Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 9. Sept. 1936 - Om intermittent uppvärmning av byggnader, av Torsten Henning
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Elektroteknik
fås, att temperaturen efter ytterligare en timme sjunker
ned till + 4,i°C. En fullständig avkoppling av effekten
skulle alltså helt omintetgöra uppvärmningen.
Vi söka i stället den effekt, som erfordras för att
temperaturen efter ytterligare en timmes förlopp, dvs
t — 9, fortfarande skall vara = 15°. Genom liknande
superposition fås densamma == 60,3 kal/tim. 96,5 % av
hela effekten erfordras alltså i detta fall för lokalens
varmhållning. Hela energiåtgången vid direktverkande
effekt blir således minst 560 kal.
Innan vi övergå till uppvärmning med ackumulerande
effekt, skola vi utvälja en lämplig radiator för
densamma. Vi antaga t. e. täljstenskaminer med 5 cm
godstjocklek. För täljsten kunna vi antaga A = 1,5 och
r= 0,00346. a antages något högre än för väggarna,
säg a= 9. I är = 0,05. Vi få alltså al : 1 = 0,3, dvs. den
avgivna effekten kommer att variera efter den kurva,
som i fig. 7 är betecknad med 0,3.
Det gäller nu att approximativt ersätta denna kurva
med en exponentialfunktion av formen 1 — e~
samt bestämma ß och t0 dvs. den i problem 9 berörda
an-sättningstiden. Vi utvälja 2 punkter på kurvan och få
efter några enkla räkningar ß = 0,S8 och t0 = 0,13.
överensstämmelsen med den verkliga kurvan blir
praktiskt taget fullständig.
Sedan sålunda effektens karakteristiska konstanter
äro kända, tillämpa vi ekv. 5 och få därav effekten =
= 71,7 kal/tim. Om denna effekt avkopplas vid t = 8,
fortsätter tydligen temperaturen att stiga under hela
an-sättningstiden, vid vars slut, t = 8,13, värdet +15,2°
uppnås. Därefter börjar emellertid temperaturen att
falla, och genom superposition fås, att densamma en
timme efter avkoppling, dvs. vid t = 9, har sjunkit ned
till + 12,3°.
Denna sluttemperatur kan visserligen synas låg, men
det uppstår här inga hastiga temperaturfall nted ty
åtföljande luftdrag, vilka tillsammans ge en stark
förnimmelse av kyla. Avsvalningen sker så småningom
och hinner därför helt eller delvis — beroende på
antalet personer i lokalen — att kompenseras genom den
värme, som menigheten själv avgiver. En fullständig
avkoppling av effekten vid samma tidpunkt som lokalen
skall tagas i bruk, skulle därför sannolikt kunna
tolereras. Energiåtgången blir = 8 • 71,7 = 574 kal, dvs.
endast 2,5 % mera än vid direktverkande effekt.
Gentemot ackumulerande element brukar ibland
invändas, att den värme, som stannar kvar i själva
elementen, sedan menigheten lämnat lokalen, ju är helt
förlorad. Denna energimängd kunna vi lätt bestämma
genom integration av effektkurvan, och den blir i detta
fall = 128 kal. Men som vi förut sett, har själva
acku-muleringen endast kostat oss 574 — 560 = 14 kal extra.
Endast 11 % av den i elementen kvarstående energien
kan därför betecknas som "förlorad"!
Förklaringen härtill ligger givetvis i att väggarna
vid uppvärmning med ackumulerande effekt ej bli så
genomvärmda som med direktverkande effekt.
Vid användning av radiatorer med högre
ackumule-ringsgrad ökas effekt- och energiförbrukningen, men i
gengäld blir systemet mera okänsligt gentemot avbrott.
Välja vi exempelvis täljstenens godstjocklek = 6,7 cm,
fås den effektkurva, som i fig. 7 betecknas med 0,4.
Effekten blir = 78,o kal/tim. och temperaturen uppnår
sitt maximivärde = + 15,3° 0,2 tim. efter avkoppling.
1 tim. efter avkoppling fås + 13,4°. Energiåtgången
blir = 632 kal, alltså 13 % mera energi än vid
direktverkande effekt. Den i elementen kvarstående energien
uppgår till 203 kal, 36 % därav är alltså "förlorad".
Välja vi slutligen 8,3 cm godstjocklek, motsvarande
kurvan 0,5, blir effekten = 88,3 kal/tim.
Maximitemperaturen = + 15,4° uppnås 0,42 tim efter avkoppling, och
sluttemperaturen blir = + 14,6°. Energiåtgången blir
här = 707 kal, dvs. 26 % mera än vid direktverkande
effekt, och av den kvarstående energien, 294 kal, är
50 % "förlorad".
I många fall behöver man icke känna byggnadens
temperatur-tid-funktion; man väljer
ackumulerings-graden på känn och problemet inskränker sig sedan till
att bestämma uppvärmningseffekten. Man kan då räkna
varje material för sig och skulle alltså för ifrågavarande
fall kunna tillämpa den betydligt enklare ekv. 3.
Fönstereffekten, TV/, vid ackumulerande element
dimensionera vi försöksvis helt enkelt efter
förhållandena i slutstadiet, dvs W/(l — e~ßt) = fk (15 + 20).
Vi få på detta sätt effekterna 71,7, 78,4 och 87,6
kal/tim. vid resp. 5,0, 6,7 och 8,3 cm täljstensgods i
stället för de riktiga värdena 71,7, 78,9 och 83,3 kal/tim.
Effekterna bli alltså en obetydlighet för låga.
För att närmare klarlägga denna avvikelse vilja vi
undersöka, huruvida väggarnas uppvärmning påverkas
av fönstren, och för enkelhets skull räkna vi då med
direktverkande effekt. Om nu byggnaden saknade
fönster, skulle alltså väggens energiförbrukning
erhållas enligt ekv. 1. Vid närvaro av fönster fås väggens
energiförbrukning genom integrering av ekv. 4, sedan
dock först fönstereffekten separerats därur.
Antages som förut betongvägg samt /fc = 0,25, så
visar det sig, att väggens energiförbrukning vid 8
timmars uppvärmning ökas med 0,8 % under fönstrens
inverkan och med 1 % vid 16 timmar. För trävägg bli
motsvarande siffror 2 resp. 2,5 %.
Förklaringen till detta fenomen är, att fönstrens andel
i den totala effekten under uppvärmningens gång
alltmera ökar, så att vid t. e. fronstant totaleffekt väggens
andel ständigt kommer att sjunka. Värmemängdens
tyngdcentrum kommer därför vid uppvärmningstidens
slut att ligga längre in i väggen, än vad fallet blir vid
uppvärmning med konstant effekt. För att i båda fallen
få samma lufttemperatur kräves därför i förra fallet
mera energi. Fönstren förorsaka alltså vid intermittent
uppvärmning icke blott direkta utan även indirekta
värmeförluster.
Värmebalans och drag.
Ett viktigt problem inom uppvärmningstekniken, i
synnerhet när det gäller intermittent uppvärmda
byggnader, är beräkning av värmebalansen, dvs.
dimensionering och utplacering av de enskilda värmekropparna
med hänsyn till det lokala värmebehovet inom
byggnaden. En placering av värmekropparna i strid mot
denna princip förorsakar nämligen, att
värmetransporterna, dvs. de termodynamiskt betingade
luftrörelserna, få vidsträckt omfattning och uppnå höga
hastigheter. Det uppstår m. a. o. drag.
Ju större en byggnad är, och ju hastigare den skall
uppvärmas, desto mera labil blir luftens jämvikt och
desto fullständigare måste fordringarna på
värmebalans uppfyllas. Särskilt i kyrkoelektrifieringens
tidigare skede var värmebalansen ett tämligen okänt
begrepp. Det kunde t. e. förekomma, att projektören
placerade samtliga element i kyrkornas bänkkvarter i
tanke att församlingen då skulle få det så varmt som
möjligt med användning av minsta möjliga
uppvärmningseffekt. Följden blev ett kallt drag från koret, och
detta drag kunde bliva så starkt, att användningen av
levande ljus omöjliggjordes. Det vanligaste sättet att
minska draget bestod i att helt enkelt taga till längre
uppvärmningstid samt avkoppla effekten någon timme
tidigare än som ursprungligen avsetts. Men denna
utväg är föga tilltalande, ty dels kan draget på detta sätt
icke fullständigt elimineras, dels blir
energiförbrukningen onödigt stor. Det enda riktiga sättet är att från
början beräkna uppvärmningsanläggningen så, att
betryggande värmebalans erhålles.
Det är ingenjör Halfdan Ericson vid Trollhätte
kraftverk, som för förf. påpekat sambandet mellan värme-
5 sept. 1936
153
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
