Hoonete soojussüsteemid (2)

Kutsekool - Energeetika - Soojustehnika

5 VÄGA HEA

Esitatud küsimused

Mida näitab hoone soojuspilans ?
Mida nim sisekliimaks ?
Mis mõjutavad sisekliimat ?
Kuiv termomeetri temp ja märg termomeetri temperatuuriks ?
Mida kujutab endast kiirgus temperatuur ja kuidas ta määratakse ?
Mida kujutab endast kiirgusliku(radiatsioon) temp asümeetria ?
Mida kujutab endast operatiiv temperatuur ?
Kuidas mõjuvad inimesele ?
Kuidas nad tekivad. Millised on kasulikud ?
Kuidas tekivad rasked aeroioonid ?

Hoonete soojussüsteemid.
R.Randmann

Niiske õhk ja omadused

Omadused ja põhiparameetrid

Hapnik
Lämmastik
Argoon
CO2

Leitolt maha kirjutada.
Niiske õhu absoluutne, tehniline niiskus ja suhteline niiskus. On omavahel seotud suurused st olenevad teineteisest.
Avaldame veeauru tihetuse ja kuiva auru tiheduse iseaalse gaasi oleku põhjal. (valemid 4 ja 5 )
Asendades valemis 5 veeaurude patsiaal rõhu samale temp-ile
saame maxi tehnilise niiskuse arvutamiseks järgmise seose: (valem 6)
Järeldus: max niiskuse sisaldus sõltub parameetrilisest rõhust ja õhu temp-ist. Sellepärast et sõltub temp-ist ja samuti ka
Õhu temp-I suurenemisel dmax suureneb kusjuures niiske õhu kriitilisel temp-il mille puhul küllastus rõhk võrdub õhurõhuga. Sel juhul on lõpmatult suur. Niiske õhu küllastus aste
avaldub valemite 5 ja 6 põhjal järgmiselt: (valem 7)
(valem 8)
Kui niiske õhu temp. ei ole erit kõrge(~20-30) siis 2 rõhku on tühiselt väikesed ja seljuhul võib neid mitte arvestada.
(valem 9) Avaldades valemist 4-I veeauru partsiaal rõhu
ja panna see valemisse siis saame seose absoluutse niiskuse ja niiskuse sisalduse vahel
Niiskeõhu tihedus ja niiskeõhu entalpia
Niiskeõhu tihedus (valem 11)
(Valem 12)
- niiskeõhu olekuvõrrand
– niiske rõhu partsiaal rõhk
– niiskeõhu erimaht
–niiskeõhu gaasi konstant
– niiskeõhu temperatuur
Kuna veeauru moolmass (müü on 18kg/kmol) on väiksem kuiva õhu moolmassist (müü on 28,9kg/kmol) siis järelikult veeauru tihedus on väiksem kuivaõhu tihedusest. st et kuiv õhk on raskem kui veeaur(tema mass suurem). Niiske õhk on alati kergem kui kuiv õhk(samal temp-il). Veeauru partsiaalrõhu suurenemisega ja õhu niiskuse sisalduse suurenemisega, niiskeõhu tihedus alati väheneb.(vt valem 12)
Niiskeõhu entalpia arvutatakse 1kg kuiva õhu ehk niiske õhu kohta. Sest antakse. Niiske õhu entalpia võrdub kuiva õhu entalpia ja veeauru entalpiate summana.
Niiskeõhu entalpia skaala 0 punktiks loetakse kuiva õhu entalpiat (mille puhul d=0). Seega entalpia diagrammidel võib see entalpia väärtus omada pos. väärtusi ja neg. väärtusi. (-30…+30) võib õhu erisoojuse lugeda konstantseks.
- 1kg veeauru entalpia KJ/Kg kohta.
- veeaurustumis soojus
(valem 14)

2
1. (valem 15)
Oleneb oluliselt temp-st ja seda esimest liiget nimetatakse edaspidi ilmne soojus ehk tajutav soojus ja ta oleneb temp-st.
2.Oleneb õhu niiskusest. Seda nim varjatud soojuseks. See ei ole seotud õhu temp-iga. Muutub kui kuivatakse õhku, loomulikult kuiv õhk. Õhu entalpia suureneb.
Õhk siseneb ülekuumentatud veeauruna meie kliimasse. Entalpia arvutame alati valemiga 14. Niiske õhu entalpia on keerulisem. Võib esineda vee uduna või jää uduna.
Kastepunkti temp-iks.(tp)
…nim temp-i mille juures õhu jahutamisel d= const niiskuse sisalduse juures mitte küllastunud õhk muutub küllastunud õhuks.
Niiskeõhu märjaõhu temp-ik(tm)
…nim temp-I mille saavutab mitte küllastunud õhk, tema jahutamisel H=const kuni küllastus olekuni(selles olekus pfii= 100%).
Niiske õhu oleku deagramm.(molier deagramm)
H-d(või H-x) deagramm. Seda deagrammi kasutatakse siis kõigepealt niiske õhu karakteristikute määramiseks peale selle kasutatakse niiske õhu oleku muutuse protsesside graafiliseks kujutamiseks. See deagramm kujutab endast niiske õhu entalpia(valem 14) graafilist esitlust. Aluseks võetud kõik eelpool võetud valemid. Kusjuures see deagramm koostatakse kindlale paromeetrilisele rõhule. On koostatud erinevatele. Enamus koostatud normaalsele paromeetrile(p=760mmHg= 101325Pa =0,1MPa). See deagramm väljendab seoseid järgmise põhkarakteristikuid: See deagramm on koostadu kordinaatide H ja d kaldnurkses kordinaatide süsteemis. Algtelg on suurema nurga all kui .
Enamus diagramme on koostatud normaal rõhu juures .
Muutub paromeetriline rõhk siis sellega võrdeliselt muutub ka suhteline niiskus. See võimaldab antud diagrammi kasutada millel kindle rõhk peal. ; .
Sellelt H-d diagrammilt on võimalik leida kastepunkti temperatuur ja märja termomeetri temp. Kaste punkti temp on näidatud lehelt nr:1.
Näide 1:
Õhu temp. on 15 kraadi ja suhteline niiskus 30%. Leida selle õhu kastepunkti temp. Vastus 2,5 kraadi.(vaata lk1 joonis 5). Märja termomeetri temp. on alati kõrgem kui kastepunkti temp. Õhu kuumutamisel ja jahutamisel niiskuse sisaldus d ehk x ei muutu(vt diagrammi) aga suhteline niiskus muutub.
Näide 2:
Partsiaal rõhu Pa leidmiseks tuleb antud õhu oleku punktist jälle liikuda alla mõõda vertikaal joont(x const joont) kuni lõikumiseni partsiaal rõhu kõveraga ja määrata kui suur on.
Vastus:
Õhuniiskuse määramis meetodid
Enamasti määratakse niisek õhu olek 2 karakterisiku järgi:

õhu temp.
suhteline niiskus

Mõõteriistad: vedelik termomeetrid , paisumis termomeetrid(manomeetriline).
Suhtelise niiskuse määramiseks kasutatakse 3-e järgmist meetodit:

pshüromeetriline meetod
hügrosmeetriline meetod
kastepunkti meetod ehk kondensatsioon meetod

Pshüromeetriline meetod
(lk 1 joonisel 6 ja 7 on toodud kõige lihtsamad pshüromeetrid.)
Oletame et vee temp. on kõrgem õhu temp-st siis soojus liigub veelt ,märjalt riidelt õhule. Samala ajal ka niiskuse voog liigub õhule, niiskus aurustub vaikselt . Selle tagajärel märjatermomeetri temp hakkab langema kusjuures niiskuse voog põhjustab partsiaalrõhkude vahe. See kestab teatud aja. Teatud momendist saab temp võrdseks õhu temp-ga. Seda soojusvoogu mida märg riie annab õhule nim „ilmseks soojuseks“. See antakse konveksjooni teel. Konvekjooni teel antud soojust nim „ilmseks soojuseks“ samuti ka kiirguse teel antud soojust.
Lõpuks saabub selline moment kus see soojus mille märg riie saab ja see mis antakse ära. Saavad need võrdseks. Tekib soojuslik tasakaal. Märjatermomeetri temp ei muutu. Nivoo jääb seisma ja siis tehakse mõõtmine(temp fikseeritakse).
saab määrata ka. Pshüromeetri täpsus sõltub õhu liikumise kiirusest. Täpsus ei ole väga suur kuna lisandub lisa soojust.

ÜL:
Õhu temperatuur on(ruumis alati kuiv termomeeter) ja suhteline niiskus on 5% . Leida õhu niiskuse sisaldus „d“, õhu entalpia(H), partsiaal rõhk õhus().
Vastus:
ÜL:
Parsiaal rõhk on 3kPa ja õhu suhteline niiskus on 60%. Leida õhu kastepunkti temperatuur() ja õhu niiskus d.
Vastus:
Täpsemaks mõõtmiseks kasutatakse assmani psühromeetrit(vt lk1). Mõlemad termomeetrid on paigaldatud hülsi sisse. Need kujutavad endast ideaalselt poleeritud metall torusi. See pind peegeldab kogu soojus kiirguse tagasi. Kiirguse viga viiakse praktiliselt 0-ni. Üleval on väike ventilaator mis paneb õhu liikuma(imeb alt õhu üles). Mida suurem kiirus seda intensiivsem on soojus ülekanne.
Hügromeetriline meetod.
Kasutatakse selliseid hügroskoopseid materjale milledel on omadus õhu niiskuse muutusel muuta oma pikkust. Sellel põhimõttel töötavad „juust hügromeetrid“(vt lk1 joonis 8). Skaala on kalibreeritud täpsema „riistaga“ õhu niiskus. Kaasajal kasutatakse ka spets soola lahuseid mis hästi neelavad niiskust(ntx:liitjum kloriid[LiCl]). Kui neelab niiskust siis elektri juhtivus muutub. Kasutatakse teistel põhinevaid andureid.
Kastepunkti meetod.
Ehk kondensatsioon meetod(vt lk1 joonis 9,10).
Leitolt maha kirjutada.

Sisekliima ja selle kujutamine
Ruumi sisekliima:

ruumi soojuslik mugavus
õhu puhtus /saastatus
lõhnad
müra
muud inimest mõjutavad tegurid
- valgustus
- ruumi aeroreasatsiooni reziim
- vibratsioon
- magnetlained

Sisekliima mõju.
Avaldab inimesele mõju mitmeti. Avaldab mõju naha limaskestade ja hingamisteede kaudu sest nii toimib soojus vahetus ümbritseva keskonnaga. Temperatuur võib tervisele avaldada mõju otseselt või kaudselt .
Otsene mõju: külmumises, kuumeneb üle.
Kaudne mõju: külmetuste kaudu.
Ebamugavuse põhjuseks võib olla ka see, et inimene tunnetab ebamugavust tõmbusena, lõhnana või mürana. Teatud lõhnu inimene ei tunne ntx radoon . Inimesed tunnetavad erinevaid mõjureid erinevalt. WHO on organisatsioon mis töötab välja norme. Töötab samuti välja nö haige hoone sümptomeid.
Haige hoone põhilised sümptomid:

Nina,silma, kurgu ärritus
Kuivad limaskestad
Naha punaplekilisus
Vaimne väsimus ja peavalu

Sisekliima tegurite piirväärtused tuuakse ära vastavates sisekliima normides. Need mugavus parameetrid tuleb tagada selles piirkonnas kus inimesed töötavad või elavad. Seda ruumi osa nim. ruumi kontroll tsooniks (vt lk 2 joonis 10A). Kõik parameetrid määratakse küsitluse teel.
Soojus olukord ruumides.
Ruumi soojus on kõige olulisem faktor mis mõjub inimesele. See oleneb inimese tegemisest(töö,puhkamine). Võib eriti tugevalt mõjutada inimese enesetunnet , järelikult ka töövõimet. See oleneb ruumi otstarbest ja samuti ka tööraskusest. Tervise kaitse normides on ära märgitud mis on kerge töö, raske töö jne. Samuti on sealt ära toodud ka parameetrid. (Lk 2 joonis 11) on näidatud vaimse töövõime ja füüsilise töövõime olnevust ruumi temperatuurist. Soem õhk tundub külmast õhust kuivemana.
Soojus mugavus ja inimese soojus vahetus ümbritseva keskkonnaga.
Kui inimese keha temp on kõrgem ümbritsevate esemete/keskkonna temp-st siis inimene eraldab soojust(annab ära). Kui ümbritseva keskkonna temp on suurem inimese keha temp-st siis toimub protsess vastupidiselt, inimene saab soojust keskkonnast endale. Inimese keha temp hoimiseks peab valitsema soojus tasakaal. Inimese soojus kandjaks on inimesel veri . Veri jahtub naha alustes piirkondades(eriti jalad, käed). Soojeneb veri siseorganites(süda, maks, neerud ). Siseorganites ja lihastes eraldub soojus tarvitatud kütus, tarvitatud toidu põlemisest tekib nö kütus inimesel. Püsiva temp-I säilitamiseks inimese organismis muutuvate sise ja välis tingimustes on inimene varustatud termoregulatoorse mehanismi . Selle tööd juhib soojus tsenter mis asub inimese vaheajus . Sinna saabuvad andmed anduritelt(naha kude närvidelt). See mehanism automaatselt suurendab või vähendab vere voolu ja sellega pidurdab või kiirendab protsessi. Min soojuse tootmine inimesel on annab ära 1kg kaalu kohta . Kui keha jahtub kiirelt siis tekivad külmavärinad. Näljane inimene tunnetab tempi muutust paremini. Keha temp oleneb keha tegevusest. Puhkava inimese pinna temp on suurem tavaliselt. Kui ümbritsev temp langeb siis nahaalused veresooned tõmbuvad kokku, nahk muutub kahvatumaks ja kuivaks. Naha temp alanemisega väheneb ka soojus kadu. Kui keskkonna temp tõuseb liiga siis sooned paisuvad ja hakatakse rohkem soojust ära andma. Auramise intensiivus oleneb tunduvalt õhu niiskusest. Sama temp juures hakkab inimene higistama varem. Mida niiskem õhk seda varem hakkab higistama. Soojuse ülevool üle 1kW põhjustab füüsilist valu. Põhiline soojus kantakse ära kollektsiooni ja kiirguse teel + siis niiskuse aurustamisega keha pinnalt ning hingamise teel. Aine vahetusega annab ka soojust ära(2-3%). Aine vahetusega on ka võimalik mõjutada soojus vahetust. Ntx kuuma ilmaga külmade jookide joomine ajab veel rohkem higistama kuna see desoojenteerib organismi. Soojusliku mugavust nim tihtipeale soojuslikuks või termiliseks sisekliimaks.
Seda mõjutab:

inimene ise(vanus, aine vahetus,riietus)
inimese ja ümbritseva keskkonna vaheline soojus lävi.

Kiirguslikku soojusvahetust mõjutab ümbritsevate pindade temp. Mida madalam on temp seda suurem on temp vahe. Konvektiivset soojus ülekannet mõjutab ümbritsev õhu temp. ja õhu liikumise kiirus. Aurustumist mõjutab õhu niiskus. Mida väiksem on suhteline niiskus seda rohkem eraldub soojust ja vastupidi. Kui juures suhteline niiskus on suur siis tuntakse ennast mugavalt . Inimese soojust eritust iseloomustab graafik (lk 4 joonis 22).
Soojus hulk mis inimene annab:
- tajutav soojus.
Soojus hulk mis antakse aurustamise teel
- varjatud soojus.
Inimese soojusliku mugavuse indeksit PMW ja see jagab inimese poolt tunnetavat soojust 7-sse astmesse.

Kuum 3

Soe 2

Kergelt soe 0

Kergelt jahe -1

Jahe -2

Külm -3
PDD – näitab rahulolematute protsenti(lk 7 joonis x).
Temperatuurid.
Enam levinud temp iseloomustatavateks parameetriteks on:

Kuiv termomeetri temp.
Märg termomeetri temp.
Keskmine kiirgus temp.
Tasapinna kiirgus temp.
Kiirguslik temp. asümmeetria.
Operatiivne temp.
Optimaalne temp.

Kesk ja Lõuna Euroopas pakutakse talvel +20 kraadi ja suvel +22. Alasti inimesele loetakse optimaalseks temp-ks +28 kraadi. Temp tunnetamine on individuaalne. Tegevuseta inimene tunnetab täpsusega 2 kraadi. Huvitava tegevusega inimene tunnetab täpsusega kuni 8 kraadi. Niiske õhk on parem soojus juht kui kuiv õhk. Mida suurem on õhu niiskus ruumis, seda kitsam on temp vahemik milles inimene ennast mugavalt tunneb. Ntx: Õhu suhtelise niiskuse juures 65% siis peaks temp olema +22 kraadi. Niiskusel 30% võib temp olla +26 kraadi. Õhu temp muutus ruumi kõrguse ulatuses oleneb kütmise viisist. Lagi ja põrant küttesüsteemid annavad kõige ühtlasema temp ruumis.
Keskmine kiirgus temp – on mõtteline inimest ümbritsevate pindade ühesugune temp mille korral inim keha kiirguslik soojusülekanne on võrdne tegelikule olukorrale vastava kiirgus leviga ja sõltub inimese paiknemisest ruumis ja pindade temp-st.
Keskmine radiatsioon temp kujutab endast ruumi kõikide pindade keskmise temp-ga(kaalutud keskmine).
Kiirguslik ruumi asümmeeria – selle asümmeetria seisukohalt on inimene kõige tundlikum sooja lae suhtes ja kõige vähem tundlikum sooja seina suhtes(vt lk 4B joonis 3). Ntx: kui kiirguslik asümmeertia on 10 kraadi siis sooja lae suhtes rahulolematuid 20% ja sooja seina suhtes 5%.
Operatiiv temp. – arvetab inimese soojus ülekannet kiirguse ja konvektsiooni kaudu. Ta võtab arvesse olukorra kus inimest ümbritseva piirdepindade(seinte) temp erineb ruumi temp-st. (vt Joonis 14 lk 3)
Lihtsamal juhul operatiiv temp
Optimaalne temp – on temp millega on ruumis rahul vähemalt 95% inimestest.
Õhu liikuvus – seda tuleb vaadelda alati koos temp-ga. Vabas õhus ei pööra inimene üldiselt erilist tähelepanu mõõdukale tuulele. Suletud ruumis on inimene aga küllalt tundlik ja saab liikumisest aru. Eriti häirivad õhu voolused mis on ruumi temp-st madalamad. See on suht subjektiivne. Õhu liikumise puudumine ruumis vähendab soojus ülekannet inimese kehalt. Tekib küllastunud niiskuse kiht. See vähendab soojusülekannet. Õhu kerge liikumine puhub selle kihi ära sealt. Kui aga õhu temp on madalam kehast siis hakkab õhk jahutama keha. Optimaalseks kiiruseks loetakse 0,15-0,25m/sec. Joonisel 29 lk 5 on toodud graafikud .
Lk 4 joonisel 26 on toodud ära kuidas õhu liikumis kiirus ja õhu temp koos mõjuvad inimesele.
Saaste ained ja nende mõju inimesele.
Allikad:

inimesed ise oma tegevusega.
Ehitus ja viimistlus materjalid(osa neist tootmisest maas tänu sellele ntx mistra , tekra jpm).
Süsihappegaas(), kerget tööd tegeval keskmisel inimesel on ~. Samuti tekib see tavalisel põlemisel(gaasipliit, küünlad jne).
Tolm, ruumis olev tolm koosneb väga mitmesuguse läbimõõduga osakestest. Mõned sadenevad kiiremini. Mõned langevad kiiremini 5m. Tolmu

80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla