13.10.2013 Views

Løsningsforslag - Høgskolen i Narvik - hovedside

Løsningsforslag - Høgskolen i Narvik - hovedside

Løsningsforslag - Høgskolen i Narvik - hovedside

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Løsning til eksamen i Side 1 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

Fag 6027 VVS-teknikk<br />

Eksamen 27. mai 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

Oppgave A (40%)<br />

a) Systemskisse<br />

1<br />

Rist<br />

Rist<br />

Kommentar til figur 1:<br />

S<br />

M<br />

S<br />

M<br />

BF : Befukter<br />

Viftevakt<br />

M<br />

Filtervakt<br />

EVB : Ettervarmebatteri<br />

F : Filter<br />

KB : Kjølebatteri<br />

LF : Lydfelle<br />

R : Regulator<br />

S : Avstengningsspjeld<br />

VB : Varmebatteri<br />

VGV: Varmegjenvinner<br />

F<br />

VGV<br />

<strong>Løsningsforslag</strong><br />

Frostvakt<br />

M<br />

Frostvakt<br />

(FV)<br />

9<br />

2 3 5<br />

VB KB<br />

M<br />

Filtervakt<br />

Figur 1: Systemskisse<br />

I systemskissen er det antydet at det benyttes doggpunktsregulering, siden lufttemperaturen etter<br />

varme-/kjølebatteriet måles/reguleres. Annen løsning (uten doggpunktsregulering) godtas også,<br />

eksempelvis regulering ut fra målt relativ fuktighet i tilluftskanal. Varmegjenvinner, varme- og<br />

kjølebatteri styres i sekvens.<br />

F<br />

M<br />

4<br />

BF<br />

FV FV<br />

R<br />

M<br />

EVB<br />

KB<br />

LF<br />

Viftevakt<br />

6<br />

M<br />

M<br />

R<br />

LF<br />

Temperatur<br />

7<br />

Avtrekk<br />

Rom<br />

8<br />

Tilluft


Løsning til eksamen i Side 2 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

b) Forløp i hx-diagram – vinterforhold<br />

Siden viftemotor er plassert i luftstrømmen vil motorvarmen bli overført til luften. Normalt<br />

betyr dette en temperaturøkning i størrelsesorden 1-2 °C.<br />

Prinsippielt forløp i hx-diagram:<br />

VB<br />

VGV<br />

t [°C]<br />

23.5<br />

Effekt fra varmegjenvinner (VGV):<br />

PVGV = ml<br />

⋅<br />

( h2<br />

1<br />

Effekt over varmebatteri (VB):<br />

PVB = ml<br />

⋅<br />

Effekt over kjølebatteri (KB):<br />

Effekt over ettervarmebatteri (EVB):<br />

18<br />

16.5<br />

11.6<br />

-15<br />

PKB = 0 kW<br />

PEVB = ml<br />

Figur 2: Forløp i hx-diagram, vinterforhold<br />

− h )<br />

( h3<br />

− h2<br />

⋅<br />

2<br />

1<br />

0.4<br />

3<br />

)<br />

( h6<br />

5<br />

− h )<br />

4<br />

φ =0.3<br />

7<br />

6.4<br />

φ<br />

6<br />

5<br />

=0.5<br />

EVB<br />

Temperaturøkning,<br />

tilluftsvifte<br />

φ<br />

=1.0<br />

x [g vann/kg luft]


Løsning til eksamen i Side 3 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

c) Forløp i hx-diagram – sommerforhold<br />

Vifte<br />

EVB<br />

Effekt fra varmegjenvinner (VGV):<br />

Effekt over varmebatteri (VB):<br />

Effekt over kjølebatteri (KB):<br />

Kommentar:<br />

P VGV<br />

P VB<br />

t [°C]<br />

= 0<br />

= 0<br />

Figur 3: Forløp i hx-diagram, sommerforhold<br />

Varmegjenvinneren kan på varme dager brukes til kjøling av tilluften (kuldegjenvinning). Dette kan evt<br />

tegnes inn i hx-diagrammet ovenfor.<br />

d) Roterende VGV<br />

26<br />

18<br />

16.5<br />

ADP<br />

kW<br />

kW<br />

PKB = ml<br />

⋅<br />

( h − )<br />

3 h4<br />

Fordeler og ulemper:<br />

- høy virkningsgrad<br />

- ingen rørtilkobling<br />

- kan overføre lukt (evt fukt) og forurensninger<br />

- avtrekks- og tilluftsside må plasseres sammen pga felles varmeflate<br />

6<br />

7<br />

6.4<br />

φ<br />

4<br />

=0.5<br />

5<br />

h4<br />

φ =0.8<br />

1<br />

2<br />

3<br />

h3<br />

φ<br />

=1.0<br />

x [g vann/kg luft]


Løsning til eksamen i Side 4 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

Roterende varmegjenvinner kan overføre forurensninger og lukt til tilluften fra avtrekksluften.<br />

Dette kan ha konsekvenser for innemiljøet. Overføringen kan skje på to forskjellige måter:<br />

1) Lekkasje (avhengig av trykkforholdene på avtrekks- og tilluftsside, dvs. vifteplassering)<br />

2) ’Carry-over’ (avtrekksluften som befinner seg i varmeflaten avgis til tilluften). Roterende<br />

varmegjenvinnere har som regel renspylingssektor, så dette er sjelden noe problem.<br />

Viftenes plassering har som sagt betydning for innemiljøet, men de har også betydning for<br />

energiforbruket dersom viftemotorene er plassert i luftstrømmen. Alternative vifteplasseringer<br />

er vist i figur 3:<br />

A B<br />

C D<br />

Figur 4: Vifteplassering<br />

Alternativ A er mest gunstig mht overføring av forurensninger og lukt (innemiljø), men<br />

samtidig den minst energieffektive.<br />

Alternativ B og C er mindre gunstige mht til innemiljø enn A, men samtidig mer<br />

energieffektive.<br />

Bruk av alternativ C medfører fare for overføring av lukt og forurensninger. Dette er imidlertid<br />

den beste løsningen mht energi.<br />

Ved bedømmelse av denne oppgaven legges det hovedsakelig vekt på følgende:<br />

• Fornuftig plassering av komponenter i ventilasjonsanlegg<br />

• Bruk av hx-diagram<br />

• Forståelse av roterende gjenvinnere


Løsning til eksamen i Side 5 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

Oppgave B<br />

Beregner rommets absorpsjonsareal:<br />

Beregner romkonstanten:<br />

Figur 5<br />

Tar ut retningsfaktoren fra figur 4.10.3 s. 179 (kurve C, φ =45°) i kompendiet):<br />

Frekvens [Hz]: 250 500<br />

Frekvens·√(ventiltverrsnitt) [Hzm]: 61 122<br />

Retningsfaktor, Q: 3.6 3.6<br />

Benytter følgende formel for beregning av lyddempning i rommet:<br />

hvor n = 2 (antall lydkilder med samme styrke) og r = 3 m. Vi kan nå sette opp følgende<br />

tabell:<br />

Frekvens [Hz]: 250 500<br />

Målt lydnivå like etter vifte (punkt 1) [dB]: 81 80<br />

Resulterende dempning, kanaler [dB]: 0 0<br />

Resulterende dempning, lydfelle [dB]: -15 -20<br />

Lydtrykknivå i punkt 2 [dB]: 66 60<br />

Resulterende dempning, ventil [dB]: -16 -15<br />

Lydtrykknivå i punkt 3 og 5 [dB]: 50 45<br />

Korreksjon pga avstand, retning og<br />

-1 -1<br />

romdempning [dB]:<br />

A-filter: -9 -3<br />

A-veid lydtrykknivå i punkt 4 [dBA]: 40 41<br />

Resulterende, A-veid lydtrykknivå:<br />

5<br />

Ventil<br />

ROM<br />

L p,<br />

4<br />

45°<br />

4<br />

45°<br />

Ventil<br />

3<br />

2<br />

Lydfelle<br />

V 40<br />

A = 0 . 16 ⋅ = 0.<br />

16 ⋅ = 8.<br />

0<br />

T 0.<br />

8<br />

e<br />

A 8<br />

R = = = 11.<br />

4 m<br />

1 − α 1−<br />

0.<br />

3<br />

= L<br />

Lp N<br />

=<br />

10 ⋅ log<br />

+<br />

2<br />

m<br />

2<br />

sabin<br />

⎛ Q 4⋅<br />

n ⎞<br />

⋅ log⎜<br />

+ ⎟<br />

⎝ 4⋅π<br />

⋅r<br />

R ⎠<br />

10 2<br />

40/<br />

10 41/<br />

10<br />

( 10 + 10 ) = 43.<br />

5 dBA<br />

1<br />

sabin<br />

Vifte


Løsning til eksamen i Side 6 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

Ved bedømmelse av denne oppgaven legges det hovedsakelig vekt på følgende:<br />

• Systematisk fremgangsmåte ved håndregning av lyd i ventilasjonsanlegg<br />

• Logaritmisk addisjon<br />

Oppgave C<br />

Trykkleveranse<br />

ΔP max<br />

Pumpekarakteristikk<br />

III<br />

Q<br />

3<br />

II<br />

Q<br />

2<br />

Figur 6<br />

Q<br />

max<br />

Arbeidspunkt<br />

Luftmengde<br />

a) Struping av ventil VB: (se figur 6)<br />

Når ventil VB strupes til ny verdi, økes strømningsmotstanden i systemet slik at<br />

vannmengden reduseres. Anleggskarakteristikken forskyves mot venstre. Pumpen reduserer<br />

samtidig turtallet slik at et konstant differansetrykk opprettholdes (punkt II på figur 6).<br />

b) Struping av ventil VC:<br />

Når ventil VB strupes til ny verdi, økes strømningsmotstanden ytterligere slik at vannmengden<br />

reduseres. Anleggskarakteristikken forskyves mer mot venstre. Pumpen reduserer turtallet<br />

slik at et konstant differansetrykk opprettholdes (punkt III på figur 6).<br />

c) Struping av ventil VA:<br />

Når ventil VA strupes til ny verdi, forblir trykkdifferansen over pumpen uendret. Kurs A har en<br />

4-ports shuntkobling og trykkforholdene på sekundærsiden skal, ideelt sett, være uavhengige<br />

av trykkforholdene på primærsiden (pumpesiden). Anleggskarakteristikken blir liggende der<br />

den er og pumpen holder samme turtall (punkt III på figur 6).<br />

n 3<br />

I<br />

n 2<br />

Anleggskarakteristikk<br />

n 1


Løsning til eksamen i Side 7 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

d) Ekspansjonsanlegg og sikkerhetsventiler:<br />

Alle vannbårne varmeanlegg skal ha sikkerhetsventiler og ekspansjonsmuligheter da vannet<br />

utvider seg/krymper ved endring av temperaturen. Når ekspansjonsvolumet er brukt opp,<br />

skal sikkerhetsventilene åpne ved innstilt trykk, slik at ikke komponenter ødelegges i<br />

systemet. Det finnes to hovedtyper ekspansjonsanlegg:<br />

1) Lukkede anlegg<br />

2) Åpne anlegg.<br />

I dag benyttes utelukkende lukkede ekspansjonsanlegg.<br />

Funksjon: se figur 7 nedenfor.<br />

p1 = ladetrykk<br />

e) Vannbåren varme<br />

Fordeler og ulemper:<br />

vann<br />

luft<br />

Figur 7<br />

- Energifleksibelt – kan benytte elektrisitet, olje, biobrensel, fjernvarme, varmepumpe – alt<br />

etter hva som er billigst.<br />

- Akkumuleringsmuligheter – kan akkumulere energi over tid til bruk i perioder hvor stor<br />

effekt normalt kreves. Man kan på denne måten redusere effekttopper og spare mye.<br />

- Dyrt i anskaffelse og installasjon. Krever regelmessig vedlikehold.<br />

p<br />

p2=sluttrykk<br />

Ved bedømmelse av denne oppgaven legges det hovedsakelig vekt på følgende:<br />

• Forståelse av pumpe- og anleggskarakteristikker<br />

• Forståelse for endring av strømningsmotstander i rørnettverk<br />

• Hensikt og funksjon av ekspansjonstanker og sikkerhetsventiler<br />

• Energifleksibilitet ved vannbåren varme<br />

Ekspansjons-<br />

volum<br />

(sikkerhetsventilens blåsetrykk)


Løsning til eksamen i Side 8 av 8<br />

Fag 6027 VVS-teknikk 1999 <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> - Sivilingeniørutdanningen<br />

Oppgave D<br />

a)<br />

Samtidighet ved dimensjonering av sanitæranlegg betyr kort sagt å ta hensyn til at ikke alle<br />

utstyr er i bruk samtidig. WC, servanter, dusjer etc vil aldri brukes på samme tid. Dermed kan<br />

rørdimensjonene reduseres betraktelig ved at man benytter maksimal sannsynlig (samtidig)<br />

vannmengde framfor sum normalvannmengder som dimensjonerende. Beregningsgrunnlaget<br />

for samtidighet tar utgangspunkt i statistiske metoder. (sannsynlighetsregning).<br />

b)<br />

Summerer normalvannmengdene og finner maksimal sannsynlig vannmengde fra figur 19<br />

kurve A i NR:<br />

Strekk: d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8<br />

Sum normalvannmengde<br />

0 0.9 1.8 2.7 4.5 12.9 14.7 23.1 23.1<br />

Sanns maks<br />

vannmengde<br />

0 0.9 1.8 1.8 1.8 1.8 1.9 2.4 2.4<br />

Minste dimensjon for stående ventilert ledning er 90 mm for sum normalvannmengde inntil<br />

26 liter/s (se fig 20 i normalreglementet – NR). Dog ikke mindre dimensjon enn største<br />

sideledning.<br />

Minste dimensjon for wc-avløp er 90 mm. (se side 26 i NR)<br />

For d8 (liggende ventilert avløpsledning av støpejern) benyttes figur 22 i NR: Med et<br />

minimum fall på 1:60 fås d8 = 110 mm.<br />

Følgende tabell kan settes opp:<br />

Strekk: d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8<br />

Dim [mm] 90 90 90 90 90 90 90 90 110<br />

Ved bedømmelse av denne oppgaven legges det hovedsakelig vekt på følgende:<br />

• Forståelse av samtidighet<br />

• Bruk av normalreglementet<br />

Integrert Bygningsteknologi, 99.06.01<br />

Bjørn R. Sørensen

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!