Løsningsforslag - Høgskolen i Narvik - hovedside
Løsningsforslag - Høgskolen i Narvik - hovedside
Løsningsforslag - Høgskolen i Narvik - hovedside
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