaju spomenuti.Na kraju, valjalo bi jo zahvaliti svima koji nisu bili izrijekomspomenuti, a koji su takoer izravno ili neizravno sudjelovali na izradiovog Prirunika, a posebice brojne tvrtke koje su svojim prilozima,strunim podacima te tehnikom dokumentacijom uvelike olakalinjegovo izdavanje.

U Zagrebu, rujna 2005. godine,

Boris LABUDOVI, dipl. ing.

T

1.

1.1.1.1.1.1.1.2.1.1.3.1.1.4.1.2.1.2.1.1.2.2.1.2.3.1.2.4.

1.2.5.1.3.1.3.1.1.3.2.

2.

2.1.2.2.2.3.2.4.

Umjesto uvoda 3Sadraj 5Sustavi grijanja kroz povijest 11

Fizioloke, termodinainikeimeteoroloke osnove sustava grijanja 15Fizioloke osnove 16Ugodnost i toplinska ugodnost 16Temperatura zraka 17Brzina, vlanost i kvaliteta zraka u prostoriji 20Razina aktivnosti i odjea osoba 25Termodinamike osnove 27Masa, volumen, gustoa i protok 27Tlak 29Temperatura i toplinsko rastezanje tvari 32Energija, toplina, specifinitoplinski kapacitet, snaga i uin 34Izmjena topline 37Meteoroloke osnove 42Klimatske znaajke Hrvatske 42Zimske projektne temperature i stupanj-dani 47

Voda - osnovni prijenosnikenergije u sustavima grijanja 51Osnovna svojstva vode 52

Gustoa i specifini toplinski kapacitet vode 55pH vrijednost vode 57Tvrdoa vode 59

4---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------------- s

... _-- -----

- - -.-- -- - -- -- ----- -- F~ , - ~ I :

3.

3.1.3.2.

3.3.3.4.

4.4.1.4.2.

5.

5.1.5.1.1.5.1.2.5.2.5.2.1.5.2.2.5.2.3.5.3.5.3.1.5.3.2.5.4.5.4.1.5.4.2.5.5.5.5.1.5.5.2.

Proraun toplinskog optereenjapremaHRN EN 12831 61Osnovne znaajke prorauna 62

Proraun ukupnih projektnihtoplinskih gubitaka grijane prostorije 64

Proraun projektnog toplinskog optereenja 83Pojednostavljeni postupak prorauna 84

Sustavi grijanja 87Podjela sustava grijanja 88Osnovni pojmovi tehnike grijanja 91

Osnovni energenti usustavima grijanja 97Plinska goriva 98Osnovna svojstva vanijih plinskih goriva 98Unutarnje plinske instalacije 100Loiva ulja 103Osnovna svojstva loivih ulja 103Spremnici za loivo ulje 104Sustavi za opskrbu loivim uljem 108Kruta goriva 111Ugljen 111Biomasa i ogrjevno drvo 112

Elektrina struja 116Osnovne elektrotehnike veliine 116Zatita od strujnog udara 117

Suneva energija 121Sunevo zraenje 121Osunanje 122

6.6.1.6.1.1.6.1.2.6.2.6.2.1.6.2.2.6.2.3.6.2.4.6.2.5.6.2.6.6.2.7.6.2.8.6.2.9.6.3.6.3.1.6.3.2.6.4.6.5.6.6.6.6.1.6.6.2.6.7.6.7.1.6.7.2.6.7.3.6.7.4.

6.7.5.6.7.4.

Izvori topline za sustave grijanja 135Osnovne znaajke 136Podjela izvora topline 136Potronja goriva 138Plinski izvori topline 141Podjela plinskih izvora topline 141Postavljanje plinskih izvora topline u prostorijama 145Standardni i niskotemperaturni plinski kotlovi 150Kondenzacijski plinski kotlovi 160

. . . 174Plinski plamenici .Plinske kotlovnice 183Plinske pei 195Plinski zagrijai zraka 202Plinske infracrvene grijalice 202Uljni izvori topline 209Uljni kotlovi 209Uljni plamenici 213Izvori topline na kruta goriva 216

Elektrini izvori topline 219Ostali izvori topline 221Solarni sustavi za grijanje .: 221Toplinske crpke 239

. 246Sustavi daljmskog grijanja .Osnovne znaajke sustava daljinskog grijanja 246

v 247Razvodna mreza .Toplinske stanice 249Priprema potrone tople vode pomou sustava

l" k ", 254da JInS og grijanja ..Mjerenje potronje toplinske energije 254Individualne toplinske podstanice 256

6 --------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------------- 7

9.. . 348Sustavi povrinskog grijanja .Osnovne znaajke povrinskog grijanja 348Cijevni razvod sustava

.. . 352povrinskog toplovodnog grijanja .

Priprema potrone tople vode 355Osnovne znaajke i podjela sustava 356Dimenzioniranje sustava zapripremu potrone tople vode 359Oprema sustava za pripremupotrone tople vode 362Izvori topline i spremnici tople vode 362Sigurnosna oprema 366

Sustavi centralnogtoplovodnog grijanja 371Osnovna podjela 372Dimenzioniranje sustava 376Crpni dvocijevni sustavi 376Gravitacijski dvocijevni sustavi 379Jednocijevni sustavi 381Osnove regulacije sustava grijanja 385

. I" 385Osnovni zadaci regu aCIJe .Regulacija temperature u prostoriji 385Regulacija temperature polaznogvoda ovisno o vanjskoj temperaturi 388Regulacija temperature potrone tople vode 390Osnove hidraulike sustavacentralnog toplovodnog grijanja 392

Hidrauliko uravnoteavanje 395

PRIRUNIK ZA GRIJANJE ---------------

9.3.1.9.3.2.

8.5.8.5.1.8.5.2.

9.3.

10.1.10.2.10.2.1.10.2.2.10.2.3.10.3.10.3.1.10.3.2.10.3.3.

10.5.

10.3.4.10.4.

10.

9.9.1.9.2.

Razvod i ostala opremasustava grijanja 259Razvod sustava grijanja 260Materijali za izvoenje cijevnog razvoda 260Izvoenje spojeva i savijanjecijevi cijevnog razvoda 266Postavljanje cijevnog razvoda 269Toplinska izolacija cijevnog razvoda 274Armatura 280Cirkulacijske crpke 283Osnovne znaajke 283Odabir cirkulacijskih crpki 291Sigurnosna i regulacijska oprema 294Osnovna sigurnosna oprema sustava centralnogtoplovodnog grijanja prema HRN EN 12 828 294Ekspanzijske posude 301Dimovodne instalacije sustava grijanja 309Osnovni dijelovi dimovodnih instalacija 309Osnovne znaajke dimnjaka 311Izvoenje dimnjaka 313Prikljuivanje na dimnjak 315Oprema dimovodne instalacije 317Dimenzioniranje dimovodnih instalacija 318

Ogrjevna tijela 323Podjela i osnovne znaajke ogrjevnih tijela 324Radijatori 330Osnovne vrste radijatora 330Odabir radijatora 337Konvektori 342Zidni kaloriferi i zraei paneli 345

---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE

r

7.

7.1.7.1.1.7.1.2.

7.1.3.7.1.4.7.2.7.3.7.3.1.7.3.2.7.4.7.4.1.

7.4.2.7.5.7.5.1.7.5.2.7.5.3.7.5.4.7.5.5.7.5.6.

8.8.1.8.2.8.2.1.8.2.2.8.3.8.4.

8

11.11.1.11.1.1.11.1.2.

11.2.11.3.11.3.1.

11.3.2.

11.3.2.

11.4.11.4.1.11.4.2.

Prilozi 399Veliine i mjerne jedinice 400Jedinice Meunarodnog sustava jedinica 400Anglosaske jedinice i njihovapretvorba u jedinice SI-ja .403Osnovni simboli u tehnici grijanja 407Korisni obrasci, tablice idijagrami 411Obrazac za proraun padovatlaka u cijevnom razvodu 411Dijagrami i tablice za odreivanjelinijskog otpora u cijevnom razvodu 412Tablica za odreivanje lokalnogotpora u cijevnom razvodu 426Vanije norme i propisi u tehnici grijanja 434Norme i strukovni propisi 434Hrvatski zakoni i podzakonski propisi 469

Literatura 475

Strune prezentacije tvrtki 477

~---------II'

l:lili

liI:li

SUSTAVI GRIJANJA KROZ POVIJEST

10 ------------~-~ PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------------- 11

l'l!l,I'

liJli'!:

prva pe na drva s poveanom uinkovitou (tzv. berlinska pe)kao posljedica velike nestaice energenata (ogrjevnog drva zbognekontrolirane sjee uma) u tadanjoj Pruskoj, a 1770. godineglasoviti izumitelj James Watt za grijanje svojih pogona poinjekoristiti radijatore s parom kao prijenosnikom energije, dok 1777.godine u Francuskoj zapoinje primjena centralnog toplovodnoggrijanja u inkubatorima za uzgoj pilia i u staklenicima. Potkraj 18.

stoljea konstruirani su prva eljezna pe i lijevanoeljezni kotao.U prvoj polovici 19. stoljea postavljene su tehnike osnove sustavavrelovodnog (Perkins, 1831. godine) i toplovodnog grijanja (Paalcov,1833. godine). U istom je razdoblju izveden i jedan od prvih sustavacentralnog toplovodnog grijanja (u glasovitom dvorcuNeuschwannstein u junoj Bavarskoj). Godine 1860. u SAD-uzapoinjetvornikaproizvodnja lijevanoeljeznih kotlova i radijatora,a posljednja desetljea 19. stoljea donose pravu ekspanziju

proizvoaaopreme za grijanje, od kojih su neki opstali i do danas.Osim promjena u tehnologiji izrade i izvedbe, u to vrijeme dolazi ido promjena u gorivu. Do tada iskljuive energente kao to su drvo,biljni otpaci, ivotinjski izmet i treset polako poinju zamjenjivatifosilna goriva: najprije ugljen, a zatim nafta i plin.Tehniki razvoj u 20. stoljeu donosi brojne novosti. Izgrauju seprve toplane i toplinarski sustavi: parni u Dresdenu 1901. godine itoplovodni u Plauenu (takoer u Saskoj) 1906. godine. Godine 1930.konstruirana je prva cirkulacijska crpka za sustave grijanja(Oplaender). Ve u to vrijeme su primijeene prednosti centralnogtoplovodnog grijanja, koje najvei zamah doivljava pedesetihgodina prolog stoljea, u doba poslijeratne izgradnje te poveaneindustrijalizacije i urbanizacije brojnih europskih zemalja.U vrijeme nakon drugog svjetskog rata dolazi do sve vee primjenenovih tehnologija i znaajnog porasta ivotnog standarda velikogdijela svjetskog stanovnitva. Sustavi grijanja se sve vie povezujusa sustavima pripreme potrone tople vode. U doba tzv. energetskihkriza sedamdesetih godina prolog stoljea dolazi do velikihpromjena u tehnici grijanja jer osnovni zahtjev postaje istodobnosmanjivanje potronje goriva uz ouvanje ugodnosti boravka uprostorijama. Tada nastaju prvi niskotemperaturni kotlovi i poinjese primjenjivati regulacija u ovisnosti o vanjskoj temperaturi. U istose vrijeme u razvijenim zemljama Zapadne Europe poinju donositipropisi o smanjivanju toplinskih gubitaka graevina, odnosnopoboljavanju njihove toplinske izolacije ime se stvaraju

1" (t~-,I.-- -- --- - --------------- - --

IRIJANJE NEKADA I DANAS

esto se s pravom kae kako je potreba za grijanjem jedna odosnovnih ovjekovih potreba.Prvim 'sustavom' grijanja koji je ovjeku bio poznat svakako semoe smatrati izlaganje Sunevim zrakama. Tek nakon 'otkria'vatre, ovjeku je, osim jednostavnijeg pripremanja hrane,

omoguena zatita od hladnog vremena u svako doba dana igodine. Ognjite, odnosno loite s otvorenim plamenom u praviluse nalazilo u sredinjem dijelu nastambe i ujedno je sluilo zapripremanje hrane i kao sustav grijanja, ali i kao svojevrsnookupljalite manje ili vee drutvene zajednice.Prvi sloeniji sustavi grijanja na podruju Europe nastaju tek uantiko doba. Bili su to sustavi centralnog toplozranog povrinskoggrijanja koji su bili poznati pod nazivom hipokaustino grijanje. Kaoprijenosnik energije pri tome je sluio topli zrak koji se zagrijavao uotvorenom loitu (hipokaustu) koje je bilo smjeteno na jednommjestu u graevini, najee u podrumu (poput dananjihkotlovnica). Tako zagrijan zrak se zajedno s dimnim plinovima doprostorija razvodio posebno izvedene upljine u zidovima ipodovima (tubule).U srednjem vijeku u europskim zemljama nije zabiljeen nekiznaajniji pomak u razvoju tehnike grijanja, pa ak se moe rei dasu hipokaustina grijanja i drugi antiki sustavi grijanja pomalozaboravljeni. Gotovo cijeli srednji vijek u Europi kao izvor topline unastambama obinog puka slui otvoreno ognjite postavljeno usredite prostorije, a u kuama plemenitaa otvoreni kaminpostavljen u prostoriji u kojoj se najee boravilo (u pravilu usredinjem dijelu graevine), dok se ostale prostorije ili nisu grijale

uope ili su se grijale tako to je uz njih prolazio dimnjak.Do novih rjeenja u tehnici grijanja zapoinje tek u doba veegnaseljavanja u gradove, u kojima je nekontrolirani otvoreni plamenlako mogao izazvati poar. Prvo veliko poboljanje predstavljale sukaljeve pei, koje su se uz odreene tehnike izmjene i poboljanjaodrale do danas. Najznaajnije novosti pojavljuju se u 18. stoljeu.Godine 1716. u vedskoj je izveden prvi sustav centralne pripremepotrone tople vode (Triewald), a 1745. godine u Engleskoj jeizveden prvi sustav parnog grijanja. Godine 1763. proizvedena je

12 ~-~--------~--~- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA CR lJANJE ---------------

pretpostavke za primjenu niskotemperaturnih sustava grijanja (npr.podnog i drugih povrinskih grijanja).Sljedei veliki korak u razvoju tehnike grijanja predstavljajukondenzacijski kotlovi, ija primjena zapoinje poetkom 90. godinaprolog stoljea. Koriste se uz niskotemperaturne sustave grijanja(npr. s temperaturama polaznog i povratnog voda 50/60 ili ak35/45 "C), a u posljednje su vrijeme esti u kombinaciji sa solarnimsustavima. Kao gorivo u njima se najee koristi plin, iako su sve

ee i izvedbe na loivo ulje. U najveem broju sluajeva, izvodese za postavljanje na zid, iako ni podne izvedbe (osobito za vee

uine) nisu rijetke. Zbog svega toga se moe oekivati da e oni,uz vea ili manja poboljanja, barem jo desetak godina bitistandardno rjeenje za sustave grijanja.Kada je rije o sustavima grijanja budunosti, mogu se primijetitineke naznake daljnjeg razvoja. Jedna od njih svakako je povezivanjesustava grijanja sa sustavom za decentraliziranu proizvodnju

elektrine energije, odnosno primjena kogeneracije, primjericepomoumalih kogeneracijskih postrojenja u bloku, kotlova s gorivimelijama ili Stirlingovih motora. Isto tako, u posljednje se vrijememoe primijetiti sve vea tenja za primjenom energije iz obnovljivihizvora, primjerice pomou solarnih sustava ili toplinskih crpki.Naravno, za veu primjenu takvih suvremenih rjeenja i kod nas,uz odgovarajue norme i propise (i njihovo pridravanje), bit epotrebni i odreeni novani ili slini financijski poticaji kao to je

uobiajeno u razvijenim zemljama.

1.FIZIOLOKE, TERMODINAMIKE

I METEOROLOKE OSNOVESUSTAVA ORIJANJA

t4 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ------------~~-- tS

---~---------------""""=""""'------------------I

t.t. FIZIOLOKE OSNOVE1.1.1. Ugodnost i toplinska ugodnostUgodnost (komfor, udobnost) je svijest jedne ili vie osoba ougodnoj okolici i njezino je postizanje osnovni zadatak svakogsustava grijanja, ventilacije i klimatizacije. Ona je subjektivan iindividualan osjeaj, odnosno nemjeriva veliina, a kada je rije osustavima grijanja (ali i ventilacije ili klimatizacije) uglavnom se mislina toplinsku ugodnost.Toplinska ugodnost je odreena s nekoliko osnovnih imbenika: temperaturom zraka u prostoriji srednjom temperaturom ploha prostorije kvalitetom zraka u prostoriji vlanou zraka u prostoriji brzinom zraka u prostoriji razinom buke u prostoriji namjenom prostorije razinom i vrstom aktivnosti koje se odvijaju u prostoriji odjeom osoba koje borave u prostoriji.Svaki od tih imbenika vezan je uz barem jedan od tri pojma iz ijeg

meudjelovanja proizlazi pojam 'ugodnosti': osobu: od koje polazi sam osjeaj ugodnosti prostoriju: u kojoj je potrebno stvoriti osjeaj ugodnosti sustavi grijanja (i/ili ventilacije i/ili klimatizacije): kojima je zadatak

postizanje ugodnosti.

Glavni utjecaji na (toplinsku) ugodnost u prostoriji se dijele unekoliko osnovnih skupina:1. toplinski: temperatura zraka u prostoriji, srednja temperatura ploha

prostorije, brzina strujanja i relativna vlanost zraka u prostoriji2. kemijski: izvori mirisa (smrada), praina, plinovi, dim i sl.3. fizikalni: razina buke, elektrostatiko optereenje4. optiki: svjetlost (prirodna i umjetna, od rasvjete) i tama, boje,

biljke, unutarnje ureenje prostora5. ostali: odjea i obua, aktivnosti, zdravstveno stanje, vrijeme

zadravanja osoba itd.

1.1.2. Temperatura zrakaTemperatura zraka je jedan od najvanijih imbenika ugodnosti,pri emu se neke njezine vrijednosti mogu opisati kao ugodne, adruge kao neugodne ili nepodnoljive (tablica 1.1).

Preporuljive vrijednosti temperature zraka u prostoriji ovisno ovanjskoj temperaturi mogu se pronai u normama, smjernicama ipropisima (tablice 1.2 i 1.3).

Tablica 1.1Utjecaj temperature zraka na ovjeka, odnosnona osjeaj ugodnosti (prema R.G. Nevinsu) [9]

temperatura osjeaj djelovanje (*)zraka{}zr,OC temperature ugodnosti fizioloko na zdravlje< 11,5 vrlo hladno neugodno drhtanje miia prestaje potkona

cirkulacija krvi11,5 -15,5 prilino suenjekapilara lagani boluhladno u udovima miiima

ne sasvimugodno poveani gubici

15,5- 20 hladno topline poveano

potrebno je utopliti Isuiva~jekoeili kretati se

20 - 23 prohladnougodno normalna regulacija normalno stanje

23 - 26,5 neutralno tjelesne temperature26,6 - 30,5 toplo ne sasvim znojenje mogunost30,5 - 35 vrlo toplo ugodno proirenje potkonih toplinskog udarakapi/ara35 - 38 vrue poveano znojenje smetnje uradu srca

38 - 40,5 vrlo vrueneugodno

poveana cirkulacija opasnost toplinskogkrvi udara

brz PQrasHjelesne kolaps, prekid>40,5 nepodnoljivo nepodnoljivo temperature optoka krvi

prestanak regulqcijetemperature tijela

Legenda:(j osoba pri tome miruje i dulje je izloena spomenutim uvjetima temperature uz

vlanost zraka 50%

16 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ---------------- 11

, r .-:-~~- - --- --

Tablica 1.2Iskustvene vrijednosti temperature i relativne vlanosti zrakau prostorijama razliitih namjena (prema ASHRAE-u) [9]

ljeto zimanamjena prostorije visoka ugodnost uobiajene vrijednosti

{tzr, C

--------- - /"-,-- - ------- ------- -- ----

Ilustracija 1.2Dijagram brzine strujanja zraka ovisno o temperaturi zraka i stupnju turbulencije [9J

--'

-:~ ~ ,..............~.-- -l~

lt- ~ .- ....--------

l---""""

(vrijedi uzI. razinu aktivnosti i koeficijent ~toplinskog otpora odjee 0,13 m2 KfW)

Legenda:...... granina krivulja I, T" < 5%""*" granina krivulja II, 5% < T" < 20%

~ granina krivulja III, 20% < T"

282726temperatura zraka, DC

2524232221

0,10,05

20

~ 0,5E~

~ 0,4(ljOi'?(lj.~tJ 0,3(lje.~

~ 0,2Oi'?"oeen

Temperatura u prostoriji raspodjeljena je po slojevima. Kako bi seosigurali uvjeti za postizanje ugodnosti, odreena je najvea i

preporuljiva vrijednost prirasta temperature po metru visineprostorije. Najvei doputeni prirast iznosi 2 Kim, a preporuuju sevrijednosti najvie do 1,5 Kim, poevi od visine 10 cm iznad podapri najmanjoj temperaturi zraka 21DC.

Srednja temperatura ploha prostorije je odreena jednadbom:

pri emu su:ff I - srednja temperatura ploha prostorije, DC

sr.pA - povrina pojedine plohe (zida, stropa, poda, ogrjevnog tijela,

prozora), m2ff - temperatura pojedine plohe, DC.

1.1.~. Brzina, vlanost i kvaliteta zraka u prostorijiStrujanje i raspodjela zraka po prostoriji vani su imbenici osjeajaugodnosti. Preporuijivi iznosi brzina strujanja zraka, ovisno otemperaturi zraka i stupnju turbulencije mogu se prikazatidijagramom (il. 1.2). Stupanj turbulencije je omjer standardnogodstupanja (devijacije) vrijednosti brzina strujanja zraka i srednjebrzine strujanja zraka i rauna se jednadbom:

T = Svu 'w

pri emu su:Tu - stupanj turbulencije, %Sv - standardno odstupanje trenutanevrijednosti brzine, m/sw - srednja brzina strujanja zraka, m/s.

Vlanost zraka (udio ili sadraj vlage) takoer je jedan od osnovnihimbenika ugodnosti i ovisi o vrsti i namjeni prostorije te otemperaturi zraka u prostoriji (il. 1.3). U prirodnim uvjetima zrakuvijek sadrava veu ili manju koliinu vlage, odnosno vodene pare.Njezina koliina u zraku ovisi o temperaturi i to je ona via, veaje i koliina koju zrak moe prihvatiti. Granina vrijednost pri tomeje postignuta kada parcijalni tlak vodene pare (koji ovisi otemperaturi) dosegne vrijednost tlaka isparivanja (zasienja) i u tom

sluaju nastupa odavanje vika vodene pare iz zraka u obliku magle.Relativna vlanost je jednaka omjeru:

Prp=-p,PS

pri emu su:rp - relativna vlanost zraka, %Pp - parcijalni tlak vodene pare (ovisan o temperaturi), PaPS - tlak zasienja vodene pare (ovisan o temperaturi), Pa.


- , I' '-,-- - --- --------------- - ----- - ------

x = O, 622~, odnosnop--PScp

Preporuljivo podruje relativne vlanosti iznosi izmeu 30 i 60 %,a najvea doputena vrijednost 65%, odnosno izraeno u apsolutnojvlanosti 11,5 g/kg (tablica 1.4).

vanjski zrak zrak u prostorijitemperatura ttok, e temperatura tt", e relativna vlanost cp, %

donja granica gornja granica< 20 22 30 6520 22 30 6525 23 30 6530 25 30 6032 26 30 55

Tablica 1.4Vrijednosti relativne vlanosti zraka u ovisnosti o temperaturi (prema DIN 1946-2) [9J

x Pcp= ._,0,622+x PS

pri emu je:P - ukupni tlak (vlanog) zraka, Pa.

282624

neugodnopodruje (vlano)

22

'if!- 100s:-t)o 90N(lj:>(lj1a~

70

60

30 1----l----+--~-_1_-+~~~-t_+_____j

50 I----+---+-\--l-

40 I----+---+-I-----jf---

temperatura zraka uprostoriji-fr,p C

20 I---l----+--I-----''+---+----'-I-~~t_______j

Ilustracija 1.3Ovisnost toplinske ugodnosti o temperaturi i relativnoj vlanosti zraka u prostoriji [18J

Apsolutna vlanost je jednaka omjeru:Promjene stanja vlanog zraka prikazuju se u h-x dijagramu (il. 1.4).Pri tome se na apscisi nalazi apsolutna vlanost (x), a na ordinatientalpija (h1+J

pri emu su:x - apsolutna vlanost zraka, g/kgmv - masa vlage u zraku, gmu - masa suhog zraka, kg.

Relativna se u apsolutnu vlanost i obratno mogu preraunavatijednadbama:

Kvaliteta zraka u prostoriji uvjetovana je s jedne strane kakvoomvanjskog svjeeg zraka, a s druge strane oneienjima iz sameprostorije. Pri tome se pod pojmom kvalitete zraka misli ponajprijena njegov sastav, odnosno na postojanje raznih tvari koje ga

oneiuju. One mogu biti ivog ili neivog podrijetla, a neke od njihuzrokuju alergije kod ovjeka.Od tvari neivog podrijetla na prvom su mjestu plinovi sa tetnimdjelovanjem na ovjekovo zdravlje kao to su, primjerice, ugljinimonoksid i dioksid, sumporni dioksid, duini oksidi, ozon, radon,

22 ----------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ----------------- 23

Ilustracija 1.4h-x dijagram vlanog zraka pri atmosferskom tlaku (p = 1,013 bar)

~'"

lm "c-'0lO! ""'>-e>c:i'"'"

lS ;;~ 1li!t

SOl'l

"JZ unefjJfleWI),r- ~ ~ ~'"o o o o o

o, I{}---~ '" to g ~ !li!...'"

ti; lO! oo oo e-, -

Tablica 1.6Toplinski otpori odjee (prema DIN 1946-2) [9J

odjea otpor prolazu topline,m2 VJW cio

bez odjee O Olagana ljetna odjea 0,08 0,5

odjea zaprijelazne mjesece (proljee, jesen) 0,16 1,0zimska odjea 0,24 2,0

Tablica 1.7Odavanje topline osobe ovisno o aktivnosti itemperaturi zraka u prostoriji (prema VOI 2078) [9J

aktivnost odavanje temperatura zraka u prostoriji, "C18 20 22 23 24 25 26

senzibilne topline, W 100 95 90 85 75 75 70bez aktivnosti, latentne topline, W 25 25 30 35 40 40 45

I. II. razina ukupne topline, W(*) 125 120 120 120 110 115 115vlage, g/h (**) 35 35 40 50 60 60 65

III. razina senzibilne topline, W 125 115 105 100 95 90 85ukupne topline, W(*) 190 190 190 190 190 190 190

Legenda:(J - gotovo ne ovisi o temperaturi zraka u prostoriji('J - moe se priblino izraunatimnoenjem latentne topline s 10/7

Valja napomenuti da osobe u prostoriji nisu samo izvori topline, vei vlanosti, plinova (npr. CO2 koji nastaje izdisanjem), mirisa, raznih

estica i sl, to sve takoer utjee na ugodnost.

PI

t.t. TERMODINAMIICEOSNOVE1.2.1. Masa, volumen, gustoea i protokMasa (m) je jedna od osnovnih veliina SI-ja. NjeZina je jedinica ki-logram (kg) i njegovi viekratnici (npr. /lg, mg, g), dok se 1000 kgoznaava s t (tona).

Volumen, zapremina ili obujam (\I) je izvedena fizikalna veliinajednaka treoj potenciji duljine. Njegova je jedinica prostorni (kubniili kubini) metar (m3) i njegovi viekratnici (npr. mm", crn", dm", km").Takoer se koristi jedinica (prema SI-ju) litar (I), odnosno njegoviviekratnici, pri emu je: 1 I =1 dm".

Gustoa (p) je izvedena fizikalna veliina koja je jednaka omjerumase i volumena, a njezina je jedinica kq/m" i njegovi viekratnici(npr. q/crn", kq/dm", kg/I):

pri emu su:p - gustoa, kq/m" (tablica 1.8)m - masa, kgV - volumen, m3 .

Specifini volumen (v) je veliina jednaka recipronoj vrijednostigustoe, a izraava se u m3/kg:

1v=-.

p

Protok je izvedena fizikalna veliina jednaka omjeru mase (Qm) ilivolumena (O) i vremena. Njegove jedinice prema SI-ju su kg/s,odnosno m3/s i njihovi viekratnici (npr. kg/h, m3/h, odnosno l/h,Ilmin, lis itd). Pri tome vrijedi:

m za maseni protok: Q =-

m t


v za volumni protok: Q --v - t '

pri emu su:Q

m- maseni protok, kg/s

Qv - volumni protok, mvst - vrijeme, s.

- , /'-,---- -- --------------- - - - - ----- --

1.2.2. TlakTlak (P) je izvedena fizikalna veliina jednaka omjeru pritisne sile(pritiska), odnosno njezine normalne komponente i povrine na kojudjeluje:

Tablica 1.8Gustoa nekih tvari

tvari gustoa, kg/m3nestlalve (vrste I kapijevite) tvari

metalni materijalialuminij 2700bakar (trgovaki) 8300cink 7130

elik (0,2% G) 7850olovo (~istO) 11 340

kapljevinebenzin 680- 750led 917loiVo ulje 820- 970voda (pri 4 "C) 1000

stlaive tvari (plinovi) u normalnom stanju (101 325 Pa i OoG)metan,GH4 0,7175propan, G3H8 2,011n-butan, C4H10 ,2;.709duik, N2 1,25kisik, O2 1,429

ugljini monoksid, GO 1,2505ugljini dioksid, G02 1,977zrak 1,2931prirodni plin 0,783

pri emu su:p - tlak, PaF - pritisna sila (normalna komponenta), NA - povrina, m",

Jedinica za tlak u SI-ju je paskal (Pa) i njegovi viekratnici (npr. hPa,kPa, MPa). Za tehniku se primjenu ee koristi (takoer premaSI-ju) jedinica bar, odnosno njezin viekratnik mbar. Odnos tihjedinica je:

1 bar = 105 Pa = 100 000 Pa ili

1 mbar = 100 Pa = 1 hPa.

Uvoenjem metrikog sustava (SI-ja) mnoge su stare jediniceisputene iz uporabe, odnosno njihova je uporaba zabranjena, iakose u nekim uskim strunim podrujima jo koriste. Na primjer: fizikalna atmosfera: 1 atm =760 mm Hg = 101 325 Pa tehnika atmosfera: 1 at = 1 kp/cm" = 98 066,5 Pa stupac ive (O 0C): 1 mm Hg (1 mm S) = 133,322 Pa stupac vode (4 0C): 1 mm Hp (1 mm SV) =1 kp/rn" =9,80665 Pa.

Omjerom sile i povrine u jednadbi opisuje se tzv. srednji iliprosjeni tlak, dok se pri mjerenju tlaka stlaivih fluida (tj. plinova)mogu razlikovati tri vrste tlaka (il. 1.5): atmosferski tlak relativni tlak apsolutni tlak.

28 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------------- 29

-- - - 1'"-,------- - ---- ---- - - - ----- -- - --

RELATIVNI TLAK

Atmosferski, okolni ili barometarski tlak (pJ nastaje zbog vlastiteteine zranog stupca iznad Zemljine povrine i najee se smatrareferentnim u mjerenjima tlaka na Zemlji.

Apsolutni ili stvarni tlak (pA) je veliina stanja pa se uvrtava ufizikalne jednadbe ili oitava iz tablica i dijagrama. Odreen je kaozbroj referentnog i relativnog tlaka te vrijedi:

u sluaju pretlaka (Pe > ps): PA = ps + Pe

u sluaju podtlaka (Pe < ps): PA = ps - Pe'

Relativni tlak (PJ predstavlja razliku izmeu stvarnog i referentnogtlaka te se izraava kao: pretlak, nadtlak ili manometarski tlak (ako je apsolutni tlak vei

od referentnog) podtlak ili vakuum (ako je apsolutni tlak manji od referentnog).

U nestlaivim fluidima (tj. u kapljevinama), postoji jo nekoliko vrstatlaka: hidrostatski tlak hidrauliki tlak hidrodinamiki tlak.

Hidrostatski tlak (Ph) je tlak u kapljevini koja miruje i uzrokovan jenjezinom teinom, a ovisi samo o njezinoj dubini (udaljenosti odtoke mjerenja od slobodne povrine) i o gustoi:

pri emu su:Ph - hidrostatski tlak, Pap - gustoa kapljevine, kq/rn"h - dubina, mg - ubrzanje sile tee (= 9,80665 m/s"),

Pri tome vrijedi tzv. hidrostatiki paradoks: tlak na vodoravno dnoneke posude ne, ovisi o obliku dna, ve samo o visini stupcakapljevine u njoj.

Hidrauliki tlak je jednak ukupnom tlaku u kapljevini u mirovanju.Nastaje vanjskim djelovanjem na nju i po njoj se iri nesmanjeno ijednoliko u svim smjerovima (Pascalov zakon). Drugim rijeima,ukupni tlak u nekoj toki u kapljevini jednak je zbroju okolnog(atmosferskog) i hidrostatskog tlaka:

Phidr =PA +Ph =PA +pgh.

Hidrodinamikitlak je jednak ukupnom tlaku u kapljevini u gibanju(protjecanju) i sastoji se od dinamikog i statikog dijela, a ovisi obrzini strujanja kapljevine:

pw2Phd = Pst + Pdin = Pst +-2-'

pri emu su:Phd - hidrodinamiki tlak, PaPst - statiki tlak u kapljevini u prot jecanju, PaP din - dinamiki tlak u kapljevini u protjecanju, Paw - brzina strujanja kapljevine, m/s.

3 bar 2 bar

------------------------ ---------------1---"--

podtlak------------- ----------------------_!_-

obar -+--+-- -1 bar -------- apsolutni vakuumAPSOLUTNI TLAK

Ilustracija 1.5Apso/utni tlak, podt/ak i pret/ak

30 ---------------- PRIRUNIKlA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------------- 31

1.2.3. Temperatura i toplinsko rastezanje tvariTemperatura (T, t, {}) je jedna od osnovnih fizikalnih veliina i njomese oituje unutarnje toplinsko stanje nekog tijela pri emu vrijedikako dva tijela imaju istu temperaturu ako meu njima nema izmjenetopline, to jest ako su u toplinskoj ravnotei. Jedinica za temperaturuu SI-ju je kelvin (K) koji je odreen kao 273,16-ti dio temperaturnerazlike izmeu apsolutne nule i trojne toke vode. Ipak, ee sekoristi (takoer prema SI-ju) jedinica Celzijev stupanj (0C), koja jejednaka stotom dijelu temperaturne razlike izmeu vrelita i leditavode (pri tlaku od 1,01325 bar). Celzijev je stupanj po apsolutnomiznosu jednak kelvinu, a odnos njihovih skala je (il. 1.6):{WC) = T(K)-273, 16, odnosno19'(0C) "'" T(K)-273.

r

Linearno duljinsko rastezanje (produljenje ili skraenje) vrstihtvari je odreeno jednadbom (il. 1.7):

pri emu su:'1 -duljina nakon produljenja, m'o -poetna duljina, ma - koeficijent linearnog toplinskog rastezanja, mm/(mm K)

(tablica 1.9)19'1 - konana temperatura, "C19'0 - poetna temperatura, "C/'.,.19' - prirast temperature, C.

Anglosaska jedinica za temperaturu (u SAD-u i jo nekim zemljama)je Fahrenheitov stupanj (OF) (il. 1.6).

Kelvinova skala(prema SI-ju)

T,K473

Celzijeva skala(prema SI-ju)

'fr,oC200

Fahrenheitova skala(uSAD-u, nije prema SI-ju)

'fr, oF392

hlaenje Izagrijavanje >za A'fr

I

{ 373 - vrelite vode- 100 } 212 }A'fr= 180OFAT = 100K -Iedite vode-

A'fr= 100C32273 O

173 -100 -148

73 -200 -328

O - apsolutna nula- -273,15 -460Ilustracija 1.6

Odnos temperaturnih skala

Sve tvari se pod utjecajem topline rasteu, odnosno skupljaju priemu te promjene ovise o temperaturi. Plinovi ikapljevine rasteuse po cijelom volumenu, dok se rastezanje vrstih tvari moepromatrati kao duljinsko, povinsko i volumno.

skraenje produljenjepoetna duljina lo

Ilustracija 1.7Prikaz linearnog rastezanja vrstih tvari

Volumna i povrinska rastezanja odreena su analognimjednadbama:

A = Aa(1+ f3/'.,.19') = Aa(1+2a/'.,.19') , odnosno~ = Vo(1+ y/'.,.19') = Vo(1+ 3a/'.,.19').

32 --------------'-----~-- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ---------------- 33

Tablica 1.9Koeficijent linearnog toplinskog rastezanja nekih materijala

materijal a, 10-6 mm/(mm K)metalni materijali

aluminij 23,8bakar 16,2cink 29,8elik 11,1mjed 19sivi lijev 9,0eljezo (isto)

"11,7

polimerni materijali (pri temperaturama od 20 do 100 "G)pelibuten (PB) 130polietilen (PE) 200polipropilen (PP) laOpolivinilklorid (PVG) 70umreeni polietilen (PE-X) 140- 200Vieslojni materijal (PE-Al-PE) 26

graevinski materijalibeton t2porculan astaklo 3

1.2.4. Energija, toplina, specifini toplinski kapacitet, snaga i uinEnergija (E), rad (W) i toplina (Q) su veliine iste vrste i imaju istujedinicu - dul (J). esto se koriste njegovi viekratnici (npr. kJ, MJ,GJ), a i jedinica kilovatsat (kW h), odnosno njegovi viekratnici (npr.MW h).Energija je fizikalna veliina kojom se opisuje unutarnje meudjelovanje i stanje estica nekog tijela i njegovo meudjelovanjesdrugim tijelima, odnosno sposobnost obavljanja rada. Energija nemoe ni nastati ni nestati, ve samo prelaziti iz jednog oblika u drugipa izrazi kao to su 'proizvodnja', 'dobivanje', 'potronja', 'pohrana'ili 'tednja' energije u fizikalnom smislu nisu ba toni.Rad je izvedena fizikalna veliina jednaka umnoku sile i puta nakojem ona djeluje. Toplina je oblik energije koji se oituje prijelazom

izmeu tijela razliitih temperatura.

r=

Specifini toplinski kapacitet (c) je fizikalna veliina koja pokazujekoliko je energije potrebno dovesti 1 kg mase neke tvari kako bi jojse temperatura povealaza 1 K (tablica 1.10). Stlaive tvari (plinovi)imaju dvije vrste toplinskih kapaciteta: pri konstantnom tlaku (c ) ipri konstantnom volumenu (cv)' pZa prijenos topline vrijedi:Q = mctst) ,pri emu su:Q - toplina izmijenjena u procesu (zagrijavanja ili hlaenja nekog

tijela), Jm - masa tijela, kgc - specifini toplinski kapacitet tijela, J/(kg K)f\,.{} - razlika temperature prije procesa (zagrijavanja ili hlaenja) i

nakon njega, DC.

Entropija (8) je fizikalna veliina jednaka omjeru prirasta topline itemperature te predstavlja ocjenu savrenosti pretvorbe topline u

mehaniki rad (tzv. Clausiusova definicija). U praktinoj je primjeniea specifina entropija, po masi tvari. Jedinica za entropiju uSI-ju jest J/K, a za specifinu entropiju J/(kg K).

Snaga ili uin (P, Q) je fizikalna veliina jednaka omjeru koliinetopline, rada ili energije i vremena, a moe se opisati kao obavljenirad ili toplina izmjenjena u odreenom vremenu. Pri tome se izrazsnaga najee koristi kada se govori o obavljanju mehanikog ili

elektrinog rada, a uin kod izmjene topline. Jedinica za snagu,odnosno uin je vat (W) i njegovi viekratnici (kW, MW itd).


Tablica 1.10Specifini toplinski kapacitet nekih tvari

1.2.5. Izmjena topline

polimerni materijali

Toplina se izmjenjuje na tri osnovna naina: provoenjem (kondukcijom) kroz vrste, kapljevite i plinovite tvari konvekcijom (komeanjem) estica plinovitih i kapljevitih tvari zraenjem (radijacijom) bez posredne tvari jer se prijenos topline

temelji na elektromagnetskom naelu.

Provoenjeje nain izmjene topline pod utjecajem temperaturnoggradijenta na osnovi prijenosa kinetike energije izmeu molekula.Na taj se nain toplina izmijenjuje u vrstim tvarima, izmeu dvajuvrstih tijela u dodiru te u kapljevinama i plinovima koje miruju ilise gibaju bez mijeanja estica (tzv. laminarno strujanje).

Provoenje topline kroz ravnu stijenku nekog vrstog tijela (tzv. jedno-dimenzionalno provoenje topline kroz ravnu stijenku bez postojanjatoplinskih izvora) jednostavno se moe opisati jednadbom:

419385377460477465

200541822032

150020009802100

G,J/(kg K)

voda

graevinski materijali

metalni materijali (pri 20"C)

ledvoda pri20Cvodena para pri i OOC

tvar

aluminijbakar (trgovaki)cinkcrveni lijev

elik (s 0,2% C)nehrajui elici (Cr-Ni)eljezo

.:polibuten WB)polipropilen (PP).Poli~ipilklqri(P\JC)! ....

umreeni polietilen (PE-X)

betonporculanstaklo

metan, CH4 .propan, C3Hs ..n-butan, C4HlOduik, N2kisik, O2

ugljini monoksid, COugljini dioksid, CO2zrak

21561604

103991510398161010

Gv16321470

1480 ..742655743627723

pri emu su:Q - izmijenjena toplina (toplinski uin), WA - povrina stijenke, m2tT1 - temperatura toplije strane stijenke, CtT2 - temperatura hladnije strane stijenke, CA - koeficijent toplinske vodljivosti materijala stijenke, W/(m K)

(tablica 1.11)d - debljina stijenke, mR).. - toplinski otpor materijala stijenke, m2 KfW.

Konvekcija je nain izmjene topline izmeu stijenke vrstih tvari iplinova ili kapljevina u gibanju (npr. izmeu zraka i zida). Osnovniuvjet pri tome jest meusobno gibanje (komeanje) estica pri emudolazi do stalnog meusobnog dodirivanja estica razliite tem-perature izmeu kojih se tada izmjenjuje toplina. Valja napomenutida kod prirodne konvekcije dolazi do pojave tzv. termosifonskog

uina.


Tablica 1.11Koeficijent toplinske vodljivosti nekih materijala

materijal A, W/(m K)metalni materijali (pri 20C)

aluminij , 221bakar (trgovaki) 372cink

,

113crveni lijev 60

elik ($0,2% C) 50mjed 80- 120n~hrajLli elici (Cr-Ni) 20eljezo 67

vodaled, 2,2voda (pri 20C) 0,598vodena para(pri 100 oG) 0,681

zrakzrak (pri 1 bar i O- 100 oG) 0,0245 (1 +0,002251'T)

polimerni materijalipolibuten (PB) 0,22polipropilen (PP) 0,24polivinilklorid (PVC) 0,14umreeni polietllen (PE-X) 0,43vieslojni materijal (PE-AlcPE) -;- 0,34; ,

graevinski materijalibeton , 0,3 -1,5opeka 0,25 - 0,55porculan 1,,2staklo 0,81

izolacijski materijalimineraln~ \luna ; 0,045pjenasti materijali (p =15kg/m3) 0,035pluto tp ",.150kg/m3) 0,08-0,13staklena vuna 0,04

Izmjenu topline konvekcijom opisuje jednadba:

pri emu su:Q - izmijenjena toplina (toplinski uin), Wa - koeficijent prijelaza topline, W/(m2 K)A - povrina stijenke vrstog tijela, m2{}1 - temperatura vrstog tijela, C{}2 - temperatura plina ili kapljevine, C.

Jednadbe izmjene topline provoenjem i konvekcijom mogu sepovezati u jednu:

pri emu su:

k = 1 =~ _ koeficijent prolaza topline, W/(m2 K)1 d 1 R-+-+-au A a;

a, a - koetlcllentl prijelaza topline na unutarnjoj, odnosnou v

vanjskoj strani stijenke, W/(m2 K)d - debljina stijenke, mR - toplinski otpor materijala stijenke, m" KIWA - povrina (ravne) plohe stijenke, m2{}1' {}2 - temperatura vanjske, odnosno unutranje stijenke plohe, C.

Zraenje je nain izmjene topline bez materijalnog posrednika, uobliku toplinskih zraka, odnosno elektromagnetskih valova, to semoe odvijati i u vakuumu. Izmjenu topline zraenjem opisuju dvaosnovna zakona.Stefan-Boltzmannov zakon govori o toplinskom zraenju kao oenergiji koju tijela odaju u obliku elektromagnetskih valova u

podruju od 0,04 do 800 mm, pri emu se zraenje crnog tijelaopisuje jednadbom:


E = aT4 =C(~)4c 100 '

pri emu su:Ec - zraenje (toplinski tok) crnog tijela, W/m 2T - temperatura (crnog tijela), Ka - Stefan-Boltzmannova konstanta (= 5,67 . 10-8 W/(m2 K4)C - Stefan-Boltzmannova konstanta (= 5,67 W/(m2 (100 K)4).

Kirchoffov zakon opisuje odnos zraenja crnog i necrnog tijelapomou emisijskog koeficijenta:

pri emu su:8 - emisijski koeficijentE, Ec- zraenje necrnog i crnog tijela, W/m 2a, ac - apsorpcijski koeficijent necrnog i crnog tijela.

Izmjena topline zraenjem opisuje se slinom jednadbom kao i zaprva dva naina:

pri emu su:

81, 82 - emisijski koeficijent plohe koja odaje i plohe koja primatoplinu (tablica 1.12)

f3 - temperaturni faktor, K3T1 , T2 - (termodinamika) temperatura plohe koja odaje i plohe koja

prima toplinu, K.fJ'1' fJ'2 - temperatura plohe koja odaje i koja prima toplinu, DCA - povrina plohe koja zrai, m",

Tablica 1.12Emisijski koeficijenti nekih materijala

materijali En(*)alUmihij, poliran (23 oG) 0,052bakar, poliran (20 DC) 0,D3Gelik, valjar (20DC) 0,77elik, sjajan (150 DC) 0,128

mjed,polirani (300 oG) 0,05beton, hrapavi (O - 90DC) 0,94

staklo (20 DC) 0,87opeka, sirova (20 "C) 0,93

premaz zara~ijatore (100 oG) 0,925voda, led (O "C) 0,96

Legenda(*) - vrijednosti u smjeru normale na povrinu koje za cijelu plohu, ovisno o

njezinom izgledu, valja pomnoiti s: 1,20 za sjajne metalne plohe 0,95 za nemetaIne glatke plohe 0,98 za hrapave plohe.

- koeficijent prijelaza toplinezraenjem,W/(m2 K)

C12 = Cc - konstanta zraenja kombinacije stijenki, W/(m2 K4)1 1-+--181 82


t.i. METEOROLOKE OSNOVE1.3.1. Klimatske znaajke HrvatskePostizanje zadovoljavajueugodnosti u prostoriji i cijeloj graevini,osim u unutarnjim, ovisi i o vanjskim, odnosno okolnim uvjetima:temperaturi, vlanosti i sastavu i brzini strujanja vanjskog zraka (tzv.rui vjetrova), odnosno o vremenskim prilikama koje uvjetuje izmjenagodinjih doba. Tako se tijekom godine stalno izmijenjuju razdobljatoplog, sunanog i vedrog, ali i oblanog, maglovitog, hladnog,kiovitog, vjetrovitog i snjenog vremena. Stoga je za proraunsvakog sustava grijanja (ali i ventilacije i/ili klimatizacije) bitnopoznavanje pojedinih meteorolokih podataka: temperature,vlanosti i sastava (kakvoe) vanjskog zraka, brzine i smjerastrujanja vjetra, rasporeda toplih i hladnih dana tijekom godine te

osunanja, odnosno jaine i smjera upada Sunevog zraenja.~o~..J"'-tAKO~,

,..; vARA20m "\..\- o KRAPINA KOPRIVNICA~1. "BJELOVAR-lr-. ,'-"'"

rr:' @ " J ,*. ZAGREB ,o' ;, "~ .. r ~,":.' VlROvmCA. .. lI OSIJEK (,',-~ "KARLOVAC ', ~" ~

ICE SISAK PAJ

:: Tablica 1.13Vaniji klimatski podaci za nekoliko gradova u Hrvatskoj (prema Tehnikom propisuo utedi toplinske energije i toplinskoj zatiti u zgradama, NN 79/2005) [27}

....

:!!'"e0o:N:1:0o

'"c:::1:0:ze-m

mjesecisrednja

grad podatak N "o e.:> godinja"i: .:: "i: "i: o

OIi>~

...

'"

'"eC'>

'" e:55' >N 'S; C. "2' en '......> o en-

en""'"

-en c.

temperatura zraka, C 7,6 8,2 10,5 13,9 18,7 22,5 25,4 24,9 21,4 16,9 12,3 8,9 15,9Split (Marjan) relativna vlanost zraka, % 60 ' 60 60 59 59 56 49 52 58 61 64 62 58

brzina vjetra, m/s 4,5 5,0 4,7 4,2 3,5 3,0 3,1 3,0 3,3 3,9 4,7 4,7 4,0temperatura zraka, C 6,6 7,5 9,9 13,4 18,0 21,6 24,5 24,0 20,5 16,2 11,6 7,9 15,1

ibenik relativna vlanost zraka, % 60 58 58 58 58 57 50 52 58 61 63 61 58brzina vjetra, mIs 4,4 4,4 3,9 3,4 2,6 2,1 2,5 2,3 2,4 3,1 3,8 4,2 3,2

temperatura zraka, C -1,3 1,3 5,4 10,3 15,1 18,3 19,8 18,9 15,4 10,1 4,9 0,5 9,9Varadin relativna vlanost zraka, % 84 80 74 69 70 72 72 76 79 81 83 85 77

brzina vjetra, mIs 2,0 2,4 2,5 2,7 2,3 2,1 1,8 1,5 1,5 1,8 2,1 2,1 2,0temperatura zraka, C 6,7 7,4 9,4 12,9 17,2 21,0 23,6 23,1 19,8 15,8 11,5 8,1 14,7

Zadar relativna vlanost zraka, % 72 71 72 73 74 71 67 69 73 73 73 72 72brzina vjetra, m/s 2,4 2,6 2,5 2,4 2,1 2,0 2,0 1,8 1,8 2,0 2,7 2,6 2,2

temperatura zraka, C 0,5 3,1 7,3 11,8 16,3 19,3 21,3 20,6 17,0 11,9 6,4 2,0 11,5Zagreb (Gri) relativna vlanost zraka, % 79 73 65 61 64 67 65 68 73 76 79 80 71

brzina vjetra, mIs 1,5 1,8 2,1 2,2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,7

...

:2'"eC'>

'"....

N N < < CD< en en en ::c -c -c -c o o :;;:, ;;: O A l tc A S' CS: g CS' S-C- l ill e: CD ~Q. enSo e: A n =>l ~

OJBc.

N3'eni'J''c

s.CDQ:

,

ch, , , J:,.

, , , o, ~ , , ~ ~ ,,

o, ~ ~ ~, , ::I

--'" ..;.,J",

'",..;;;;.,I"

--'" --'"..;.,J",

--'" --'" CDCJ1 ce O o:> ce cc o:> O o:> co O co co .j::o. ce ce

-CD3'cCD....Q)

-eja(")

C:a5(j)~i;;I:J:::>;-::l::l0'

~S2."O~:::m~(I)(I)oCil"oQl III:>;- .-,."0 ....Q~S:;d:""

(1)' (lj (ji' """ct> c: :>;-Et s"

(I)

cc O O N cc - (JJ _o cc -O..... o. (JJ _. ..... O C '"o ..... .....

..=: ..... ::J 3 =: '"o O =: OI:ll CD o (J) I:ll = O ~o I:ll ~.::JCh< ::J::Jo.CD::JCD050 CD _o @ 050 O O 9: 050 ~

........ ::J < 3 (JJ ~. -;+ ::JO _o "c -::J::r ~o CD

N o. ~< ci 1:ll~::J ~ -I:ll O cc .... - ::J ~o - CD

O- O CD 30 _o CD I:ll 3'"o I:ll o. ~ CD::r t::L - '"o.20 o. (JJ-; ::::l _o ~ ~o _o CDCDI:ll::JCD NI:ll::r_::ririo. ::J ~. .... I:ll N o. N -::;0 I:ll ::r CD '"O~" =: _o CCD:::!: 3 ..... ::rQ?.3 CD~o 3 "c O '"o O (JJ

cc ~ ~o CD iri o < 2s: \N~" () I:ll..... :::;0..,... I:ll CD ~

_o C ~ v ch ....3

- < ()< (JJCDN;:>\e I:ll ~o ;:>\ q- < ::J I:llO' ::J CD o CD _o I:llcc E: (jj0 o cc o- 1il ~< E:C CD ;:>\ o. C I:ll ;:>\~o CD

;:>\0 ..... ()\ I:ll (JJ0CDI:ll C ..... CDChCD::::;0 N ;:>\ (JJ (JJ =: ........ CD N~ O I:ll CD or CD ::J :::0 O_o ::J ::J < N CD ::J ::J:::!:CDCI:ll I:llI:ll2S:CDCD

-w~....

El...

~GO

""CI'...

.2.GO

~

-::llGO

-GOEl

""CI'GO...D

-c:...GO

...

-c:

""CI'D::ll_.

IA-D::ll

l:

I,

k Tablica 1.16 liBroj dana grijanja i stupanj-dani grijanja za nekoliko gradova u Hrvatskoj

lie,(prema Tehnikom propisu o utedi toplinske energije i toplinskoj zatitiu zgradama, NN 79/2005) [27J

mIIja grad broj dana grijanja z stupanj-dan grijanja Gl

je Bj~lovar 202.2 3198~3 I'I;Dubrovnik 156,2 1537,1 l,liGospi 209.3 3535,6 liKarlovac 200,3 3082,9 I:Osijek 200,2 3134,4 I'

tPoega 201,6 3121,2 I'

Pula 191,8 2268,4 li:Rijeka 190,8 2266.1 II

"I.

Sisak 201,3 3118,4 "i'Slavonski Brod 202,1 3167,9

lim Split (Marjan) 168,4 1749,3

ibenikli

176,5 1931,5Varadin 204,6 3269,7

: Zadar 183,5 1982,1Zagreb (Gri) 197,1 2892,4

t Nepomene;- podaci vrijede za srednju temperaturu zraka u prostoriji 20 C i za srednju dnevnu

vanjsku temperaturu zraka poetka i zavretka rada sustava grijanja 15 C-.

I

JE PRIRUNIK ZA GRIJANJE 49

L

63

9,4

-6,2

Pula44,9013,92

1,005721

8,4

-7,1

-1,9

43,5316,30

1,0107

gradoviSplit

107

7,2

-16,5

-13,2

45,7316,07

Zagreb

1,0005

----------------- PRIRUNIK ZA GRIJAN

ekstremna brzina vjetra, mis

ekstremne srednje zimsketemperature suhog termometra, DC

istona zemljopisna duina, onadmorska visina, mstandardni tlak, barzimska projektna temperaturasuhog termometra, DC

vrijednosti

sjeverna zemljopisna irina, o

48

Napomena:- podaci vrijede za lokaciju mjerne postaje

vrijednosti koje su bile uobiajene do poetka devedesetih ili pavrijednosti prema ASHRAE-u (tablice 1.14 i 1.15).Stupanj-dan grijanja je veliina koja se koristi za utvrivanj

usporeivanje i kontrolu potronje topline u sezoni grijanja u nekopodruju. Stupanj-dan u sezoni grijanja jednak je umnoku brodana s grijanjem i razlike srednje temperature u prostoriji i srednvanjske temperature:

Tablica 1.15Zimske projektne temperature i drugi podaci potrebni za proraun sustavagrijanja za tri grada u Hrvatskoj (prema ASHRAE-u) [21J

pri emu su:Gl - broj stupanj-dana u sezoni grijanja (tablica 1.16)z - ukupan broj dana u sezoni grijanja (tablica 1.16)rtzr.sr - srednja temperatura zraka u prostoriji (= 20 dc)rtok,sr - srednja temperatura okolnog (vanjskog) zraka tijeko

pojedinog dana u sezoni grijanja, DC.

z

Gt = L(rtzr,sr -rtok,sr,i),i~1

so --------~ PRIRUNIK ZA GRIJANJE

I.VODA OSNOVNI PRIJENOSNIK

ENERCIJE U SUSTAVIMA CRIJANJA

PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------- S1

1000

0,001

1Or---~'777777:m::r77)7/-ii-----+-----+--

0,11---1---f----+----+---+----1--

o 100 200 300 400temperatura it, DC

II

100-

10000

! ! !_ podruje vrstog agregatnog_-..o~=---+--_

tlakp, bar stanja - pothlaeni led , _!\edi I 'ia~\\e~\{\a II '~()S\\ I II ,L~a~e I i

'd~~ I l i! j i! ! :podruje kapljevitog ! kritina

agregatnog stanja-! toka:pothlaena ! i221,29 barkapijevina l i i i 374,1 C

i I I IuObiaJ'enb pOdruJ'e;,1 i iprimje I evode I I I

I II atmosf~rski tlak: n,013 bar'-L i I I

! vrelitb: 100 DC I I! l l li ledite: Oi DC I II I I II I I I

- krivuUa napetosti kapljevina - para II I i !

I trajna tOQka: 0,01 ~ar i O,009~ C II I . I !j . ,I . I podruje plinovitog

I krivulja rapetostl I agregatnog stanja - _I led i para I pregrijana para! l I :

trajna toka (0,0098 C i 0,01 bar, odnosno 610,7 Pa) je ona ukojoj se sijeku sve krivulje napetosti i u kojoj sva tri agregatnastanja vode mogu postojati istodobno.

Ovisno o okolnim uvjetima tlaka i temperature, voda se u prirodipojavljuje u tri osnovna agregatna stanja: kapljevitom plinovitom (vodena para) vrstom (led).Promjene agregatnog stanja su: smrzavanje, odnosno taljenje (pretvorba iz vode u led, odnosno

obratno) isparavanje, odnosno ukapljivanje ili kondenzacija (pretvorba iz

vode u paru, odnosno obratno) sublimacija, odnosno desublimacija (pretvorba iz leda u paru,

odnosno obratno).

Neke vanije fizikalne konstante vode su sljedee: molarna masa: M = 20,032 kg/kmol gustoa pri 4 C i 1,013 bar: p = 1000 kq/m" temperatura ledita pri 1 bar: 19; = O C temperatura vrelita pri 1 bar: {}v = 100 C specifini toplinski kapacitet pri 15 C: e = 4187 J/(kg K) toplina taljenja (smrzavanja): s = 333 kJ/kg toplina isparavanja (ukapljivanja): r = 2257,2 kJ/kg.

Voda (HP) je jedna od najeih tvari na Zemlji i pri uobiajenimuvjetima tlaka i temperature i u kemijski istom stanju je kapljevinabez boje, okusa i mirisa. U vodi koja se nalazi u prirodi redovito senalaze otopljene razne tvari (plinovi, metali, nemetal i i sl).

2.1. OSNOVNA SVOJSTVA VODE

Agregatna stanja vode, odnosno njezine pojavnosti ovisno o tlakui temperaturi mogu se prikazati u p-i} dijagramu promjene stanja,u kojemu su bitne dvije toke (il. 2.1): kritina toka (374,1 C i 221,29 bar) je ona u kojoj zavrava

krivulja napetosti kapljevina-para i u kojoj nestaju razlike izmeukapljevitog i plinovitog stanja

Ilustracija 2.1Dijagram promjene stanja vode

S2 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ---------------- S3

Tablica 2.1Gustoa i specifini volumen vode ovisno o temperaturi

2.2 SUSTOA I SPECIFiNI TOPLINSKIKAPACITET VODE

Gustoa, odnosno njezina promjena s temperaturom je bitno fizikal-no svojstvo vode kada se radi o sustavima grijanja i drugimtehnikim sustavima (tablica 2.1). Anomalija vode je pojava kadase njezina gustoa u podruju temperatura veih od 4 C zagrija-vanjem smanjuje i hlaenjem poveava, dok na 4 C postie najveuvrijednost i iznosi 1000 kq/rn", a daljnjim se hlaenjem (i nakonsmrzavanja na O"C) i dalje smanjuje, za razliku od svih drugih tvari(tablica 2.2)0

Pri uvjetima atmosferskog tlaka (1013 mbar) vane su jo dvijetoke:- vrelite vode (100 "C) pri emu dolazi do isparavanja vode (odno-

sno ukapljivanja pare)- ledite vode (O "C) pri emu dolazi do smrzavanja vode (odnosno

taljenja leda).Pri tome je jo vano spomenuti ovisnost vrelita o stvarnom okol-nom tlaku:- ako JOe p > p onda je ff > 100 C (tj. voda vrije tek iznad 100 "C)

stv A v- ako J'e p < p onda je ff < 100 C (tj. voda vrije i ispod 100 "C),

stv A v

r

temperatura, C-50 (led)(led)

4102030405060708090100

100 (para)

gustoa, kg/dm30,89

,0,91670,99981,00000,99960,99820,99560,99220,98800,98320,97770;97180,96530,95830,0006

specifini volumen, dm3/kg1,12401,09061,00021,00001,00041,00181,00441,00791,01211,01711,02281,02901,03591.,04351673

.

i

,iI,iI"ili'

Specifini toplinski kapacitet vode je najvei od svih poznatih tvarii iznosi c = 4187 J/(kg K). Zbog toga vodi treba razmjerno vievremena za zagrijavanje od bilo koje druge tvari i ona mnogo duljepredaje toplinu okolici, to je razlog zato je voda glavni prijenosnikenergije u sustavima grijanja.

S4 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE --------------- ss

t._,~_~ ... ., ~ _

Tablica 2.2Ponaanje vode pri zagrijavanju i h/aenju [BJ

proces promjena volumena, % posljedice u prirodii tehnikim sustavima led pliva na vodi velik porast volumena

smrzavanje (pretvorba vode u led) +9,06 leda moe uzrokovatipucanje zatvorenih posuda,spremnika i cijevi (osobitou podruju od -2 do -6 "C)koje stoga treba izolirati topla voda jemanje guapa se uzdie prema gore

+4,35(cirkulacija)

zagrijavanje vode uzatvorenim posudamai spremnicima dolazi do

poveanja tlaka vrlo veliko poveanje tlakauzatvorenim spremnicima

isparavanje (pretvorba vode u paru) +167300 i posudama zbog ega senpr. ugrauju sigurnosniventili

2.J. pH VRIJEDNOST VODE

pH vrijednost je vano svojstvo vode kada se radi o sustavimagrijanja jer o njemu ovisi koliki e biti utjecaj na materijal instalacije.pH vrijednost je jednaka udjelu slobodnih vodikovih iona (H+) ipokazuje koliko je voda (i bilo koja druga kapljevina) kisela, neutralnaili lunata i u kojem iznosu.Razlaganjem vode nastaju elektriki pozitivni vodikovi (H+) i nega-tivnihidroksidni ioni (OH-):H20 .,..... H+ + OH-o

Pri tome H+ ioni imaju kiselo, a OH- ioni lunato djelovanje. Ako unekoj otopini (to je, zapravo, prirodna voda) ima vie H+ od OH-iona, ona je kisela, to se dokazuje naranastim obojenjem indika-tora. Ako je pak OH- iona vie od H+ iona, otopina je lunata, tose dokazuje plavim obojenjem indikatora.pH vrijednost je matematiki odreena kao dekadski logaritamapsolutne vrijednosti udjela mase H+ iona u 1 I vode. Pri tomeravnotena, odnosno neutralna vrijednost iznosi 10-7 g/I, odnosnotada je pH = 7.pH vrijednosti se mogu grafiki prikazati u ljestvici od O do 14 priemu su vrijednosti podijeljene u tri podruja (il. 2.2): pH = 7 - neutralno podruje pH < 7 - kiselo (bazino) podruje pH > 7 - lunato (alkalino) podruje.

Kada se voda nalazi u kiselom podruju (pH < 6,8), moe doi doteta na instalacijama, dok je voda u lunatom podruju (pH> 7,8)tetna za organizme (nadrauje pa i oteuje kou i sluznicu). Zbogtoga treba teiti tome da se pH vrijednost vode za primjenu usustavima grijanja kree oko neutralnog podruja.

ii

lt

Iill!ilI:liII

l'


~rI

---------------fi:

2.4. TVRDOA VODE

pH-vrijednost primjerioko 14 4%-tna NaOH

jedinice koliina tvari stupnjevi udjeli (ameriki stupnjevi)mmol/I mval/I o njem. o fr. o eng. ppm

lrnmol/I 1 2,0 5,6 10,0 7,02 100 -_.1 mval/I 0,5 1 2,8 5,0 3,5 50,0"njem. 0,18 0,357 1 1,78 1,25 '17,8

o fr. 0,10 0,2 0,56 1,0 0,7 10,0o eng. 0,14 0,286 0,8 1,43 1 14,31 ppm 0,01 0,02 0,056 0,01 0,07 1

U velikom dijelu Hrvatske se voda iz javnog vodoopskrbnog sustavamoe smatrati tvrdom ili ak vrlo tvrdom (tablica 2.4). Na tu injenicutreba obratiti pozornost jer se takva voda u pravilu bez ikakveprethodne obrade koristi kao ogrjevni medij u sustavima grijanja,to moe dovesti do oteivanja instalacija.

Tvrdoa vode je jednaka Udjeluotopljenih kalcijevih i magnezijevihsoli (hidrogenkarbonata, klorida, sulfata, nitrata i silikata) u vodi.Vode s veim udjelom tih tvari nazivaju se tvrdima, a s manjimmekima.Tvrdoa vode se moe iskazati na tri osnovna naina (tablica 2.3): koliinom tvari: mmol/I (koliina kalcijevih i magnezijevih soli,

odnosno tzv. zbroj zemnih alkalija) ili mval/I (miliekvivalenti po litri) stupnjevima tvrdoe: njemaki (O nj, o dH), francuski (O fr), engleski

(O eng), ameriki (odgovaraju udjelima na milijun, odnosno ppm) podrujem tvrdoe.

Tablica 2.3Faktori za preraunavanje jedinica za iskazivanje tvrdoe vode [8J

kuhinjski ocat

limunada

kinica

morska vodakrvdestilirana vodamlijeko

vapnena voda

0,9 - 2 eluani sokovi

oko O 3,65%-tna HCI

2,3

2,5- 3

10,5

4 - 5,6

11,9 amonijana voda

7,8 - 8,27,47

6,4- 6,7

'" Q)~c!:!.- c:Cl.:::J.l3Cl.o'"m

Q),~ci3m:sz

i

Q)c::

Q) ;N '

Tablica 2.4Tvrdoa vode u Hrvatskoj [8]mjesto tvrdoa, o njem. podruje tvrdoePa~rac 'i;," ; ,

.'

2Osijek

'....

,; "~,e ' 6 meka vodaGospi 7 ' , ,Rijeka, Zadar 8Makarska, Opatija, ibenik 9.Split 9 -10Sinj, otoci Bra i Hvar 10 srednja vodaDubrovnik, Ogulin, Trogir liImotski, Poega, Sisak 12Karlovac, Koprivnica 14

akovec 15Metkovi, poluotok peljeac, otok Korula 16 ,>,Vinkov9i,: VirQI@Ga

,

17 ,tvrda voda" .'

otok Vis"

.',,c'..

.'18 ";

Varadin.' 20 .' .' .. '.

Zagreb 20 - 24 tvrda do vrlo tvrda vodaSlaVonski Brod, Umag , 22 I

vrlo tvrda vodaPula .r:, 23 ' ,:

J.PRORAUN TOPLINSKOC OPTEREENJA

PREMA HRN EN t2 81t

I:[,

l:IjI

l1


J.1. OSNOVNE ZNAAJKE PRORAUNAPostupak prorauna normiranog toplinskog optereenjaprostorije,odnosno zgrade prema HRN EN 12 831 temelji se na sljedeimpretpostavkama: raspodjela temperatura (temperature zraka u prostoriji i projektne

temperature) se smatra jednolikom toplinski gubici se promatraju u stacionarnom stanju i uz kon-

stantne vrijednosti temperatura, graevinskofizikalnih znaajki itd.Osnovni sluaj za koji je predviena primjena postupka obuhvaa

najvei broj zgrada: iji su stropovi nii od 5 m koje su grijane ili se pretpostavlja da su grijane uz odreeno

stacionarno stanje temperature u kojima se pretpostavljaju jednake vrijednosti temperature zraka

u prostorijama i osjetilne temperature.Ipak, u zgradama koje su slabo izolirane, odnosno u kojima sekoriste sustavi grijanja s velikim udjelom izmjene toplinekonvekcijom (npr. toplozrano grijanje) tijekom zagrijavanja moe

doi do znaajnih razlika temperature zraka u prostoriji i osjetilnetemperature, a i do nejednolike raspodjele temperatura pa dolazido odstupanja od osnovnog sluaja.

Osnovni cilj prorauna je odreivanje projektnih toplinskih gubitakakoji se potom koriste za odreivanje projektnog toplinskog optere-enja prostorije, odnosno cijele zgrade ili njezinog dijela.Za proraun projektnih toplinskih gubitaka grijane prostorijerazmatraju se: projektni transmisijski toplinski gubici kao posljedica provoenja

topline kroz okolne plohe prema okolici i tlu te prema okolnimprostorima s razliitim temperaturama

ventilacijski toplinski gubici kao posljedica strujanja zraka kroz ovoj-nicu zgrade i izmeu pojedinih njezinihdijelova, odnosno prostorija.

Postupak prorauna toplinskih gubitaka grijane prostorije sastoji seod sljedeih koraka:1. odreivanje vrijednosti vanjske projektne temperature i srednje

godinje vanjske temperature

2. odreivanje stanja (grijana ili negrijana) i unutarnjih projektnihtemperatura pojedine grijane prostorije

3. odreivanje dimenzionalnih i toplinskih znaajki svih graevinskihelemenata svake (grijane i negrijane) prostorije

4. izraunavanje projektnih transmisijskih toplinskih gubitaka mno-enjem izraunate vrijednosti koeficijenta projektnih transmisijskihtoplinskih gubitaka i razlike projektnih temperatura

5. izraunavanje projektnih ventilacijskih toplinskih gubitaka mnoe-njem izraunate vrijednosti koeficijenta projektnih ventilacijskihtoplinskih gubitaka i razlike projektnih temperatura

6. izraunavanje ukupnih projektnih toplinskih gubitaka grijaneprostorije zbrajanjem projektnih transmisijskih i ventilacijskihtoplinskih gubitaka

7. izraunavanje dodatnog uina (kapaciteta)za ponovno zagrijavanjegrijane prostorije u sluaju rada sustava grijanja s prekidima

8. izraunavanje ukupnog projektnog toplinskog optereenja grijaneprostorije zbrajanjem ukupnih projektnih toplinskih gubitaka idodatnog uina za ponovno zagrijavanje.

Postupak prorauna toplinskih gubitaka zgrade ili njezinog dijelavaan je za dimenzioniranje izvora topline i temelji se na podacimadobivenim proraunom toplinskih gubitaka za pojedinu prostoriju,a sastoji se od sljedeih koraka:1. izraunavanje ukupnih projektnih transmisijskih toplinskih gubitaka

zgrade ili dijela zgrade zbrajanjem projektnih transmisijskihtoplinskih gubitaka svih grijanih prostorija pri emu se u obzir neuzima toplina koja se izmjenjuje unutar odreenih granica sustava

2. izraunavanje ukupnih projektnih ventilacijskih toplinskih gubitakazgrade ili dijela zgrade zbrajanjem projektnih ventilacijskihtoplinskih gubitaka svih grijanih prostorija pri emu se u obzir neuzima toplina koja se izmjenjuje unutar odreenih granica sustava

3. izraunavanje ukupnih projektnih toplinskih gubitaka zgrade ilidijela zgrade zbrajanjem ukupnih transmisijskih i ventilacijskihtoplinskih gubitaka

4. izraunavanje ukupnog dodatnog uina za ponovno zagrijavanjezgrade ili dijela zgrade zbrajanjem dodatnih uina za ponovnozagrijavanje pojedinih prostorija

5. izraunavanje ukupnog projektnog toplinskog optereenja zgradeili dijela zgrade zbrajanjem vrijednosti ukupnih projektnih toplinskihgubitaka i ukupnog dodatnog uina za ponovno zagrijavanje.


b _ rTzr,proj -rTngu -

rTzr,proj -rTok

J.2. PRORAUN UKUPNIH PROJEKTNIH TOPLINSKIHGUBITAKA GRIJANE PROSTORIJE

Ukupni projektni toplinski gubici grijane prostorije u osnovnom sesluaju odreuju jednadbom:

QUk,pr = Qr,pr +QV,pr '

Q - ukupni projektni toplinski gubici grijane prostorije, Wuk,pr

Q - projektni transmisijski toplinski gubici grijane prostorije, WT,prQ - projektni ventilacijski toplinski gubici grijane prostorije, WV,pr

Projektni transmisijski toplinski gubici grijane prostorije odreujuse jednadbom:

Qr,pr = (Hr,Ok-ov,pr + Hr,ok-ng,pr +Hr, tlo,pr + Hr,sus,pr) . (rTzr,proj -rTOk)'

pri emu su:H - koeficijent transmisijskih toplinskih gubitaka iz grijane

T,ok-ov,pr d W/Kprostorije izravno prema okolici kroz ovojnicu zgra eH - koeficijent transmisijskih toplinskih gubitaka iz grijane

T,ok-ng,pr prostorije prema okolici kroz negrijane prostorije, W/KH - koeficijent transmisijskih toplinskih gubitaka iz grijaneT,tlo,pr

prostorije prema tlu, W/KH - koeficijent transmisijskih toplinskih gubitaka iz grijaneT,sus,pr

prostorije prema susjednoj prostoriji, W/KrTzr,proj ~ projektna temperatura zraka u grijanoj prostoriji, "C

(tablica 1.3)rT - vanjska projektna temperatura, "C (tablice 1.14 i 1.15).

ok

Projektni transmisijski toplinski gubici iz grijane prostorije izravnoprema okolici nastaju zbog provoenja topline kroz graevinskeelemente i linearne toplinske mostove koji prostoriju povezuju sokolicom kao to su zidovi, stropovi, podovi, vrata, prozori itd.Koeficijent transmisijskih toplinskih gubitaka iz grijane prostorijeizravno prema okolici kroz ovojnicu zgrade odreuje sejednadbom:

-""'iiiiiiiiiii"";..=----- ------------------------~1,

Hr,ok-ov,pr = 2APiej +2lIJjljej Jj j

pri emu su:A - povrina pojedinog graevinskog elementa, m2U - koeficijent prolaza topline pojedinog graevinskog elementa,

W/(m2 K) (tablica 3.1)e - korekcijski faktori izloenosti pojedinog graevinskog elementa,

odnosno toplinskog mosta koji u obzir uzimaju klimatskeutjecaje kao to su razliita izolacija, apsorpcija vlage,brzina vjetra i temperatura (= 1,0, uobiajena vrijednost)

lJf - linearni koeficijent prolaza topline pojedinog linearnogtoplinskog mosta, W/(m K) (tablica 3.2)

- duljina pojedinog linearnog toplinskog mosta izmeuprostorije i okolice, m.

Projektni transmisijski toplinski gubici iz grijane prostorije premaokolici nastaju i zbog provoenja topline kroz negrijane prostorijekoje se nalaze izmeu prostorije i okolice. Koeficijent transmisijskihtoplinskih gubitaka iz grijane prostorije prema okolici kroz negrijaneprostorije odreuje se jednadbom:

Hr,ok-ng,pr = 2AjUjbU + 2~/jbu,i j

pri emu su:

- temperaturni redukcijski faktor koji u obzir uzimarazliku temperature zraka u negrijanoj prostorijii vanjske projektne temperature (tablica 3.3)

rTng - temperatura zraka u negrijanoj prostoriji, C

Projektni transmisijski toplinski gubici iz grijane prostorije prema tlunastaju zbog provoenja topline kroz pod, odnosno podrumskezidove u okolno tlo. Koeficijent transmisijskih toplinskih gubitakaiz grijane prostorije prema tlu odreuje se jednadbom:


BI = ApOd,O,5P

Pri odreivanju vrijednosti koeficijenta prolaza topline graevinskihelemenata (poda ili zidova) koji su u doticaju s tlom koristi se

karakteristian parametar koji se odreuje jednadbom:

+"':::5e co SZ" Q) N cv) o)

c- :=- co Q) E cv) o):::J t.'> e e o , , o , " .E co o cv) o 0- , , , co o cl o cl O cv) , ,~ ci "o' ~ cl cl cl cl cl cl cl~ S o cr.;>'5f5!clN

co '0'.!: co E 5 OO o) e 5 OO N OO ~N -a N N CD:g S , O O- o N Q) o O cl O cl O O , clcr.; "ti -a cl cl 0- 'Ci) cl cl cl O clQ)

'N-a :::J

:52 mm co

"E' Eco ~> Eo" CD CD -a CD CD. .!: 'N .!: LD .!:o C. .!: C. CD C.C. :52 ~o!::! S S m S oo SN 'c N ~ Nco ~ co co :z coe > e e

c- e ' c- ci c-' c- .~ " co '' E "-~ ~ ~ o ~ ~ ~ "t.io .!::! c- oo co e O co co O e-a e ~ O -a -a e ~ co ~ e -a -aO e Q) -a Q) O e Q) e Q) e O Q)m ~ m c- o :=- ~ m e. co e. m ~ :c

+"' "O. .9- t5 o .e. 3; e. ]2 o ~ o ~ e...... ..... '0, co '0, ..... >e o o cl co ..... O co co OQ) % O .> .> e e:::J :::J :::J

tD ~ ~ ~ N ~ ~ N ~ LD ~ N ~ ~~ N CD CD ~ N ~ CD-ao

.>

Tablica 3.1 - nastavakCI"oo

...

:2""c:oN 14~

1. kat

dovod plina'6o>

ogranakN:::Jco.f:ci. prikljuak 5-co troila>N 14 15~

PRIZEMLJE

dovod plina prikljuakplinskogloita

16kuniprikljuak 5 9 10

ulini PODRUMplinovod

Unutarnje ili kune plinske instalacije ini sustav cjevovoda,zapornih, mjernih, regulacijskih i sigurnosnih elemenata, troila teelemenata za dovod zraka za izgaranje i odvod dimnih plinova kojije u nekom stanu, obiteljskoj kui, stambenoj ili poslovnoj zgradi ilinekoj drugoj graevini koji je namijenjen za koritenje plina kaoenergenta, primjerice, za pripremu hrane, za sustave grijanja ipripreme PTV-a i sl. (il. 5.1). Prema HSUP P-600, unutarnjim seplinskim instalacijama smatraju svi spomenuti elementi od glavnogzapora do ispusta sustava za odvod dimnih plinova.

S.I.2. Unutarnje plinske instalacije

Ukapljeni naftni plin (UNP, propan-butan) je smjesa zasienihugljikovodika propana (C3HJ i butana (C4H 10) , odnosno njegovihizomera te raznih primjesa u razliitim omjerima. Pri normalnim jeuvjetima plinovit i tei od zraka, a ukapljuje se pri prilino niskimtlakovima (od 1,7 do 7,5 bar). Proizvodi se rafinerijskom preradomnafte i naftnih plinova ili obradom sirovog prirodnog plina. Skladitise i prevozi u kapljevitom, a koristi u plinovitom stanju. Neotrovanje, bez boje i mirisa (pri proizvodnji mu se dodaje odorant), ima uske,ali niske granice eksplozivnosti, a kako je tei od zraka (d > 1) skupljase pri podu prostorije i vrlo lako taloi u podrumima, raznim oknima,rovovima i sl.

Gradski plin je nekada bio osnova plinskog gospodarstva, ali senjegova primjena posvuda naputa (u Hrvatskoj se koristi jo samou Rijeci i Puli). Danas se proizvodi termokatalitikim procesima izugljikovodika (iz nafte, prirodnog ili ukapljenog naftnog plina).Njegova je osnova vodik (H2), a sadrava i oko 10% ugljinogmonoksida (CO) pa je vrlo otrovan.

Legenda:1. prijelazni komad PE-elik2. zatitna cijev3. T-ogranak za ienje i ispitivanje4. glavni zapor5. slavina6. plinomjer7. vanjski ukopani zapor8. manometar

9. filtar10. regulator tlaka11. sigurnosna sklopka za plin12. elektromagnetski ventil13. troilo: plinsko loite14. troilo: plinski tednjak15. troilo: plinski protonizagrija vode16. dimovadna instalacija

Ilustracija 5.1Primjer unutarnje plinske instalacije [16J

100 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ----------------- 101

Nekoliko osnovnih pojmova je vano kada je rije o unutarnjimplinskim instalacijama: opteretivost voda: najvei protok plina kroz neki plinski vod pri

istodobnom pogonu svih prikljuenih troila (u m3/h) kuni prikljuak ili dovod plina: dio instalacije od ulinog plinovoda

do glavnog zapora, odnosno do kunog. regulatora tlaka (akopostoji)

razvod nemjerenog plina: dio instalacije od glavnog zapora doplinomjera, ukljuujui ulaz i prikljuak plinomjera

razvod mjerenog plina: dio instalacije od izlaska iz plinomjera doslavine ispred plinskog troila, ukljuujui ogranke

prikljuak troila: dio instalacije od slavine ispred troila do njega.

Prikljuci troila pri tome mogu biti: vrsti - sastoje se od: plinske slavine navojno spojene na ogranak

i vrste ili savitljive cijevi izmeu slavine i troila, pri emu jerazdvajanje prikljuka mogue samo alatom

slobodni - sastoje se od: specijalne ili standardne slavine, savitljive(eline lli armirane gumene) cijevi i spoja na plinsko troilo (nena loite!), pri emu se spoj savitljive cijevi i slavine moe rastavitirukom, a konstruiran je tako da pri tome ne moe doi doistjecanja plina.

T 5.2. LOIVA ULJA5.2.1. Osnovna svojstva loivih uljaLoivo ulje je tekue gorivo koje se dobiva frakcijskom destilacijomsirove nafte, a koristi se u malim i velikim energetskim postrojenjima(sustavi grijanja i pripreme PTV-a, industrijske energane,termoelektrane itd). Po kemijskom se sastavu najveim dijelomsastoji od ugljika (oko 86%), a ostatak ine vodik (11 - 13%), kisiki duik (0,5 - 1%) itd.

Prema hrvatskim se propisima loiva ulja mogu podijeliti u nekolikoosnovnih skupina s obzirom na fizikalno-kemijska svojstva inamjenu (tablica 5.2): ekstralako loivo ulje (EL): destilatno gorivo namijenjeno za izvore

topline koji su opremljeni isparnim i pretlanim plamenicima bezmogunosti za njegovo predgrijavanje (tj. za sustave grijanja ipripreme PTV-a), a boji se crvenom bojom kako bi se lake mogloprepoznati i time onemoguilezlouporabe

lako specijalno loivo ulje (LS): preteno destilatno gorivo namije-njeno za izvore topline u sustavima grijanja i industriji

lako loivo ulje (L): mijeano (destllatno i ostatno) gorivo namije-njeno za izvore topline koji imaju mogunost za njegovopredgrijavanje pri skladitenju i uporabi

srednje loivo ulje (S):ostatno gorivo namijenjeno za izvore toplineu industriji (industrijske pei) i energetska postrojenja koja imaju

mogunost za njegovo predgrijavanje pri prijenosu, skladitenjui uporabi

teko loivo ulje (T): ostatno gorivo namijenjeno za velike izvoretopline u industriji (industrijske pei) i velika energetska postrojenjakoja imaju mogunost za njegovo predgrijavanje pri prijenosu,skladitenju i uporabi

ekstrateko loivo ulje (ET): ostatno gorivo namijenjeno za velikaenergetska postrojenja u industriji.

Osim standardnih loivih ulja, postoje i tzv. niskosumporna loivaulja ije su znaajke gotovo jednake, osim to udio sumpora iznosinajvie 1% pa zadovoljavaju zahtjeve koje propisuje EU.


Ilustracija 5.2Osnovne izvedbe spremnika za loivo ulje [14]

baterijski

cilindrininadzemniuspravni(okomito

postavljen)

Samostojei ili baterijski spremnici u posljednje se vrijeme sveee koriste. U pravilu se izraujU od polimernih materijala(polietilena, poliamida ili poliesterske smole armirane staklenimvlaknima), a postoje i eline izvedbe. Isporuuju se s volumenima

ak do 10 000 I, a vie spremnika se moe povezivati u baterije priemu se uvruju elinim profilima ili bandaama.Polimerni spremnici imaju nekoliko osnovnih prednosti u odnosuna eline: ne korodiraju imaju malu masu to olakava ugradnju prozirni su pa omoguavaju uvid u koliinu ulja izvana.

,

~.-&-~~. cilindrin: 1~_.--_. lee~f~::d:~~vno

cilindrini ukopani postavljen)

Ukopani ili podzemni spremnici danas su u primjeni najei. Uveini sluajeva izrauju se od elika i cilindrinog su oblika, sjednostrukom ili dvostrukom stijenkom, prevueni izolacijom i

zatieni od korozije, mogu biti izraeni i od poliesterske smolearmirane staklenim vlaknima. Postavljaju se u iskopanu rupu u tlu

ije je dno u pravilu betonirano (zbog zatite podzemnih voda), sidrekako bi se sprijeilo djelovanje sila uzgona i zatrpavaju slojemprikladnog materijala (najee ljunka). Na vrhu spremnika senalazi otvor s prikljucima oko kojega se izvodi betonsko okno kojese mora zatvarati poklopcem, a takoer treba izvesti odzrani vod.

b) prema materijalu izrade: elini (cilindrini, etvrtasti itd) polimerni (cilindrini, etvrtasti, baterijski itd) armiranobetonski.

TI

Spremnici za loivo ulje mogu se podijeliti na dva osnovna naina:a) prema izgledu i mjestu postavljanja (il. 5.2): cilindrini ukopani (podzemni) cilindrini nadzemni leei i uspravni samostojei ili baterijski za postavljanje u prostorije pravokutni zavareni za postavljanje u prostorije

S.2.2. Spremnici za loivo uljeSpremnici za loivo ulje su zatvorene posude namijenjeneskladitenju loivog ulja u koliini koja je dostatna za pokrivanjepotronje tijekom odreenog vremena, u pravilu tijekom sezonegrijanja. Projektiraju se, izvode i opremaju s obzirom na

odgovarajue norme i protupoarne propise (npr. Pravilnik ozapaljivim tekuinama, NN 54/99), arhitektonske uvjete (poloaj

graevine, raspored prostorija u njoj, smjetaj i veliina kotlovniceitd) i predvienu potronju loivog ulja.

loivo uljeznaajke ekstralako lako

EL specijalno LSdonja ogrjevna vrijednost, kJ/kg min. 42000 min. 42000

gustoa pri15C, kg/m3 max. 860 -plamite, C > 55 > 60

16.4. - 30.9. Odobamax. 10stinite, C godine 1.1 O. - 31.1 O. -6

1.11. - 29.2. -12kinematika viskoznost pri20C, rnrnvs 1,8- 6,0 6,0-12,0

udio pepela, % masenih max. 0,02 max. 0,1udio sumpora, % masenih max. 1,0 max. 1,5

udio vode, %volumnih max. 0,1 max. 0,2udio vode i sedimenata, % masenih max. 0,1 max. 0,3

udio koksa (po Conradssonu), % masenih max. 0,15 max. 2,0destilacija do 350 C, %volumnih min. 85,0 -

Tablica 5.2Osnovna svojstva ekstralakog i lakog specijalnogloivog ulja (prema internoj normi INA N 02-015) [1 l]


Tehniki podaci samostojeih i baterijskih elinih i polimernihspremnika za postavljanje u prostorije ili na otvorenom prikazanisu u tablicama 5.3 - 5.5.

Zavareni elini etvrtasti spremnici izrauju se prema narudbi,odnosno prema stanju na licu mjesta. Prikladni su kada nije moguprijevoz, unos i postavljanje ve gotovih spremnika (npr. kod

postojeih zgrada). Mogu se tono prilagoditi postojeimdimenzijama prostorije, a jedino to treba izvesti je izolacija poda izidova kako bi se onemoguilo proputanje ulja u tlo.

Na spremniku loivog ulja se uobiajeno nalaze sljedei prikljuci(il. 5.3): prikljuak za punjenje iz cisterne sa sigurnosnom zaklopkom za

zatvaranje, dimenzija DN 50 ili DN 80 savitljiva cijev (tzv. crijevo) za punjenje duljine 10 - 30 m (u pravilu

ga ima isporuitelj ulja, odnosno cisterna) odzrani vod (zaodvoenje uljnih para) dimenzije DN 50 i najmanje

visine 0,5 m iznad prikljuka za punjenje jedan ili dva uljna voda (ovisno o izvedbi sustava opskrbe)

dimenzija ovisnih o kapacitetu uljne crpke, udaljenosti odspremnika i usisnoj visini

prikljuak za mjernu cijev s poklopcem prikljuak osjetnika granine razine punjenja (za sprjeavanje

prepunjavanja spremnika) prikljuak za mjerenje koliine ulja.

najmanjevolumen dimenzije potrebne masa,

naziv izvedba pojedinanog (hx lx b), mm dimenzije kgspremnika, I prostorije

(I x b), mm

DWT etvrtasti elini 620 1600 x 740 x 700 1150 x 840 65,0

plus 3 s dvostrukom 1000 1600 x 1'100 x 700 1150 x 1200 84,0stijenkom 1500 1860 x 1630 x 760 1990 x 1730 151,0polimerni 750 1660 x 760 x 760 1260 x 1260 46,0

KWT (polietilenski) 1000 1970 x 820 x 820 1320 x 1020 56,01500 1625 x 1660 x 760 1860 x 1260 83,0

kompaktni 750 1640 x 730 x 730 1230 x 1230 24,5

CT polimerni s 1000 1960 x 780 x 780 1280 x 1280 27,5jednostrukom 1600 1940 x 1200 x 780 1700 x 1280 67,0stijenkom 2200 1940 x 1630 x 780 2130 x 1280 95,0polimerni 1500 1615 x 1580 x 720 2080 x 1220 50,0

BT baterijski sjednostrukom 2000 1660 x 2130 x 720 2680 x 1220 72,0stijenkom

volumen dimenzijenaziv pojedinanog (hx lx b), mm masa, kg

spremnika, IVariosystem 600 600 1380 x 720 x 720 19Variosystem 750 750 1650 x 720 x 720 22Variosystem 1000 1000 1950 x 720 x 720 28

Highcube 1500 1500 1900 x 1200 x 780 oko 48(sbandaama)Highcube 2000 2000 1900 x 1600 x 780 oko 70(sbandaama)

Tablica 5.4Tehniki podaci samostojeih i baterijskih elinih i polimernih spremnika zaloivo ulje (proizvoaa Roth Werke GmbH, Dautphetal-Buchenau, Njemaka)

Tablica 5.3Tehniki podaci samostojeih i baterijskih polimernih spremnika za loivo ulje(proizvoaa Rotex Heating Systems GmbH, GOgIingen, Njemaka)

r

osjetnik granine razine punjenjapokaziva razine ulja(tzv. nivokaz)

.__f-----_-- polazni (usisni) uljni vodLI-----l,-rtJW+rrI--jpPcolVr1vratni uljni vod

pokazivaproputanja

Ilustracija 5.3Prikljuci spremnika

za loivo ulje [14]

106 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ----------------- 107

----------------iiiii...=--------------------------------~';

Tablica 5.5Tehniki podaci samostojeih i baterijskih polimernih spremnika za loivo ulje(proizvoaa SchOtz Werke GmbH & Co. KG, Selters, Njemaka)

volumen dimenzijenaziv pojedinanog (hx lx b),mm masa, kg

spremnika, IMultitank 750 750 1450 x 1190 x 660 43Multitank 1000 1000 1700 x 1190 x 770 54Multitank 1500 1500 1700 x 1720 x 770 89

Opremasustavaza opskrbu loivimuljemovisi o kakvom sespremnikuradi, odnosno o mjestu njegovog postavljanja (il. 5.7). Primjerice, kodukopanlh se spremnika svi prikljuci nalaze na jednom mjestu iznadkojeg se izvodi betonirano okno s poklopcem za laki pristup.

Preporuljive brzine strujanja ulja kroz oba uljna voda iznose: za jednocijevne sustave: oko 0,2 m/s za dvocijevne sustave: 0,2 - 0,3 m/s za prstenaste sustave: 0,4 - 0,5 m/s.

a)s jednim vodom odfiltra docrpkeodzrani vod

Ilustracija 5.4Jednocijevni sustav

opskrbe loivim uljem [14J

plamenik s crpkom

plamenik s crpkom

L.,-....------=r ~ -J>I

b)spremnik smjeten u prostoriju kotlovnice (uz ogranienje volumena spremnika)1 -odzrani vod

IIl:

udio donja teoretska koliina koliinaugljika, ogrjevna koliina suhih vodene

vrsta ugljena % vrijednost, zraka za dimnih pare u dimnimmasenih kJ/kg izgaranje, plinova, plinovima,

norm, m3/kg norm. m3/kg norm. m3/kg

mrki ugljen (iz43,7 16494 4,42 4,32 0,67

rudnika Trbovlje)Iignit (iz

29,3 9889 2,84 2,79 0,78rudnika Velenie)

Tablica 5.6Osnovna svojstva ugljena (iz slovenskih rudnika)

Ugljen je kruto gorivo fosilnog porijekla koje je ranije bilo vrlo esto,a danas je njegova primjena u sustavima grijanja obiteljskih kua,stambenih i poslovnih zgrada uglavnom naputena te se kaoenergent najvie koristi u velikim energetskim postrojenjima i uindustriji. Najveim se dijelom sastoji od ugljika, vodika, kisika, aostatak otpada na sumpor, duik, vodu, pepeo i razne drugeprimjese koje ovise o porijeklu ugljena i o njegovoj obradi.S obzirom na porijeklo, nain dobivanja i obrade te sastav, postojinekoliko vrsta ugljena koje se prema svojstvima mogu znaajnorazlikovati (tablica 5.6): kameni ugljen mrki ugljen (udio vlage 45 - 60%) Iignit (s drvenastom strukturom) briketi (dobivaju se mljevenjem, suenjem i briketiranjem kamenog

ili mrkog ugljena) ugljena praina (dobiva se mljevenjem osuenog kamenog ili

mrkog ugljena) koks (dobiva se suhom destilacijom ugljena na temperaturi oko

1000C) drveni ugljen (dobiva se izgaranjem drveta bez prisutnosti kisika).

5.3.1. UgljenS.J. KRUTA GORIVAT

kotao

l ~ uljni vodovi

!(Ilustracija 5.7Izvoenjeprikljuakaukopanog i spremnika

smjetenog u prostoriju kotlovnice [14J

zatitnacijev pokaziva

/ ~/ razine ulja

r~~~~~~~~~~~ kondenzaCijska~ ~posuda

osjetnik graninelL=!=~~~~~~~1l :::~ razine punjenja/

Q)'2Q)'2::J0-mN

"'"m>U::J:2"..

osjetnik granine razine punjenjaprikljuak betonsko okno

zapunjenje s poklopcem

a) ukopani spremnik

jl _110 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE PRIRUNIK ZA GRIJANJE ----------------- 111

Ugljen koji se pojavljuje na tritu dijeli se prema nainu, odnosnoobliku isporuke ili tzv. asortimanu u sedam osnovnih skupina (tablica5.7). Za primjenu u izvorima topline sustava grijanja u pravilu sekoristi komadni ili ugljen u kockama ili kao orah.Tablica 5.7Vrste ugljena prema asortimanu [17]

kameni ugljen mrki ugljen lignitoblik oznaka granine dimenzije, mm

donje gornje donje gornje donje gornjekornadnl A 60- 80 - 60 - 80 -120 -

u kockama B 30 30 - 60 30 - 40 60 - 65 40 - 65 80 - 120kao orah e 15 - 20 30 15 - 20 30- 40 20- 35 40 - 65kao grah D 5 -10 10 - 20 5 -10 15 - 20 10 - 20 20 - 35kao griz E - - 3-5 10 5- 10 10- 20u prahu F - - - 3-5 - 5 -10

sitni G - 5 -10 - 10- 20 - 10 - 20

S.3.2. Biomasa i ogrjevno drvoBiomasa je kruto gorivo biolokog porijekla, odnosno obnovljiviizvor energije, a moe biti u raznim oblicima: ogrjevno drvo, osuenaslama ili ivotinjski izmet, treset itd. Prema Uredbi o graninimvrijednostima emisije oneiujuih tvari u zrak iz stacionarnih izvora(NN 140/97), biomasa je 'gorivo koje se dobiva od biljaka ili dijelovabiljaka kao to su drvo, slama, stabljike itarica, ljuture itd.'Biomasa se dijeli na: drvnu biomasu (ostaci iz umarstva, otpadno drvo) drvnu uzgojenu biomasu (brzorastue drvee) nedrvnu uzgojenu biomasu (brzorastue alge i trave) ostatke i otpatke iz poljoprivrede ivotinjski otpad i ostatke.

Za primjenu u sustavima grijanja obiteljskih kua, stambenih iposlovnih zgrada u pravilu se koristi ogrjevno drvo ili razni proizvodikoji se dobivaju obradom drveta, drvnih ostataka i otpadaka kaoto su piljevina, briketi, peleti i sl.

T Ogrjevnost (ogrjevna vrijednost) je osnovna veliina koja se koristiza proraun energije iz odreene koliine umske ili drvne biomase,odnosno ogrjevnog drva i ovisi o mokrini (vlanosti, udjelu vlage),kemijskom sastavu, gustoi i zdravosti drva, a takoer je bitna i vrstadrva, odnosno ubraja li se ono u listae ili etinjae, odnosno u mekaili tvrda drva (tablica 5.8). Inae, pri proraunu toplinske energijekoja se moe dobiti iz drvne biomase koriste se tzv. prostorni metri(tablica 5.9).

Mokrina je udio mase vode u cjelokupnoj masi mokrog drva:

w = mv = mvm mo+mv

pri emu su:W - mokrina, %m - masa vlanog drva, kgm - masa vode (vlage) u drvu, kg

v

mo - masa suhog drva, kg.

Za neke se svrhe mokrina iskazuje s obzirom na masu suhog drvai tada se naziva mokrim udjelom, a njihov je odnos jednak:

U=mv=~,mo l-W

pri emu je:U - mokri udio, %.

S obzirom na mokrinu, drvo moe biti:a) sirovo: W;;: 40%b) provelo: W = 20 - 40%e) prosueno: W = 8 - 22%: brodosuho: W = 18 - 22% zrakosuho: W = 12 - 18% sobosuho: W = 8 - 12%d) posve suho: W = 0%.


Tablica 5.8Ogrjevnosti raznih vrsta drva [7]

vrsta drvagustoa p, ogrjevnost ogrjevnost pri W=15%(H15) ,

kg/m3 pri W=O%,MJ/kg MJ/kg GJ/m3 GJ po prm (*)grab 830 17,01 13,31 11,047 7,773

bukva 720 18,82 14,84 10,685 7,479hrast 690 18,38 14,44 9,964 6,975jasen 690 17,81 13,98 9,646 6,752brijest 680 - 14,70 9,996 6,997javor 630 17,51 13,73 8,650 6,055

bagrem 770 18,95 14,97 11,527 8,069breza 650 19,49 15,43 10,029 7,020kesten 570 - 13,29 7,575 5,302

vrba bijela 560 17,85 13,65 7,644 5,351vrba siva 560 17,54 13,73 7,689 5,382joha crna 550 18,07 14,21 7,815 5,470joha bijela 550 17,26 13,52 7,436 5,205topola crna 450 17,26 13,15 6,084 4,259

smreka 470 19,66 15,60 7,332 5,132jela 450 19,49 15,45 6,952 4,866

borobini 520 21,21 16,96 8,819 6,173ari 590 16,98 14,86 8,767 6,137

dugiazija 530 19,18 15,20 8,056 5,639borovac 400 20,41 16,24 6,496 4,457

Legenda:(j za preraunavanje kubinih u prostorne metre uzet je faktor 0,7

Tablica 5.9Faktori za pretvorbu prostornih u kubine metre i obratno [7)

T Ogrjevnost u ovisnosti o mokrini se moe odrediti empirijskimjednadbama:

za listae:

Hd =2500'(6,833-~)1+W

za etinjae:

Hd =2500'(7,333-~),1+Wpri emu su:Hd - donja ogrjevnost (ogrjevna vrijednost) drva, kJ/kgW - mokrina drva, %.

Treba napomenuti da za primjenu drvne biomase kao energenta usustavima grijanja i pripreme PTV-a nije vana samo ogrjevnost,odnosno njezin iznos, ve i zahtjevi koji se postavljaju na znaajkeizgaranja (brzo ili polagano izgaranje, veliki ili mali 'plamen i sl). Akoje potreban plamen visoke temperature kratkoga trajanja, koristese npr. breza, joha ili topola, dok su za primjenu u sustavima grijanjastambenih zgrada prikladnije vrste drva koje izgaraju umjereno brzo,a ar je dugog trajanja kao to su, npr. grab ili bukva.

oblik drvne biomasecjepanice

oblicesjeenice

kvrgepanjevina

1 prm =0,70do 0,75 m3

0,65do 0,70m3

0,40do 0,50m3

0,50do 0,65 m"0,45 do 0,50 m~

1,33do 1,43prm1,43do 1,54 prm2,00do2,50 prm1,54do 2,00 prm2,00do 2,22prm

114 ---------------- PRIRUNIK ZA GRIJANJE

-"'Ii&a

priručnik za grijanje.pdf

Documents