PITANJA: I DEO TERMODINAMIKA Page 1 of 6
2. Skicirati jednostavno kompresiono rashladno postrojenje i dati njegov prikaz u (h,s) dijagramu stanja. Ako ovo postrojenje radi u režimu toplotne pumpe (KTP), napisati definiciju COP i objasniti njegovo značenje. Dvonamensko postrojenje prema levokretnom kružnom procesu sa četvorokrakom slavinom: Postrojenje u režimu hlađenja objekta (slika 1. levo) Postrojenje u režimu zagrevanja objekta (slika 1. desno) Slika 1.- Prikaz toplotnih pumpi. Levo - u režimu hlađenja, Desno u režimu grejanja. h-s dijagram + Q ε = & C, WNET > 0, (Koeficijent hlađenja), WNET Q ε = &, WNET > 0, (Koeficijent grejanja), W NET + W NET = W W (Neto snaga kružnog procesa), ε 0 ε C ε +1 = = ε C + 1 ε > 1 Toplota koja se odvodi od kružnog procesa veća je od snage koju smo doveli. I DEO TERMODINAMIKA Page 2 of 6
3. Napisati izraz za izračunavanje ukupnih toplotnih gubitaka kroz sve građevinske konstrukcije (pregrade) neke prostorije koja se zagreva. Objasniti fizičko značenje svih pojedinačnih članova i način kojim se dobijaju njihove vrednosti (sve za potrebe procene veličine transmisionih gubitaka). Transmisioni gubici toplote Gde je T -koeficijent transmisionog gubitka toplote, T (W/K) F xi -faktor korekcije temperature za i-ti građevinski elemenat U i -koeficijent prolaza toplote i-tog građevinskog elementa, W/(m 2 K) A i -površina i-tog građevinskog elementa,m 2 TB -koeficijent transmisionog gubitka zgrade usled toplotnih mostova u termičkom omotaču zgrade, (W/K) A-zbirna površina spoljnih građevinskih elemenata (termički omotač objekta-spoljne mere) 4. Na primeru jednoslojne homogene pregrade prikazati tri moguća scenarija difuzije vodene pare kroz pregradu. Za slučaj kondenzacije vodene pare u zoni-dati jednačinu za procenu količine kondenzovane vlage u konstrukciji. Slika 2. Prikaz tri moguća scenarija difuzije vodene pare kroz homogenu jednoslojnu pregradu I DEO TERMODINAMIKA Page 3 of 6
Kondenzacija u zoni: Dijagram difuzije za kondenzciju u sloju građevinskog elementa je prikazan na slici 2. ispod. Slika 3. Difuzioni dijagram za građevinski element sa kondenzacijom vodene pare u sloju Ovaj dijagram je dobijen u istom sledu koraka kao i u prethodnom slučaju. Povlačenjem tangenti iz tačaka p i i p e na liniju pritisaka zasićenja dobilo se da tangente dodiruju liniju pritisaka zasićenja u ravnima c 1 i c 2. U ovim ravnima parcijalni pritisci vodene pare se izjednačavaju sa pritiscima zasićenja (p s,c1, p s,c2 ). Do te ravni u stacinarnim uslovima difizije iz interijera gde je pritisak (p i ), razlikom pritisaka (p i - p s,c1 ) uzrokovana difuzijom stiže gustina difuzionog toka vodene pare g m1. Difuzioni tok prolazi kroz slojeve 1, 2 sa difuzionim ekvivalentima s d,1 i s d,1, jednačina 18. =, (18),, =,, (19) Od ove gustine difuzionog toka deo vodene pare se kondenzovao (g m '), a preostali deo se difuzijom kreće ka spoljašnjoj sredini (g m2 ), jednačina 19 i isprava. Gustina difuzionog toka g m2 je nastala kao posledica postojanja razlike pritisaka (p s,c2 - p e ). Difuzioni tok prolazi kroz sloj 4 građevinskog elementa koji pruža otpor kretanju vodene pare koji se izražava preko veličine s d,4. Količina kondenzovane vodene pare se izračunava prema relaciji 20. = (20) Ukupna količina kondenzovane vodene pare, g mz u kg/m 2, unutar građevinskog elementa na kraju perioda kondenzacije, dat je izrazom 21: = 24 (21) gde je d ukupno trajanje perioda kondenzacije vodene pare izraženo u danima. Prema Pravilniku za zonu A i B trajanje perioda kondenzacije vodene pare je 60 dana. I DEO TERMODINAMIKA Page 4 of 6
5. Praksa je pokazala da termičku izolaciju treba postavljati prema hladnijoj strani građevinska konstrukcije, a tzv parnu branu bliže toplijoj strani građevinske konstrukcije. Objasniti sve razloge da se ovo smatra važnom preporukom u vezi izbora strukture višeslojne građevinske konstrukcije. Uticaj postavljanja barijere prikazan je na slici iznad na primeru konstrukcije zida od četiri sloja: Krečni mailter na jednoj strani zida, Opeka, Termoizolacija, i Krečni malter na drugoj strani zida. Polje prilisaka je takvo da se između ravni K1 i K2 pojavljuje kondenzacije vodene pare. Međutim, ugradnjom parne barijere (sloj 5), polje priliska u zidu se menja i dolazi do povećanja parcijalnih pritisaka u delu zida ispred barijere (ali ne iznad pritisaka zasićenja), dok u delu zida iza barijere parcijalni pritisci vodene pare postaju znatno niži, tako da su izbegnuti uslovi za kondenzaciju. Postavljanje parne barijere između slojeva 1 i 2 bi ovde takođe sprečilo pojavu kondenzacije u sloju 3, međutim postavljanje iste na hladnoj strani zida (između sloja 3 i 4) uzrokovalo bi intenzivniju kondenzaciju nego što bi bila bez parne brane. Stoga bi trebalo da bude pravilo: parna brana se postavlja između slojeva što bliže toplijoj strani građevinske konstukcije, odnosno sa toplije strane termoizolacije. 6. Prema važećem Pravilniku stoji ovako: Proračun toplotne akumulativnosti netrasparentnih spoljnih građevinskih elemenata zgrada (spoljni zidovi, krovovi) za letnji period vrši se u skladu sa standardom SRPS U.J5. 530, korišćenjem sledećih veličina: Faktor prigušenja amplitude oscilacije temperature, ν[-]; Kašnjenje oscilacije temperature, η [h]. Ove veličine ograničene su najmanjim dozvoljenim vrednostima, datim u tabeli 3.2.1 i tabeli 3.2.2 Treba objasniti (definsati) smisao veličina iz Pravilnika,... I DEO TERMODINAMIKA Page 5 of 6
U teoriji toplotne stabilnosti pretpostavka je da se temperatura spoljnog vazduha (odnosno ekvivalentna temperatura) i toplotni fluks kroz površinu spoljnog građevinskog elementa menjaju (osciliraju) po zakonu kosinusoide. Promena temperature unutrašnje površine građevinskog elementa zahteva određeno vremensko razdoblje koje je potrebno za transport toplote od spoljne površine. Zato se promena temperature spoljne površine građevinskog elementa neće trenutno odraziti na temperaturu unutrašnje površine. Za zgradu je povoljno da je prigušenje temperaturnih oscilacija što veće i da je što veći fazni pomak. To osigurava vremenski ujednačenu temperaturu unutrašnje površine prostorija u zgradi. Svojstva koja određuju dinamičke karakteristike građevnog elementa su: Toplotna provodljivost λ [W/(mK)], Specifični toplotni kapacitet c, [J/(kg. K)], i Gustina materijala ρ, [(kg/m3)]. Veličina koja povezuje ova svojstva je toplotna difuzivnost ili temperaturska provodljivost a, [m2/s]. Ova veličina određuje toplotnu inerciju objekta, odnosno definiše brzinu kojom objekat reaguje promenom svoje temperature po celoj zapremini na pobudu iz okoline. I DEO TERMODINAMIKA Page 6 of 6