HVAC-systeem: Pakket van eisen

Created by

@ModestBandura

Study Notes

Binnenklimaat: programma van eisen

Het programma van eisen is het eerste stap in het ontwerpen van een HVAC-systeem.
Dit programma legt de functionele eisen vast waaraan een installatie moet voldoen.
Het programma van eisen biedt een kader om deze eisen te kwantificeren naar meetbare eisen.

Comfort en kwaliteit van het binnenklimaat

Het binnenklimaat wordt bepaald door de warmte- en koelvraag, alsook de ventilatiebehoeftes.
Deze hangen af van de isolatiegraad en luchtdichtheid van het gebouw, maar ook van de bewoners (interne winsten, gewenste binnentemperatuur, luchtkwaliteit, …) en de omgeving (weer, aanpalende huizen, …).
Het comfort wordt bepaald door de thermische, akoestische, visuele en andere aspecten.

Afbakening bepaling binnenklimaat

Het binnenklimaat wordt bepaald door de thermische behaaglijkheid en de kwaliteit van de lucht.
Het binnenklimaat is een combinatie van comfort en kwaliteit.

Thermisch comfort

Het thermisch comfort is de mate waarin een persoon zich behaaglijk voelt in een ruimte.
De definitie van thermisch comfort is gebaseerd op de ASHRAE-standaard 55-56.
Het thermisch comfort wordt gemeten door middel van een thermische schaal.
Degemiddelde score wordt beschouwd als de 'objectieve' parameter voor thermisch comfort.

Model voor het globaal thermisch comfort

Het model van Fanger is gebaseerd op de warmtebalans van het lichaam.
De warmtebalans wordt beïnvloed door diverse comfortparameters, zoals persoonsgebonden parameters (activiteit en kleding) en gebouwgebonden parameters (luchttemperatuur, gemiddelde stralingstemperatuur, luchtsnelheid en relatieve vochtigheid).
Het resultaat van het model, de voorspelde gemiddelde uitspraak (PMV), is een getal tussen -3 en +3 dat de gemiddelde thermische waardering van een grote groep voorspelt.

Comfortparameters

Kleding: de warmteweerstand van de kleding wordt uitgedrukt in de eenheid 'clo' (1 clo = 0,155 m²K/W).
Metabolisme: het metabolisme wordt uitgedrukt in 'met' (1 met = 58,2 W/(m² lichaamsoppervlak)).
Luchtsnelheid: de luchtsnelheid heeft invloed op de warmteoverdracht tussen het lichaam en de omgeving.
Relatieve vochtigheid: de relatieve vochtigheid heeft invloed op de warmteoverdracht tussen het lichaam en de omgeving.

Berekening van het thermisch comfort

De PMV wordt berekend door middel van de volgende formule: 𝑃𝑀𝑉 = (0,303𝑒 −2,100∗𝑀 + 0,028) ∗ [(𝑀 − 𝑊) − 𝐻 − 𝐸𝑐 − 𝐶𝑟𝑒𝑠 − 𝐸𝑟𝑒𝑠 ]
De verschillende termen staan hierbij respectievelijk voor het metabolisme, het effectief mechanisch vermogen, de voelbare warmteverliezen, de warmteuitwisseling door verdamping op de huid, de convectieve warmteoverdracht bij ademhaling en de verdampingswarmte bij ademhaling.Here are the study notes:

Lichaamsactiviteit

Verschillende lichaamsactiviteiten worden gespecificeerd:
- Rusten: 0,8-1,2 met
- Licht werk: 1,2-1,6 met
- Normaal werk: 1,6-2,0 met
- Zwaar werk: 2,0-2,8 met
- Zeer zwaar werk: 2,8-4,0 met

Operatieve temperatuur

De operatieve temperatuur is de uniforme temperatuur van een imaginaire zwarte doos waarin een gebruiker dezelfde convectieve en stralingsuitwisseling kent als in een reële niet-uniforme omgeving.
In de praktijk wordt voor de operatieve temperatuur of gevoelstemperatuur vaak het gemiddelde van de luchttemperatuur en gemiddelde stralingstemperatuur genomen.

Luchtsnelheid

Voor het model van Fanger (gemiddeld comfort) is de gemiddelde luchtsnelheid t.o.v.het lichaam van belang.

PMV-waarden

PMV-waarden worden gebruikt voor de waardering van het klimaat.
Tabellen en rekenvoorbeelden worden gebruikt om de PMV-waarden te berekenen.

Comfortklassen en praktische toepassingen

Er zijn drie comfortklassen: A, B en C.
De comfortklassen zijn gebaseerd op het maximaal aanvaardbare ontevredenen.

Lokaal discomfort

Lokaal discomfort kan worden veroorzaakt door:
- Tocht door te hoge luchtsnelheden en/of luchtturbulenties.
- Te grote verticale temperatuurgradiënt.
- Contacttemperatuur van de vloer te laag of te hoog.
- Te grote stralingsasymmetrie.

Draught Rate (DR)

De draught rate (DR) is de percentage ontevredenen door tocht.
De DR is afhankelijk van de luchtsnelheid en de turbugentie.

Verticale temperatuurgradiënt

Een te groot luchttemperatuurverschil tussen hoofd en enkels kan een thermische onbehaaglijkheid veroorzaken.

Vloercontacttemperatuur

De vloertemperatuur moet tussen 19°C en 26°C zijn.

Stralingsasymmetrie

Stralingsasymmetrie wordt veroorzaakt door verschillen in oppervlaktetemperaturen binnen één ruimte.

Temperatuursveranderingen

Thermische omstandigheden zijn zelden stabiel, maar eerder variabel.
Er zijn drie soorten temperatuursveranderingen: cyclische veranderingen, drifts en ramps, en overgangsfluctuaties.

Lange termijn evaluatie van de thermische omstandigheden

Er zijn vijf methodes om de meetgegevens of computersimulaties te evalueren:
1. Percentage van uren dat PMV of temp. buiten toelaatbare zone was.
2. Tijd gewogen met factor die weergeeft hoeveel de overschrijding in °C was.
3. Tijd gewogen met factor functie van PPD of GTO-methode genoemd.
4. Gemiddelde PPD over tijd.
5. Som van PPD’s over een bepaalde tijd.

Description

Ontwerp een volledig HVAC-systeem door het programma van eisen te begrijpen. Het programma van eisen legt de functionele eisen vast voor een installatie en biedt een kader aan om deze te kwantificeren naar meetbare eisen.

HVAC-systeem: Pakket van eisen

Podcast

Questions and Answers

Wat is het doel van het 'programma van eisen' bij het ontwerpen van een HVAC-systeem?

Thermisch comfort is gedefinieerd als tevredenheid met de thermische omstandigheden.

Welke parameters beïnvloeden de warmtebalans van het lichaam volgens het comfortmodel van Fanger?

Wat is de formule voor het berekenen van de PMV(-)?

Wat is de eenheid waarmee de warmteweerstand van kleding wordt uitgedrukt?

Wat is het metabolisme van een zittend persoon in rust, uitgedrukt in 'met'?

De operatieve temperatuur en de luchttemperatuur zijn altijd gelijk aan elkaar.

Vrouwen dragen vaak kleding met een lagere warmteweerstand dan mannen. In de zomer is de gemiddelde warmteweerstand van kleding zonder kledingvoorschriften ___ clo.

Wat is de gemiddelde stralingstemperatuur in Voorbeeld 1.3 als de luchttemperatuur 25,5 °C is?

Wat zijn mogelijke oorzaken van lokaal discomfort volgens de tekst? (Selecteer alle juiste antwoorden)

Wat wordt aangegeven als de ideale gemiddelde luchtsnelheid om klachten over tocht te verminderen?

True or False: Bij asymmetrische straling kan lokaal discomfort ontstaan door grote ramen of verwarmings- / koelplafonds.

Wat is de maximale snelheid van temperatuurwijzigingen volgens ISO 7730:2005? Maximaal ___ °C/h.