Inhaltsverzeichnis. Aufgaben Druckverlust. Aufgaben Druckverlust 2 Aufgaben Dimensionierung 5 Aufgaben Ventile 10 Aufgaben hydraulischer Abgleich 12

Transkript

1 Wärmeverteilung Inhaltsverzeichnis 2 Aufgaben Dimensionierung 5 Aufgaben Ventile 10 Aufgaben hydraulischer Abgleich Prof. Werner Betschart 1

2 Aufgabe 1: Druckverlust Lambda Durch ein Heizungsrohr strömt Heizungswasser mit folgenden Rahmenbedingungen: Wärmeleistung 150 kw Innendurchmesser 101 mm Vorlauftemperatur 45 C Rauhigkeit des Rohres mm Rücklauftemperatur 35 C spezifische Wärmekapazität kj/kgk Dichte kg/m 3 kinematische Viskosität 6.58E-07 m 2 /s Gesucht: 1. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in m/s. Geschwindigkeit m/s (Genauigkeit: 2 Kommastellen) 2. Berechnen Sie die Reynoldszahl. Reynoldszahl (Genauigkeit: 0 Kommastellen) 3. Bestimmen Sie die Rohrreibungszahl Lambda (Diagramm). R-Wert (Genauigkeit: 3 Kommastellen) Prof. Werner Betschart 2

3 Aufgabe 2: Druckverlust R-Wert Durch ein Heizungsrohr strömt Heizungswasser mit folgenden Rahmenbedingungen: Vorlauftemperatur 45 C Massenstrom kg/h Rücklauftemperatur 35 C Durchmesser 43.7 mm spezifische Wärmekapazität kj/kgk Rohhreibungszahl Dichte kg/m 3 Geschwindigkeit 0.42 m/s kinematische Viskosität 6.58E-07 m 2 /s Gesucht: 1. Berechnen Sie den dynamischen Druck in Pa. Dynamischer Druck Pa 2. Berechnen Sie R-Wert in Pa/m. R-Wert Pa/m (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Prof. Werner Betschart 3

4 Aufgabe 3: Druckverlust Wärmeleistung 15 kw Massenstrom kg/h Vorlauftemperatur 45 C Durchmesser 35.9 mm Rücklauftemperatur 35 C Geschwindigkeit 0.36 m/s spezifische Wärmekapazität kj/kgk dynamischer Druck Pa Dichte kg/m 3 R-Wert Pa kinematische Viskosität 6.58E-07 m 2 /s Summe Leitungslänge 35 m Gesucht: Berechnen Sie den Druckverlust in Pa. Druckverlust Pa (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Prof. Werner Betschart 4

5 Aufgabe 1: Vordimensionierung Ein Heizungsrohr in einer Heizungszentrale soll vordimensioniert werden. Folgende Rahmenbedingungen sind gegeben: Vorlauftemperatur 45 C Rücklauftemperatur 35 C Massenstrom 3446 kg/h 1. Dimension der Leitung in der Zentrale. DN (Diameter Nominal) werden: A) 1/2 B) 3/4 C) 32 D) 40 E) Prof. Werner Betschart 5

6 Aufgabe 1: Vordimensionierung Ein Heizungsrohr soll für den Heizflächenanschluss im entferntesten Raum vordimensioniert werden. Folgende Rahmenbedingungen sind gegeben: Vorlauftemperatur 45 C Rücklauftemperatur 35 C Massenstrom 86 kg/h 2. Dimension der Leitung für den Anschluss der Heizfläche (z.b. Heizkörper) DN (Diameter Nominal) werden: A) 3/8 B) 1/2 C) 3/4 D) 32 E) 40 F) Prof. Werner Betschart 6

7 Aufgabe 2: Bestimmung Zeta-Wert Abzweig abgerundet, Durchgang - Stromvereinigung Abzweig rechtwinklig, Durchgang - Stromvereinigung Abzweig abgerundet, Abzweig - Stromtrennung Abzweig rechtwinklig, Abzweig - Stromtrennung Bogen, r = 3d Schieber DN 25 Ventil DN 25 Verengung stetig 30 Thermometerstutzen Gesucht: Die Zeta-Werte für die Rohreinbauten. Abzweig abgerundet, Durchgang - Stromvereinigung Abzweig rechtwinklig, Durchgang - Stromvereinigung Abzweig abgerundet, Abzweig - Stromtrennung Abzweig rechtwinklig, Abzweig - Stromtrennung Bogen, r = 3d Schieber DN 25 Ventil DN 25 Verengung stetig 30 Thermometerstutzen (Genauigkeit: 2 Kommastellen) Prof. Werner Betschart 7

8 Aufgabe 3: Zuordnung Zeta-Wert Für eine Teilstrecke müssen die Zeta-Werte zugeordnet werden. 1. Für die Teilstrecke 2 (Vorlauf) muss der Zeta-Wert zugeordnet werden. A) a B) b C) c D) d Prof. Werner Betschart 8

9 Aufgabe 3: Zuordnung Zeta-Wert Für eine Teilstrecke müssen die Zeta-Werte zugeordnet werden. 2. Für die Teilstrecke 2 (Rücklauf) muss der Zeta-Wert zugeordnet werden. A) a B) b C) c D) d Prof. Werner Betschart 9

10 Aufgabe 1: k VS Situation im Labor Wassertemperatur 15 C Dichte kg/m 3 Volumenstrom m 3 /s Druck am Manometer kpa Druck am Manometer Pa Gesucht: Berechnen Sie den k VS -Wert k VS -Wert m 3 /h bar 0.5 (Genauigkeit: 2 Kommastellen) Prof. Werner Betschart 10

11 Aufgabe 2: k VS, Druckverlust, k V Ein Ventil wird in eine Heizungsanlage eingebaut. Folgende Daten des Ventils sind gegeben: k VS des Ventils 1.60 m 3 /h bar 0.5 Volumenstrom m 3 /h Gesucht: 1. Berechnen Sie den Druckverlust des Ventils bei offener Stellung in Pa. Druckverlust des offenen Ventils (Genauigkeit: 0 Kommastellen) 2. Berechnen Sie den Druckverlust des Ventils in der Zwischenstellung (k V -Wert = 0.8 m 3 /h bar 0.5 ) bei einem Volumenstrom von m 3 /h. Pa Druckverlust des Ventils in einer Zwischenstellung (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa 3. Auf welchen k V -Wert muss sich das Ventil einstellen, wenn ein Volumenstrom von 0.25 m 3 /h durchströmen soll und noch ein Druck von 5000 Pa zur Verfügung steht. k V -Wert des Ventils in einer Zwischenstellung m 3 /h bar 0.5 (Genauigkeit: 3 Kommastellen) Prof. Werner Betschart 11

12 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht Gesucht: 1. Berechnen Sie Volumenstrom durch die beiden Heizkörper. 2. Berechnen Sie den Druckverlust der Leitungen für die beiden Heizkörper. 3. Berechnen Sie den Druckverlust der beiden Thermostatenventile. 4. Berechnen Sie den Druckverlust der beiden Rücklaufverschraubungen am Verteiler. 5. Berechnen Sie den Gesamtdruckverlust der beiden Heizkörperanschlüsse. 6. Welcher Heizkörperanschluss muss statisch im Auslegungsfall abgeglichen werden? 7. Wie gross ist der Druckverlust, der abgeglichen werden muss? 8. Wie gross muss der Druckverlust der Rücklaufverschraubung sein, mit der abgeglichen wird? 9. Wie gross muss der kv-wert der Rücklaufverschraubung sein um die Druckdifferenz abzugleichen? Prof. Werner Betschart 12

13 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 1. Berechnen Sie Volumenstrom durch die beiden Heizkörper. Heizkörper 1 Heizkörper 2 m3/h bar0.5 Volumenstrom (Genauigkeit: 4 Kommastellen) m 3 /h Prof. Werner Betschart 13

14 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 2. Berechnen Sie den Druckverlust der Leitungen für die beiden Heizkörper. Heizkörper 1 Heizkörper 2 m3/h bar0.5 Druckverlust (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa Prof. Werner Betschart 14

15 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 3. Berechnen Sie den Druckverlust der beiden Thermostatenventile. Druckverlust m3/h bar0.5 Thermostatenventil (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa Heizkörper 1 Heizkörper Prof. Werner Betschart 15

16 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 4. Berechnen Sie den Druckverlust der beiden Rücklaufverschraubungen am Verteiler. Druckverlust m3/h bar0.5 Rücklaufverschraubung (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa Heizkörper 1 Heizkörper Prof. Werner Betschart 16

17 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 5. Berechnen Sie den Gesamtdruckverlust der beiden Heizkörperanschlüsse. Druckverlust m3/h bar0.5 Heizkörperanschluss (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa Heizkörper 1 Heizkörper Prof. Werner Betschart 17

18 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 6. Welcher Heizkörperanschluss muss statisch im Auslegungsfall abgeglichen werden? A) Heizkörper 1 B) Heizkörper Prof. Werner Betschart 18

19 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 7. Wie gross ist der Druckverlust, der abgeglichen werden muss? Heizkörper 1 Heizkörper 2 m3/h bar0.5 Druckverlust (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa Prof. Werner Betschart 19

20 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 8. Wie gross muss der Druckverlust der Rücklaufverschraubung sein, mit der abgeglichen wird? Druckverlust m3/h bar0.5 Rücklaufverschraubung (Genauigkeit: 0 Kommastellen) Pa Heizkörper 1 Heizkörper Prof. Werner Betschart 20

21 Aufgabe: Statischer hydraulischer Abgleich im Auslegezustand Im Auslegezustand muss die Hydraulik der beiden Heizkörperanschlüsse abgeglichen werden. Das heisst, die beiden Heizkörperanschlüsse müssen ab dem Verteiler den gleichen Druckverlust haben. Heizkörperanschlussdisposition für 2 Heizkörper in einem Bürogebäude Grundriss Ansicht 9. Wie gross muss der kv-wert der Rücklaufverschraubung sein um die Druckdifferenz abzugleichen? Heizkörper 1 Heizkörper 2 kv m3/h Rücklaufverschraubung bar0.5 (Genauigkeit: 4 Kommastellen) m 3 /h bar Prof. Werner Betschart 21

22 Prof. Werner Betschart 22

23 Prof. Werner Betschart 23