Opis produktu:
Wydawnictwo SYSTHERM specjalizujące się w wydawaniu książek technicznych pragnie przedstawić Państwu najnowszą książkę z dziedziny klimatyzacji.
„Poradnik klimatyzacji. Tom 1: Podstawy” jest wiernym tłumaczeniem niemieckiego bestsellera, znanego fachowcom od ponad 30 lat, wydanego przez Wydawnictwo C. F. Müller pt. „Handbuch der Klimatechnik“. Tom 1: Grundlagen, Tom 2: Anwendungen (ponad 820 stron) – zespół autorski pod kierunkiem: Baumgarth, Hörner, Reeker. Poprawność merytoryczną tłumaczenia zapewnili znani specjaliści, wieloletni pracownicy Politechniki Poznańskiej – Zakładu Ogrzewnictwa, Klimatyzacji i Ochrony Powietrza: prof. zw. dr inż. Ferdynand Dembecki, dr inż. Bolesław Gaziński oraz dr inż. Grzegorz Krzyżaniak, doc. P.P.
W części wstępnej przedstawiono wybrane zagadnienia klimatyczne i meteorologiczne ze szczególnym uwzględnieniem problemów związanych z wymianą ciepła oraz odczuwaniem komfortu cieplnego, takich jak: bilans cieplny człowieka, energetyczna przemiana materii, konwekcja swobodna i wymuszona, dyfuzja gazów i przejmowanie masy, wymiana ciepła przy zmianie stanu.
Przedstawiono prawa wilgotnego powietrza oraz ich zastosowanie, omówiono zmiany stanu powietrza wilgotnego w urządzeniach klimatyzacyjnych.
W sposób przejrzysty przedstawiono podstawy techniki chłodniczej i stosowanych urządzeń chłodniczych, dokonano ich przeglądu pod kątem rozwiązań konstrukcyjnych i zasad działania. W rozdziale poświęconym podstawom chłodnictwa scharakteryzowano m.in. chłodnie wyparne oraz sprężarkowe i absorpcyjne urządzenia chłodnicze.
W kolejnych rozdziałach omówiono podstawy przepływu płynów ze szczególnym uwzględnieniem ruchu powietrza w pomieszczeniach dla różnych typów wentylacji i rozmieszczenia nawiewników o zróżnicowanej konstrukcji. Ponadto przedstawiono podstawy akustyki w tym analizę szumów, dopuszczalne poziomy akustyczne, dodawanie hałasu z kilku źródeł i problemy izolacji akustycznej.
Podano też zasady oczyszczania powietrza, budowę urządzeń i przykłady zastosowań różnych rodzajów filtrów.
Omówiono szczegółowo technikę regulacji dla instalacji klimatyzacyjnych: zachowania statyczne i dynamiczne, węzły regulacyjne ciągłe i nieciągłe, sterowanie za pomocą systemów cyfrowych, zasady strojenia metodami: Chiena, Hronesa i Reswicka a także Zieglera i Nicholsa.
Do niniejszej publikacji dołączono również tablice dotyczące pary wodnej i powietrza wilgotnego oraz właściwości wybranych czynników chłodniczych – nieocenioną pomoc przy wszelkiego typu pracach projektowych.
Powyższy tytuł kierujemy do określonej grupy czytelników – specjalistów z branży klimatyzacyjnej, wentylacyjnej i chłodniczej, mając nadzieję na ułatwienie im pracy. Zainteresowani jesteśmy także dotarciem do środowisk akademickich oraz szkół średnich technicznych.
Słowa podziękowania kieruję do dr inż. Bolesława Gazińskiego za podjęcie inicjatywy wydawniczej oraz umożliwienie wydania niniejszego dzieła. Pragnę również podziękować prof. zw. dr inż. Ferdynandowi Dembeckiemu za przygotowanie weryfikacji naukowej oraz dr inż. Grzegorzowi Krzyżaniakowi, doc. P.P. za rady, szczegółową analizę i redakcję tekstu oraz korektę merytoryczną.
Dziękuję również w imieniu wydawnictwa i swoim własnym wszystkim reklamodawcom, a zwłaszcza prasie branżowej i portalom internetowym za poparcie inicjatywy wydawniczej
Stron 592, Format B5, Oparwa Twarda, 2010
Spis treści
1. Wprowadzenie...................................................................................................1
1.1 Klimat, klimatyzacja pomieszczeń, technika klimatyzacyjna............................................1
1.2 Wymagania stawiane technice klimatyzacyjnej.................................................................1
1.2.1 Uczucie komfortu i jakość powietrza w pomieszczeniu............................................2
1.2.2 Uczucie komfortu cieplnego......................................................................................3
1.2.3 Uczucie komfortu nietermicznego.............................................................................3
1.3 Wpływ klimatu na koncepcję obróbki powietrza i eksploatację
instalacji klimatyzacyjnych...............................................................................................5
1.3.1 Redukcja obciążeń zewnętrznych lub ilości powietrza..............................................5
1.3.2 Kształtowanie przepływu powietrza w pomieszczeniu.............................................6
1.3.3 Wymagania w stosunku do obróbki powietrza..........................................................7
1.3.4 Wymagania w stosunku do regulacji..........................................................................7
1.4 Normy, wytyczne, literatura, adresy..................................................................................8
Literatura....................................................................................................................................9
2. Podstawy meteorologiczne.............................................................................11
2.1 Wstęp...............................................................................................................................13
2.2 Pogoda, stan pogody, klimat............................................................................................14
2.2.1 Pogoda......................................................................................................................14
2.2.2 Stan pogody..............................................................................................................15
2.2.3 Klimat.......................................................................................................................15
2.2.4 Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego...................................................17
2.3 Techniczne opracowywanie danych meteorologicznych.................................................21
2.3.1 Klimatologia wartości średnich...............................................................................21
2.3.2 Dane dotyczące częstości występowania stanów meteorologicznych.....................22
2.4 Elementy meteorologiczne...............................................................................................24
2.4.1 Barometryczne ciśnienie powietrza i gęstość powietrza zewnętrznego..................24
2.4.2 Wiatr.........................................................................................................................26
2.4.3 Temperatura powietrza zewnętrznego......................................................................29
2.4.4 Wilgotność powietrza zewnętrznego.......................................................................35
2.4.5 Natężenie promieniowania słonecznego..................................................................38
2.5 Techniczne opracowanie danych meteorologicznych......................................................50
2.5.1 Korelacja elementów meteorologicznych................................................................50
2.5.2 Stopniodni, stopniogodziny, gramodni i gramogodziny..........................................51
2.5.3 Typowy rok meteorologiczny..................................................................................54
2.5.4 Dane klimatyczne ważne dla celów praktycznych..................................................55
Literatura..................................................................................................................................56
3. Podstawy fizjologiczne....................................................................................59
3.1 Wprowadzenie..................................................................................................................60
3.2 Bilans cieplny człowieka..................................................................................................60
3.2.1 Energetyczna przemiana materii..............................................................................61
3.2.2 Regulacja temperatury ciała.....................................................................................61
3.2.3 Produkcja ciepła.......................................................................................................63
3.2.4 Oddawanie ciepła.....................................................................................................64
3.2.5 Odzież......................................................................................................................69
3.3 Klimat cieplny pomieszczenia i uczucie komfortu..........................................................70
3.3.1 Odczuwanie temperatury przez człowieka..............................................................71
3.3.2 Uczucie komfortu.....................................................................................................71
Spis treści
II
3.3.3 Wielkości wpływające na uczucie komfortu............................................................74
3.3.3.1 Temperatura...................................................................................................75
3.3.3.2 Prędkość powietrza.......................................................................................82
3.3.3.3 Wilgotność powietrza....................................................................................86
3.3.4 Metody pomiarowe..................................................................................................88
3.4 Jakościowe i ilościowe zapotrzebowanie powietrza przez człowieka.............................89
3.4.1 Oddychanie..............................................................................................................89
3.4.2 Zapotrzebowanie na powietrze oraz minimalny strumień objętościowy
powietrza zewnętrznego..........................................................................................91
3.4.3 Zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniu przez gaz, pary, pyły oraz
mikroorganizmy.......................................................................................................96
3.5 Wpływ szumów, oświetlenia i elektryczności na klimat pomieszczeń..........................103
3.6 Wymagania higieniczne w stosunku do instalacji urządzeń
klimatyzacyjnych i wentylacyjnych...............................................................................105
3.6.1 Wymagania w stosunku do projektowania, produkcji i wykonania –
zasysanie powietrza zewnętrznego........................................................................106
3.6.2 Wymagania w stosunku do eksploatacji i konserwacji..........................................108
3.6.3 Sanitarne kontrole higieniczne...............................................................................109
3.6.4 Inspekcje higieniczne (sanitarne)...........................................................................109
3.6.5 Szkolenie w zakresie higieny.................................................................................111
Literatura................................................................................................................................111
4. Wymiana ciepła.............................................................................................113
Wstęp.....................................................................................................................................118
4.1 Przewodzenie ciepła.......................................................................................................119
4.1.1 Współczynnik przewodzenia ciepła.......................................................................120
4.1.2 Stacjonarne przewodzenie ciepła...........................................................................122
4.1.3 Przenikanie ciepła..................................................................................................122
4.1.4 Przenikanie ciepła przez żebra...............................................................................132
4.1.5 Niestacjonarne przewodzenie ciepła......................................................................138
4.2 Konwekcja.....................................................................................................................149
4.2.1 Płyta z opływem wzdłużnym.................................................................................150
4.2.2 Ciała opływane.......................................................................................................154
4.2.3 Ciała złożone z płynem przepływającym...............................................................156
4.2.4 Konwekcja swobodna pojedynczych ciał..............................................................158
4.2.5 Konwekcja swobodna w warstwach......................................................................160
4.2.6 Kanały z przepływającym płynem.........................................................................165
4.3 Wymiana ciepła przy zmianie stanu...............................................................................173
4.3.1 Wymiana ciepła przy parowaniu............................................................................173
4.3.2 Skraplanie...............................................................................................................178
4.4 Wymiana ciepła przez promieniowanie.........................................................................182
4.4.1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego............................................................183
4.4.2 Promieniowanie ciała rzeczywistego.....................................................................185
4.4.3 Prawo Kirchhoffa...................................................................................................185
4.4.4 Promieniowanie pomiędzy powierzchniami..........................................................186
4.4.5 Radiacyjny współczynnik przejmowania ciepła....................................................189
4.4.6 Temperatura odczuwalna.......................................................................................193
4.5 Wymiana masy...............................................................................................................196
4.5.1 Dyfuzja gazów i przejmowanie masy....................................................................196
Spis treści
III
4.5.2 Dyfuzja pary przez substancje stałe.......................................................................202
4.5.3 Osadzanie się skroplin na powierzchniach wewnętrznych....................................204
4.5.4 Osadzanie się skroplin na elementach budowlanych pomieszczeń
nieklimatyzowanych..............................................................................................204
4.5.5 Wyznaczanie wykraplania wilgoci pod względem przepływu wilgoci
dla pomieszczeń klimatyzowanych.......................................................................210
4.6 Właściwości fizyczne.....................................................................................................222
Literatura................................................................................................................................236
5. Powietrze wilgotne - prawa i ich zastosowanie...........................................239
5.1 Wprowadzenie................................................................................................................240
5.2 Parametry powietrza wilgotnego....................................................................................241
5.3 Wykres h1+x, x dla powietrza wilgotnego według Moliera ...........................................248
5.4 Prawo zachowania masy oraz I zasada termodynamiki w technice
klimatyzacyjnej i wentylacyjnej.....................................................................................249
5.4.1 Prawo zachowania masy........................................................................................250
5.4.2 Pierwsza zasada termodynamiki dla układów otwartych......................................250
5.5 Parowanie (dyfuzyjne)...................................................................................................252
5.6 Wykres t, x według Carriera ........................................................................................255
5.7 Zmiany stanu powietrza wilgotnego w urządzeniach instalacji
klimatyzacyjnej i wentylacyjnej.....................................................................................257
5.7.1 Komora mieszania..................................................................................................257
5.7.2 Nagrzewnica...........................................................................................................259
5.7.3 Wentylator..............................................................................................................261
5.7.4 Przeponowa chłodnica powietrza...........................................................................262
5.7.5 Nawilżacz parowy..................................................................................................265
5.7.6 Nawilżacz dyszowy (komora zraszania)................................................................267
5.7.7 Wymienniki do odzysku ciepła..............................................................................270
5.7.8 Filtr.........................................................................................................................272
Literatura................................................................................................................................273
6. Podstawy techniki chłodniczej.....................................................................275
6.1 Wprowadzenie................................................................................................................276
6.2 Chłodnie wyparne..........................................................................................................276
6.2.1 Funkcja i budowa...................................................................................................276
6.2.2 Zmiany stanu powietrza oraz wody.......................................................................279
6.3 Otwarte sorpcyjne agregaty chłodnicze.........................................................................280
6.3.1 Funkcja i budowa urządzenia.................................................................................280
6.3.2 Wielkości obliczeniowe.........................................................................................282
6.4 Sprężarkowe urządzenia chłodnicze..............................................................................284
6.4.1 Wprowadzenie........................................................................................................284
6.4.2 Przegląd funkcji.....................................................................................................285
6.4.3 Obieg Carnota ......................................................................................................287
6.4.4 Procesy zachodzące w obiegu rzeczywistym.........................................................290
6.4.4.1 Obieg...........................................................................................................290
6.4.4.2 Składniki instalacji......................................................................................292
6.4.5 Czynniki chłodnicze...............................................................................................295
6.4.5.1 Początki i rozwój.........................................................................................295
6.4.5.2 Właściwości................................................................................................295
6.4.5.3 Nomenklatura..............................................................................................298
IV Spis treści
6.4.6 Wykres log p, h ( p, h)...........................................................................................298
6.4.6.1 Budowa.......................................................................................................298
6.4.6.2 Obieg na wykresie p, h ..............................................................................300
6.4.7 Wykresy dla czynników chłodniczych, tablice własności czynników
chłodniczych...........................................................................................................302
6.5 Absorpcyjne agregaty chłodnicze..................................................................................327
6.5.1 Wprowadzenie........................................................................................................327
6.5.2 Funkcja...................................................................................................................328
6.5.3 Obieg Carnota........................................................................................................330
6.5.4 Rzeczywiste agregaty chłodnicze..........................................................................332
6.5.5 Wykres log p, 1/T ..................................................................................................333
Literatura................................................................................................................................337
7. Podstawy przepływu płynów........................................................................339
7.1 Wiadomości ogólne........................................................................................................340
7.2 Przepływ wolny od tarcia...............................................................................................341
7.2.1 Równanie ciągłości................................................................................................342
7.2.2 Równanie energii (równanie Bernoulliego)...........................................................343
7.2.3 Ciśnienie całkowite, ciśnienie statyczne i dynamiczne.........................................345
7.3 Zasada zachowania pędu................................................................................................349
7.4 Przepływ z uwzględnieniem tarcia.................................................................................350
7.4.1 Równanie energii dla przepływu z uwzględnieniem tarcia....................................351
7.4.2 Lepkość płynów.....................................................................................................351
7.4.3 Prawo podobieństwa..............................................................................................352
7.4.4 Formy przepływu...................................................................................................354
7.4.5 Stopień turbulencji.................................................................................................358
7.4.6 Przepływ przy wlocie do rury i warstwa graniczna...............................................359
7.5 Opory przepływu w kanałach.........................................................................................361
7.5.1 Opory przepływu w rurze prostej...........................................................................362
7.5.1.1 Współczynnik tarcia w rurach λ przy przepływie laminarnym..................362
7.5.1.2 Współczynnik tarcia w rurach λ przy przepływie turbulentnym................363
7.5.1.3 Wysokość chropowatości k ........................................................................365
7.5.2 Średnica hydrauliczna............................................................................................367
7.5.3 Średnica równoważna............................................................................................368
7.6 Opory miejscowe...........................................................................................................370
7.6.1 Rozszerzenie przekroju poprzecznego (dyfuzor)...................................................370
7.6.2 Zwężenie przekroju poprzecznego.........................................................................374
7.6.3 Zmiany kierunku (łuki, kolana).............................................................................376
7.6.4 Rozgałęzienia rur...................................................................................................379
7.7 Pomiar przepływu..........................................................................................................381
7.8 Przepływ powietrza w pomieszczeniu – wentylacja naturalna
i mechaniczna.................................................................................................................382
7.8.1 Wentylacja mieszana..............................................................................................386
7.8.1.1 Wprowadzenie oraz charakterystyczne właściwości strumieni powietrza.386
7.8.1.2 Efekt Coandy .............................................................................................399
7.8.1.3 Zapory i przeszkody zamontowane przy suficie.........................................400
7.8.1.4 Otwory wywiewne......................................................................................400
7.8.1.5 Przepływ w pomieszczeniach zamkniętych................................................401
Spis treści V
7.8.2 Wentylacja wyporowa 408
7.8.3 Wentylacja źródłowa (miejscowa) 409
7.8.4 Skuteczność wentylacji 418
7.8.4.1 Sprawność wymiany powietrza 419
7.8.4.2 Efektywność wentylacji 421
7.8.4.3 Metody pomiarowe 422
7.8.5 Numeryczne obliczanie przepływu powietrza w pomieszczeniu 423
Literatura 427
8. Podstawy akustyki 431
8.1 Wprowadzenie 432
8.2 Podstawy fizyczne oraz definicje 432
8.2.1 Powstawanie dźwięku 432
8.2.2 Częstotliwość oraz amplituda ciśnienia akustycznego 434
8.2.3 Moc akustyczna i natężenie akustyczne 435
8.3 Tworzenie i dodawanie poziomów hałasu 439
8.4 Analiza szumów 444
8.4.1 Pasma oktawowe i tercjowe 444
8.4.2 Głośność 446
8.4.3 Krzywe graniczne 448
8.4.4 Szumy impulsowe 450
8.4.5 Poziom uśredniony (norma DIN 45 641) 451
8.4.6 Poziom oceny (norma DIN 45 645 451
8.5 Dopuszczalne poziomy akustyczne
(wymagania w stosunku do „pomieszczeń wymagających ochrony”) 452
8.6 Wpływ pomieszczenia 455
8.6.1 Pomieszczenie quasi-sześcienne 457
8.6.2 Pomieszczenie płaskie i pomieszczenie długie 464
8.7 Izolacja akustyczna 466
8.7.1 Izolacja dźwięku w powietrzu 467
8.7.2 Szacowany wskaźnik izolacyjności akustycznej R’W 469
8.7.3 Normowana różnica poziomu akustycznego 480
8.7.4 Różnica poziomu w szybie 480
8.8 Podsumowanie 481
Literatura 481
9. Podstawy oczyszczania powietrza 483
9.1 Informacje wstępne 483
9.2 Pył i jego zachowanie 485
9.2.1 Pojęcia podstawowe 485
9.2.2 Wyznaczanie rozdrobnienia 487
9.2.3 Prawo opadania cząstek pyłu 488
9.3 Oddzielanie pyłu w filtrach powietrza 490
9.4 Filtry powietrza dla ogólnej techniki klimatyzacyjnej i wentylacyjnej 493
9.4.1 Wymagania 493
9.4.2 Sprawdzenie filtra oraz podział na klasy według normy DIN EN 779 [8] 496
9.4.2.1 Aktualny stan unormowania, opis przebiegu sprawdzenia filtra 496
9.4.2.2 Wielkości oraz ich definicje 499
9.5 Wysokosprawne filtry powietrza 502
9.5.1 Wstęp 502
VI Spis treści
9.5.2 Teoria filtrów 502
9.5.3 Sprawdzenie filtra oraz podział na klasy według normy DIN EN 1822-1 504
9.5.4 Różnice ciśnienia 507
9.6 Elektrofiltry powietrza 507
9.7 Filtry adsorpcyjne gazu 509
9.7.1 Wstęp509
9.7.2 Rodzaje budowy i wielkości znamionowe 510
9.7.3 Okres użytkowania 511
9.8 Przykłady wykonania 512
9.8.1 Filtry powietrza dla ogólnej techniki klimatyzacyjnej i wentylacyjnej 512
9.8.1.1 Elementy filtrujące powietrze 512
9.8.1.2 Filtry kieszeniowe 513
9.8.2 Wysokosprawne filtry powietrza 514
9.8.3 Filtry adsorpcyjne gazu 515
Literatura 515
10 Technika regulacji instalacji klimatyzacyjnej 517
10.1 Podstawy, definicje 517
10.2 Obiekty regulowane 519
10.2.1 Zachowanie statyczne 519
10.2.2 Zachowanie dynamiczne 521
10.3 Regulator 523
10.3.1 Regulator ciągły 523
10.3.2 Regulator nieciągły 526
10.3.3 Specjalne wymagania w stosunku do regulatorów dla instalacji
klimatyzacyjnej 527
10.3.4 Technika DDC 530
10.4 Optymalizacja regulatora 533
10.4.1 Nastawy regulacyjne wg metod Chien, Hronesa i Reswicka 533
10.4.2 Nastawy regulacyjne wg metod Zieglera i Nicholsa 534
10.5 Stabilność obwodów regulacyjnych 535
10.5.1 Wpływ zachowania dynamicznego 536
10.5.2 Wpływ zachowania statycznego 537
10.5.3 Obliczanie zaworów 539
10.5.4 Wpływ zachowania statycznego i dynamicznego na stabilność obwodu
regulacyjnego 545
10.6 Przykłady regulacji temperatury 547
10.6.1 Instalacja z recyrkulacją powietrza obiegowego i regulacją kaskadową 549
10.6.2 Instalacja w eksploatacji VVS z ciągłym sterowaniem wentylatorów 551
10.7 Przykłady regulacji temperatury i wilgotności 553
10.7.1 Instalacja klimatyzacyjna z komorą zraszania powietrza 554
10.7.2 Instalacja z nawilżaczem parowym 558
Literatura 561
11. Tablice dla pary wodnej i powietrza wilgotnego 563
Literatura 563
|
