Byggnadens energisystem I

Question 1

I den internationella standarden ISO 7730 definieras den s.k. komfortekvationen. Utdata från denna är PMV och indata är de sex klassiska inneklimatparametrarna. Vad står PMV för, och nämn minst fyra av de sex inneklimatparametrarna.

Answer 1

PMV står för predicted mean vote.

Aktivitetsnivå
Lufttemperatur
Luftfuktighet
Lufthastighet
Beklädnad
Medelstrålningstemperatur

Question 2

Varför har man har övergått till 55/45 från 80/60°-system?

Answer 2

Då värmebehovet minskade i och med bättre isolerade hus.

Tanken var även att kunna ansluta värmekällor med låg temperatur som spillvärme, värmepumpar och solvärme.

Lägre förluster

Question 3

Vilka är drivkrafterna i ett s.k. S-ventilationssystem och vilka är dess för- och nackdelar?

Answer 3

Drivkraft: Termiska krafter. Temperaturskillnaden ute och inne vilket beror av densitetsskillnader.

Fördelar: Lite underhåll, tyst, ingen elförbrukning.

Nackdelar: Dålig ventilation på sommaren, överventilation på vintern, svårt att styra ventilationen, kommer in kall luft som måste värmas upp.

Question 4

Vilka är drivkrafterna i ett s.k. F-ventilationssystem och vilka är dess för- och nackdelar?

Answer 4

Drivkraft: Fläkt

Fördelar: Stabila flöden, klenare kanaler, litet underhåll, kan förses med VVX

Nackdelar: Risk för drag, risk för buller

Question 5

Vilka är drivkrafterna i ett s.k. FT-ventilationssystem och vilka är dess för- och nackdelar?

Answer 5

Drivkraft: Fläkt

Fördelar: God kontroll, VVX möjlig

Nackdelar: Dyrt, risk för buller

Question 6

Vid förbränning av ett bränsle i en panna så är det viktigt att luft tillförs processen i flera steg, varför?

Answer 6

Pga att man vill hålla lufttillförseln så låg som möjligt eftersom den luft som inte medverkar i förbränningen upphettas och ökar rökgasförlusterna.

Question 7

Vilket samband råder mellan s.k. statiskt tryck, dynamiskt tryck och totaltryck i t.ex en ventilationskanal

Answer 7

Pt=Pd+Ps

Question 8

Om trycket i en tappvatteninstallation sjunker av någon anledning finns risk för att förorenat vatten sugs in i rörsystemet (återströmning). Nämn minst tre vanliga sätt att förhindra sådan återströmning!

Answer 8

Luftgap: Ett gap mellan kran och handfat

Vakuumventil: Släpper in luft i ledningen vid ett visst undertryck

Backventil: Tillåter endast vattenflöde i en riktning

Question 9

Hur utrustas vattenburna värmesystem för att kunna ta hand om dels vattnets volymvariationer med temperaturen, dels i vattnet förekommande luft? Och vilka olika varianter finns det?

Answer 9

De utrustas med avluftningsventiler och expansionskärl. Där expansionskärlen kan vara antingen öppna eller stängda.

Question 10

Beskriv skillnaden mellan kalorimetriskt värmevärde och effektivt värmevärde

Answer 10

Skillnaden är att kalorimetriska värmevärdet beskriver värmeinnehållet per kg torrt bränsle medans det effektiva värmevärdet räknar med den ånga som följer med rökgaserna pga den höga temperaturen.

Question 11

Förklara vad EUT-5 betyder.

Answer 11

Extrem utetemperatur vilka underskrids en gång per 5 år

Question 12

Vad står PPD för och vad innebär det?

Answer 12

Predicted percentage dissatisfied. Det beskriver andelen missnöjda. Vanligtvis i samband med komfort.

Question 13

Vilka är huvuduppgifterna för ventilationen i bostad/kontor

Answer 13

Tillföra luft av acceptabel kvalite, föra bort olika typer av föroreningar, förhindra spridning av brand och andra föroreningar.

Question 14

Ventilationsbehovet styrs av olika faktorer, vilka?

Answer 14

Syrebehov, lukt, fukt, värme, andra föroreningskällor

Question 15

Vad är det lägsta luftflöde enligt BBR?

Answer 15

Om personer vistas i rummet: 0,35 l/s, m2
Om tomt: 0,1 l/s, m2

Question 16

Definiera mättnadstryck

Answer 16

Det högsta tryck en ånga kan anta innan den kondenserar

Question 17

Definiera relativa fuktigheten

Answer 17

Det aktuella ångtrycket dividerat med mättnadstrycket

Question 18

Vad innebär luftutbyteseffektivitet?

Answer 18

Ett mått på hur snabbt luften i ett rum byts i förhållande till det teoretisk möjliga

Question 19

Vad innebär ventilationseffektivitet och ventilationsindex?

Answer 19

Ventilationseffektivitet: Mått på hur effektivt föroreningar transporteras bort från vistelsezonen

Ventilationsindex: Ventilationsindex är ett mått på den lokala bortförseln av föroreningar

Question 20

Definiera de tre vanligaste ventilationssystemen

Answer 20

Självdrag, S-system
Drivkraft: termisk, densitetsskillnader mellan uteluft och inneluft skapar tryck

Frånluft, F-system
Drivkraft: fläkt, skapar undertryck inomhus så ny uteluft sugs in

Till- och frånluft med värmeåtervinning, FTX-system
Drivkraft: fläkt. med återvinning av frånluft

Question 21

Ge exempel på internvärme

Answer 21

Värme från andra källor exempelvis människor, belysning, apparater, solinstrålning

Question 22

Vad är DVUT?

Answer 22

Det står för Dimensionerande vinterutetemperatur. Vid dimensionering av radiatorer osv utgår man från en trolig lägsta utetemperatur. Baserad på ort och tidskonstant

Question 23

Vad är skillnaden på så kallad passiv och aktiv uppvärmning?

Answer 23

Passiv uppvärmning är uppvärmning som sker via ex solinstrålning, från människor eller från apparater. Dessa försöker man maximera vid byggande av hus och samtidigt minimera förluster.

Aktiv uppvärmning är den värmeproduktion som måste tillföras då den passiva inte räcker till. Kan tillföras via centraliserade eller Lokala system.

Question 24

Vad är lokala resp centraliserade system?

Answer 24

Centraliserade är exempelvis fjärrvärme som kan värma upp en rad byggnader.
Lokala är exempelvis en värmepump som installeras för att värma upp en specifik byggnad.

Question 25

Vilka storheter i s.k komfortekvationen är det som ingår i den internationella standarden ISO 7730?

Answer 25

Lufttemperatur,
Luftfuktighet
Lufthastighet
Medelstrålningstemperatur Beklädnad
Aktivitetsnivå

Question 26

Hur fungerar enrörssystem till radiatorer?

Answer 26

1-rörssystem består av seriekopplade radiatorer.

Question 27

Hur fungerar tvårörssystem till radiatorer?

Answer 27

2-rörssystem består av parallellkopplade radiatorer

Question 28

Fördelar/nackdelar 1-rörssystem

Answer 28

Fördelar: Smidig att installera i mindre byggnader där färre antal radiatorer behövs.

Nackdelar: Måste ha större radiatoryta jämfört med tvårörssystem, för varje värmare som passeras sjunker vattentemperaturen, därför måste den sista värmaren vara större än den första för att kunna avge samma effekt.

Question 29

Fördelar/nackdelar 2-rörssystem

Answer 29

Fördelar: Alla värmare får samma tilloppstemperatur, underlättad dimensionering

Nackdelar: Omfattande injusterings arbete, omfattande rördragning, både i källare och på vind, radiatorventilerna närmast pumpen måste strypas hårdare än de som ligger längre bort vilket kan leda till oljud.

Question 30

Vad menas med värmefaktor på en värmepump?

Answer 30

Värmefaktorn på en värmepump anger förhållandet mellan effekten som avges vid kondensorn och eleffekten som tillförs i kompressorn.

Question 31

Det finns två olika sätt att skriva ett värmevärde för ett bränsle, förklara skillnaden mellan dessa.

Answer 31

Det kalorimetriska värmevärdet beskriver värmeinnehållet per kg torrt bränsle

Det effektiva värmevärdet räknar med den ånga som följer med rökgaserna pga den höga temperaturen.

Question 32

Värmeöverföring från en människa styrs av fyra mekanismer, ange dessa.

Answer 32

Strålning
Ledning
Konvektion
Avdunstning

Question 33

Förklara begreppen
Entalpi
Överluft
Envägsströmning
PPD
Luftutbyteseffektivitet

Answer 33

Entalpi: Den energi som finns lagrad i ett ämne

Överluft: Luft som går mellan rum

Envägsströmning: Samma sak som kolvströmning, ny luft trycker ut gammal luft.

PPD: Predicted Percentage Dissatisfied. Den andel som förväntas vara missnöjda.

Luftutbyteseffektivitet: Ett mått på hur snabbt luften i ett rum byts ut i förhållande till det teoretisk möjliga.

Question 34

Ange minst två olika typer av värmeväxling i ett ventilationsaggregat och hur dessa fungerar.

Answer 34

Plattvärmeväxlare: Uteluft och frånluft strömmar genom samma flänsar utan att själva luften blandas. Detta gör att det sker ett värmeutbyte mellan den varma frånluften och den kalla uteluften.

Roterande värmeväxlare: Det är roterande flänsar där den varma frånluften strömmar i den övre delen medans den kalla uteluften strömmar i den nedre delen. I och med rotationen kommer då det ske ett värmeutbyte mellan från och uteluft.

Vätskekopplad värmeväxlare: Två luftbatterier kopplas samman med en vätskekrets. Det ena batteriet är placerat i tilluftskanalen, det andra i frånluftskanalen och mellan dessa cirkuleras vatten med hjälp av en pump. Vattnet värms i batteriet i frånluftskanalen och kyls i tilluftskanalen.

Question 35

Hur fungerar en fläkt och vad är den huvudsakliga uppgiften för den i ett ventilationssystem?

Answer 35

Den huvudsakliga uppgiften för fläkten i ett ventilationssystem är att övervinna alla tryckförluster.

Question 36

Vad är drivkraften i ett vattenburet självcirkulationssystem? Och vad kan göras i värmesystemet för att åstadkomma största möjliga vattenflöde utan att installera en pump?

Answer 36

Drivkraften utgörs av termisk kraft. Det varma vattnet har en lägre densitet och stiger upp medan det varma vattnet som har en högre densitet sjunker.

Question 37

Man skiljer mellan två huvudprinciper att föra in luft i en lokal, omblandande och undanträngande (deplacerande). Redogör för hur de fungerar, om de ger möjlighet att värma respektive kyla tilluften, för- nackdelar ur komfort synpunkt, såväl termisk som hygienisk.

Answer 37

Omblandad: Vid omblandande ventilation tillförs tilluften med relativt hög hastighet. Tilluftsdon placeras utanför vistelsezonen för att inte skapa drag, vanligen i taknivå. Lämpar sig för både värmning och kylning.

Fördelar:
Installationstekniska fördelar i stora rum (1000m2 och uppåt)
Fönsterapparater (fläktkonvektorer) motverkar kallras vid fönster.
Nackdelar:
I varm miljö, förminskad temperaturgradient (frånluften kyls först av allt.
Vid värmebehov, förstorad temperaturgradient (svårt att hålla varmt vid golvet).
Kan sprida föroreningar som alstras i rummet.
Risk för drag i kylfallet, kalluftsnedslag.

Deplacerande: Innebär att tilluft tränger undan rumsluft. Donet placeras i golvnivå och undertempererad luft tillförs med låg hastighet så att den flyter ut längs golvet. När tilluften kommer i kontakt med varma kroppar stiger den av termiska krafter.

Fördelar:
God luftutbyteseffektivitet med god transport underifrån uppåt av värme och föroreningar producerade i lokalen.
Stabil strömning i lokalen.
Konvektionsströmmar av luft kring människokroppen understödes, vilket bidrar till ren andningsluft.
Nackdelar:
Tilluftens inträngningsdjup är begränsad i värmebelastad miljö (t.ex. fås bak-virvlar i klassrum; bak-virvlar låser in föroreningar)
Max kylbehov ca 30W/m2 av praktiska skäl.
Utan termisk styrning (värmefallet) fås i bästa fall omblandande ventilation.
Platsbehov för tilluftsdonet inklusive närzon.
Svårt att använda i områden med mycket människor i rörelse.

Question 38

Förklara begreppet tidskonstant 𝝉b, för en byggnad med ord och nämn en fördel med att ha en lång respektive kort tidskonstant i en byggnad. Hur kan man öka respektive minska tidskonstanten?

Answer 38

Tidskonstanten är kvoten av en byggnads värmekapacitet och specifika värmeeffektförlust. Byggnadens tidskonstant är ett mått på dess värmetröghet. Desto mer isolering, desto större tidskonstant. Placeras isolering på insidan av ytterväggen minskar tidskonstanten, placeras isoleringen på utsidan av ytterväggen ökar tidskonstanten.

Kort tidskonstant: Snabbare att värma upp byggnaden.

Lång tidskonstant: Tar längre tid för kylan att tränga in i byggnaden.

Question 39

Förklara varför man kan betrakta koldioxidhalten i luften som ett lämpligt mått på luftkvalitet.

Answer 39

Koldioxid är lätt att mäta samt ändras i samma takt som andra föroreningar som är producerade av människor. Luften anses vara dålig om koldioxidhalten överstiger 1000ppm.

Question 40

Hur fungerar och används konvektorer jämfört med radiatorer?

Answer 40

En konvektor är till synes mindre än en radiator men har trots detta en betydligt större värmeavgivande yta bildad av en veckad plåt som värms av rören med det cirkulerande varmvattnet. Värmen avges genom främst konvektion men även strålning.

Question 41

Hur utrustas vattenburna värmesystem för att kunna tan hand om dels vattnets volym variationer med temperaturen, dels i vattnet förekommande luft?

Answer 41

De utrustas med avluftningsventiler och expansionskärl. Där expansionskärlen kan vara antingen öppna eller stängda.

Question 42

Förklara följande:
Vad menas med operativ temperatur?

Ett annat namn för specifikt luftflöde

Påvilka sätt avger människan värme?

Answer 42

Operativ temperatur:
Det är den upplevda temperaturen

Specifikt luftlöde:
Luftomsättning, n [oms/h]

På vilka sätt avger människan värme:
Konvektion, strålning, avdunstning, ledning

Question 43

Hur karakteriseras filter? Ange också filtertyper och dess tryckfall.

Answer 43

Filter karakteriseras utifrån hur stora partiklar dem släpper igenom, följande är exempel på olika filter..
Grundfilter: Tryckfall på 50-150 Pa
Finfilter: Tryckfall på 100-200 Pa
Mikrofilter: Tryckfall på 250- Pa

Question 44

Beskriv hur ett tvåkanals ventilationssystem är uppbyggt och ange eventuella fördelar och nackdelar

Answer 44

Luft distribueras i två kanaler, en med varm och en med kall luft. Innan varje rum finns sedan en blandare där luften kan blandas till önskat temperatur.

Fördelar: Stor möjlighet till individuell reglering, underlättar skötsel och underhåll

Nackdelar: Platskrävande, risk för buller

Question 45

Vad betyder vistelsezon? Vilken avstånd från omkringliggande ytor ligger det?

Answer 45

Den del av ett rum som måste klara av inneklimatkravet.
mellan 0,1-2 m i höjdled, 0,6 m från väggar, 1 m från fönster och dörrar.

Question 46

Vad menas med följande begrepp?
SPF-värde för val av fläktar

Answer 46

Ett mått på ventilationssystemets eleffektiviteten, ju lägre SFP (Specific fan power) desto mindre el drar fläkten.

Question 47

Beskriv kortfattat de regelverk som BBR och sociala styrelsen har anstiftat angående det lägsta uteluftflödet per kvadratmeter golvarea. Hur stort är det lägsta flödet för en tom resp befolkat bostad?

Answer 47

Befolkat: 0,35 l/s, m2

Tom: 0,1 l/s, m2. Under förutsättning att varken byggnad eller hälsa skadas.

Question 48

Förklara pumpkurva(pumpkarakteristik) och systemkurva(systemkarakteristik) och hur de samverkar med varandra.

Answer 48

I ett rör eller kanalsystem så varierar tryckfallet som funktion av flödet. Tryckomsättningen från en given pump varierar också med flödet. Sätts dessa kurvor i samma graf så får vi en skärningspunkt. Denna punkt kallas driftpunkt.

Question 49

Vad menas med:
Affinitetslagar?
Shunt?

Answer 49

Affinitetslagar: Om tryck och luftflöde är känt för ett visst varvtal så kan tryck och luftflöde enkelt beräknas för andra varvtal mha affinitetslagarna.

Shunt: Vatten från en panna är oftast för varmt för att distribueras ut i systemet. Vattnet blandas därför med kallare returvatten för att få ner temperaturen. Anordningen kallas shunt.

Question 50

Ekvationen för uppvärmning av en byggnad ser ut på följande sätt: T = Te-(P/B-(T0-Tu))e^t/τb Förklara begreppen temperaturen, Te, och tidskonstanten, τb, i ekvationen.

Answer 50

Te: Balanstemperatur, Te= Tu +P/B. Värmepumpen täcker hela husets effektbehov till temperaturen kommer upp i Te, som är den maximala temperaturen som nås.

τb: Byggnadens tidskonstant är ett mått på dess värmetröghet. τb=CB

Question 51

Beskriv principen för ventilationssystem av typ FTX. Vilka för- och nackdelar har sådana system?

Answer 51

FTX= Från- och tilluftsventilation med värmeväxlare.
Principen är att man värmer tilluften med frånluften och då minskas energibehovet för att man inte behöver värma luften lika mycket i värmebatteriet.

Fördelar: Värme i frånluften återvinns, stora möjligheter att styra luftväxlingen, uteluften kan filtreras, möjlighet till dragfri tillförsel av ventilationsluft.

Nackdelar: Fläktar som kräver el, risk för buller från fläkt och rumsdon, utrymmeskrävande kanaler och fläktrum tar plats, ökat underhållsbehov,dyrt

Question 52

Vilka förhoppningar finns vid användning av intermittent uppvärmning och vad krävs av byggnaden för att de ska uppfyllas?

Answer 52

Sparar energi genom att minska den genomsnittliga inomhustemperaturen. Det krävs att byggnadens värmetröghet(τb) är relativt hög.

Question 53

Vilken luftföringsprincip skulle du välja i en biosalong? Och varför?

Answer 53

Deplacerande (under stolarna) för att ventilationsluften sprids ut längst golvet med låg hastighet och stiger när den träffar varma kroppar mha termiska drivkrafter och tar med sig föroreningarna upp till frånluftsdon som sitter i taket.

Question 54

Beskriv kortfattat följande luftflödesbegrepp: (a) Tilluft (b) Frånluft (c) Avluft (d) Cirkulationsluft (e) Uteluft (f) Återluft (g) Överluft

Answer 54

Tilluft = Den luft som tillförs byggnaden
Frånluft = Den luft som lämnar det ventilerade utrymmet
Avluft= Luft som lämnar byggnaden
Cirkulationsluft = Luft som cirkulerar i rummet
Uteluft= Försörjer ventilationssystemet, tas från omgivningen utomhus.
Återluft= Frånluft som leds tillbaka till tilluften
Överluft = Luft som transporteras mellan rum.

Question 55

Definiera förbränningsverkningsgrad och pannverkningsgrad (med ord)? Vad är det som skiljer dem åt?

Answer 55

Förbränningsverkningsgrad:
En pannas förbränningsverkningsgrad är teoretisk och är ett mått på hur fullständigt förbränningen sker och hur stora rökgasförlusterna är. Räknar inte med pannförluster.

Pannverkningsgrad:
Förhållandet mellan tillförd energi och producerad energi för pannan. Räknar inte med systemförluster.

Question 56

Varför är det bättre att ange energiinnehållet med entalpi i stället för temperatur när man pratar om fuktig luft?

Answer 56

Temperatur är en komplicerad storhet som påverkas av flera faktorer. Entalpi är det specifika energiinnehållet för luften därför är det bäst att ange det med entalpin.

Question 57

Vad menas med
COP-faktor?
Baslast?
Affinitetslagar?
Passiv uppvärmning?

Answer 57

COP-faktor: Förhållandet mellan värmen ut från kondensorn och effekten in i kompressorn

Baslast: Baslasten är det som försörjer tex fjärrvärmen under större delen av året. Kan utgöras av kol, torv, biobränslen, spillvärmen och sopor.

Affinitetslagar: Om totaltryck och luftflöde är känt för ett visst varvtal så kan tryck och luftflöde enkelt beräknas för andra varvtal mha affinitetslagarna.

Passiv uppvärmning: Är uppvärmning som sker via ex solinstrålning, från människor eller från apparater. Dessa försöker man maximera vid byggande av hus och samtidigt minimera förluster.

Question 58

Hur regleras normalt värmen i ett hus som har radiatorer som värmare?

Answer 58

Lokalt och centralt med hjälp av en termostatventil. Mha termostatventiler kan flödet i radiatorn öka eller minskas. Ökas om man vill ha det varmare och minskas om man vill ha det kallare.

Question 59

Ange två olika sätt att reglera flödet från en fläkt och förklara hur de fungerar. Ange också för- och nackdelar med varje sätt att reglera flödet.

Answer 59

Spjällreglering: Stryper flödet med hjälp av spjäll som kan öppnas och stängas. Minst eleffektiv, endast försvarbar för små fläktar.

Varvtalsreglering: Sänker/höjer varvtal och därmed flödet. Mest eleffektiv, låga varvtal → låg ljudnivå, höga varvtal → hög ljudnivå.

Question 60

Det finns normalt två olika huvudtyper av expansionskärl, vilka? Varför har man expansionskärl?

Answer 60

Öppna expansionskärl och stängda expansionskärl.
När vatten värms ökar volymen och ökningen tas upp i ett öppet eller slutet expansionskärl. Man har dom för att åstadkomma ett övertryck i hela värmesystemet så att luft hindras från att sugas in.