1 (11) Ventilations- och uppvärmn.system, optimering, 7,5 hp Provmoment: Tentamen Ladokkod: 41N06B Tentamen ges för: En2, allmän inriktning Tentamensdatum: 2015-06-03 Hjälpmedel: Miniräknare Tentamen består av två delar om vardera 30 poäng. Totalt kan maximalt 60 poäng erhållas. Under förutsättning att minst 10 poäng erhålls på vardera tentamensdelen ges följande betyg: 0 29 poäng: U 30 39 poäng: 3 40 49 poäng: 4 50 60 poäng: 5 Allmänna anvisningar Var noga med att redovisa eventuella antaganden och arbetsgången vid lösning av uppgifterna. Fullständiga beräkningar skall redovisas. Där så krävs, gör studenten egna antaganden vid lösandet av uppgifterna. Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in. Resultat tillgängligt i Ladok fr o m ca 4 veckor efter Tentamenstesen återlämnas! Lycka till! Ansvarig lärare: Per Andersson, tel 0707-41 77 41
2 (11) Del 1, bestående av 15 frågor om 2 poäng vardera 1 Ge exempel på lämpliga rörmaterial att använda i ett apparatrum (värmecentral, dock ej fjärrvärme) i en värmeinstallation (VP, VS). Redogör även för kännetecknande egenskaper (kostnader, hopfogningsmetoder etc) hos respektive rörmaterial. 2 Redogör för viktiga aspekter att beakta vid tappvarmvattenberedning med värmepump. Skissa systemförslag med funktionsbeskrivning. 3 Redogör för, med text och erforderliga skisser, varför en förhållandevis låg effekttäckningsgrad hos en basvärmekälla kan ge en relativt hög energitäckningsgrad. 4 I samband med värmepumpsanläggningar, förklara begreppet flytande kondensering och redogör för vad detta kan innebär för för- och nackdelar. (Systemskiss ej nödvändig.) 5 Redogör principiellt för, med text och erforderliga skisser, hur värmeavgivningen från en rörledning beror av rörisoleringens tjocklek. Förklara därefter hur optimal isolertjocklek kan bestämmas. 6 Diskutera behovet av avsäkring mot skadligt övertryck på sekundärsidan av en radiatorvärmeväxlare i en undercentral för fjärrvärme. 7 Redogör principiellt för utförande, funktion och egenskaper hos utrustning avsedd för energimätning i en undercentral för fjärrvärme. 8 Redogör för utförande, funktion och egenskaper hos ett slutet förtryckt expansionskär. 9 Redogör principiellt för bestämning av annuitet för ett investeringsprojekts nuvärde. Var noga med att redovisa erforderliga storheter och hur dessa påverkar lönsamheten. (Matematiska uttryck för nusummefaktor etc behöver ej redovisas.) 10 Diskutera principiellt metodik för bestämning av optimal (mest ekonomisk) dimension på en rörledning i ett VVS-system. 11 Redogör för kännetecknande egenskaper hos en regulator med PIfunktion. Motivera även lämplig applikation i ett VVS-system.
12 Redogör för kännetecknande egenskaper hos en regulator med PIDfunktion. Motivera även lämplig applikation i ett VVS-system. 13 Redogör principiellt för metodik för bestämning av lämplig storlek på en styrventil på primärsidan i en undercentral för fjärrvärme (t ex vid radiatorvärmeväxlaren). 3 (11) 14 Redogör principiellt för hur AMA används i samband med upprättande av bygghandlingar för en VVS-installation. 15 För att vid installation av frånluftsvärmepumpar (i t ex bostäder) erhålla hög energitäckningsgrad, dimensioneras systemet för låg förångningstemperatur. Diskutera vad detta medför driftmässigt och för utförandet av systemet för att klara samtliga uppkomna driftfall. Del 2, bestående av 6 uppgifter om 5 p vardera 1 Skall ej göras om Projektarbete 1 är godkänt. Markera detta i Beräkna riktade operativa temperaturen, vid utetemperaturen 20 C, 1 m framför fönstrets mittpunkt i rummet enligt figuren nedan. Lufttemperaturen kan sättas till 20 C, radiatortemperaturen till 50 C. För byggnadsdelarna gäller följande: Byggnadsdel U (W/(m 2 K) α insida (W/(m 2 K) Yttervägg 0,15 6 Fönster 1,10 8 Övriga byggnadsdelar är mot uppvärmt utrymme och har temperaturen 20 C. Givna vinkelkoefficienter: Radiator 0,06 Tak 0,135 Golv 0,074 Innervägg 0,063 resp 0,02 Yttervägg 0,29
4 (11) 2 Skall ej göras om Projektarbete 2 är godkänt. Markera detta i Beräkna SFP-talet för ventilationssystemet enligt figur nedan. Strömningshastigheten ska vara omkring 6 m/s och fläkverkningsgraden kan antas till 45 %. För dimensionerande sträcka gäller följande kanallängder (m): F A1 4 A2 A3 6 A4 B6 6 B6 B7 6 B7 B8 6 B8 B9 1 B9 B10 2 B10 B11 1 För tryckfallsnomogram, se bilaga.
5 (11) 3 Skall ej göras om Projektarbete 3 är godkänt. Markera detta i En villa, för en normalfamilj om 4 personer och belägen på en ort med årets normaltemperatur 7 C (varaktighetsdiagram i bilaga), har en golvarea på 150 m 2. Villan är försedd med FTX-system, dimensionerat för luftmängder enligt BBR. Vid utetemperatur -10 C och frånluftstemperatur 20 C uppmättes tilluftstemperatur efter VVX till 11 C. Tilluften eftervärms vid behov med luftvärmare till 17 C. För transmissionen visar beräkningar att ΣUA = 0,15 kw/c. Beräkna villans årsenergibehov för värme, ventilation och tappvarmvatten. Antag därvid att uppvärmningen avbryts vid utetemperatur > 17 C. 4 Skall ej göras om Projektarbete 4 är godkänt. Markera detta i Skissa flödesschema och upprätta funktionsbeskrivning för ett bivalent värmesystem med värmepump och fjärrvärme som produktionsenheter. Antag fast kondensering för värmepumpen och enstegskopplad undercentral för fjärrvärme. Använd sedvanliga symboler och beteckningar. Det behöver endast medtagas rörledningar, apparater och komponenter nödvändiga för att förståelse för systemet ska erhållas. 5 Skall ej göras om Projektarbete 5a är godkänt. Markera detta i a) Skissa flödesschema och upprätta funktionsbeskrivning för ett vattenburet värmesystem till en villa. Den värmeproducerande enheten är en elpanna med VVB. b) Värmesystemet kompletteras med en bergvärmepump. Skissa nytt flödesschema och upprätta funktionsbeskrivning för värmesystemet. Använd sedvanliga symboler och beteckningar. Det behöver endast medtagas rörledningar, apparater och komponenter nödvändiga för att förståelse för systemet ska erhållas.
6 (11) 6 Skall ej göras om Projektarbete 5b är godkänt. Markera detta i Tag fram ett uttryck för nedkylningsförloppet för en ackumulatortank med värmevatten av temperatur 90 C och omgivningstemperatur 20 C. Tanken är cylindrisk med höjd 1700 mm och volym 500 l. Bestäm därefter erforderlig isolertjocklek för att erhålla teoretisk nedkylningstid 4 dygn från 90 C till 40 C.
7 (11) Bilaga Varaktighetsdiagram
8 (11)
Tryckfallsnomogram 9 (11)
10 (11)
11 (11)