Swegon - Теоретические вопросы организации воздушно-климатических систем

Подождите немного. Документ загружается.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

4

Вытесняющая вентиляция

Проектирование

Процесс проектирования следует начинать с ана-

лиза условий проекта:

Вид деятельности / тип помещения / уровень

активности

Использование низкоскоростных диффузоров

с учетом их низкой степени эжекции.

Конвективные потоки

Существующие в помещении конвективные по-

токи в комбинации с приточным воздухом, фор-

мируют общую картину воздушных потоков в

помещении. Поэтому тип диффузора, место его

размещения и расход подаваемого воздуха иг-

рает первостепенную роль в обеспечении ком-

фортного климата.

Размеры помещения

Высота помещения обеспечивает необходимое

для образования чистой зоны пространство,

оказывая тем самым большое влияние на эф-

фективность воздухообмена.

Геометрия помещения

Сведения о месте расположения источников

тепла и препятствий: производственного обо-

рудования, мебели и подобн.- важное условие

выбора места монтажа диффузоров.

Открытое (общее) помещение офиса: здесь не-

обходимо выбрать место, свободное от продол-

жительного нахождения людей. Часто это мес-

то прохода (Рис. 43, 4) или место в районе по-

лок/стеллажей и подобн.

Рис. 43. Открытое офисное помещение

 = Диффузоры в отдалении от рабочих мест

2 = Книжные шкафы

3 = Копировальная машина

4 = Альт. диффузоры в виде колонн

•

Индивидуальное помещение/кабинет: здесь обыч-

но глубина больше ширины, поэтому диффузор

лучше разместить в/на стене к коридору.

На Рис. 44:

А - диффузор расположен возле двери в ригель-

ном кармане стены, обычно свободной от мебели.

В - диффузор расположен в углу за дверью. Тради-

ционный (не Swegon) диффузор может иметь по-

вышенную скорость воздушного потока в зоне на-

хождения посетителя.

С - диффузор в углу фасадной стены. Неудачное

расположение, но все же предпочительнее, чем ес-

ли бы постоянный пользователь кабинета сидел в

рабочей зоне диффузора.

Рис. 44. Индивидуальное офисное помещение/

кабинет

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Вытесняющая вентиляция

Адаптивная картина распределения

воздуха, рабочая зона диффузора

Безусловным достоинством диффузора является

его адаптивность- возможность многократного из-

менения картины распределения воздуха для то-

го, чтобы исключить попадания человека в рабо-

чую зону диффузора при изменении планировок

помещений, вида деятельности в них и подобн.

Низкоскоростные диффузоры Swegon оборудова-

ны системой VariZon, представляющей собой регу-

лируемые направляющие воздух форсунки, распо-

ложенные за перфорированной лицевой панелью

диффузора. Поворачивая каждую форсунку в оп-

ределенное положение, мы изменяем картину рас-

пределения воздуха.

Кроме стандартной настройки нашего диффузора,

можно получить:

• Правую рабочую зону

• Левую рабочую зону

• Длинную и узкую рабочую зону

без изменения площади рабочей зоны - поверх-

ности пола в m

, указанной для каждого диффузо-

ра в каталоге продукта.

Рис. 45. Примеры настройки адаптивной рабочей

зоны диффузора

Рис. 46. Диффузоры с адаптивной рабочей зоной

Рис. 47. Традиционные диффузоры с постоянной

рабочей зоной

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Вытесняющая вентиляция

Расчеты

Расход воздуха

Для промышленных помещений расход воздуха оп-

ределяется исходя из содержания указанных за-

грязнений m (mg/s) в помещении и допустимой их

концентрации c

till

(mg/m

Тогда требуемый расход воздуха:

Допустимая концентрация c

till

должна всегда быть

меньше граничного гигиенического значения. Если

загрязнения могут присутствовать и в приточном

воздухе, тогда требуемый расход воздуха считает-

ся по формуле:

где c

- концентрация загрязнений в приточном

воздухе, mg/m

Для комфортной вентиляции общественных поме-

щений расход воздуха обычно принимается 0,35 l/s

на m

площади пола. Для индивидуальных офис-

ных помещений (кабинетов) расход воздуха приня-

то считать не более 2-5 l/s на  человека.

Расчет энергетического баланса

В основу расчета требуемой охлаждающей мощ-

ности берутся внутренние и внешние теплонагруз-

ки помещения с учетом аккумулирования энергии

в корпусе здания. В комбинации с требованиями к

качеству климата, это дает возможность выбрать

оптимальную систему вентиляции и расход возду-

ха.

Koнвективный поток

Расход воздуха конвективного потока обычно не

принимается во внимание.

Конечный уровень шума

Уровень шума обычного приточного диффузора,

так же, как и уровень его собственного шумопогло-

щения обычно невелики. Поэтому важно выпол-

нить тщательный расчет системы воздуховодов.

Koрректировка значения шумопоглощения для

конкретного помещения выполняется согласно ре-

комендациям раздела Акустика.

Рабочая зона

Во избежание постоянного присутствия человека

в рабочей зоне диффузора, необходимо учитывать

ее размер. Это особенно важно для помещений с

высокой плотностью людей. Рекомендуется поэто-

му сначала выбрать подходящую форму и размер

рабочей зоны диффузора, и только во вторую оче-

редь смотреть его шумовые характеристики.

Рис. 48. Расчеты

- Min. расход воздуха согласно нормам и требованиям

- Расчет энергобаланса помещения

- Конечный уровень шума

- Рабочие зоны

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Вытесняющая вентиляция

Взаимосвязь между расходом воздуха,

температурным градиентом и теплонагрузками

в системе вытесняющей вентиляции

Ниже приведен один из методов расчета расхода

воздуха, необходимого для ограничения верти-

кальных температурных градиентов при различ-

ных теплонагрузках.

Обозначения:

= температура воздуха у пола

= температура приточного воздуха

= температура отработанного воздуха

s = вертикальный температурный градиент (К/M)

h = высота помещения, m

∆t

,

= разность температур воздуха: на высоте от

пола , m и приточного.

Значение температурного градиента - один из сос-

тавляющих факторов качества климата, поэтому

оно должно быть ограничено (Рис. 50).

Рис. 51

определяет разность температур воздуха:

на высоте от пола , m и приточного.

Контроль температуры воздуха у пола (t

), необхо-

димый для того, чтобы избежать проблем комфор-

та, производится с помощью Рис. 49. t

не должен

превышать 20°C.

Температура приточного воздуха не должна быть

ниже 8°C.

Рис. 49. Разность температур у пола при разных

значениях расхода воздуха

A = α

= 5 W/(m

· K) (коэффициент теплоотдачи

из-за конвекции у пола)

B = α

= 3 W/(m

· K)

Рис. 50. Требуемый расход вентиляционного воз-

духа в зависимости от охлаждающей мощности

диффузора и градиента с учетом высоты помеще-

ния

A = Расход воздуха (l/s,m

)

B = Охлаждающая мощность (W/m

)

Рис. 51. Разность температур воздуха у пола

и приточного, в зависимости от охлаждающей

мощности диффузора и градиента с учетом

высоты помещения

A = Охлаждающая мощность (W/m

)

s·h (K)

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Вытесняющая вентиляция

Метод описывается с помощью примера ниже:

Офисное помещение, высотой 2,7 m и потреб-

ностью в холоде 25 W/m

Вертикальный температурный градиент не должен

превышать ,7 К/m.

Требуется определить необходимый расход возду-

ха и температуру на высоте , m над полом и на

уровне пола.

Решение:

s x h = ,7 x 2,7 = 4,6 К

Рис. 50 дает q/A = 2,8 l/s,m

Рис. 5 дает ∆t

,

- , x s = 3,6

т.е.. ∆t

,

= 3,6 + , x ,7 = 5,5 К

Температура приточного воздуха t

= 8°C

дает t

,

= 8 + 5,5 = 23,5°C

Рис. 49 дает

(q/A = 2,8 l/s,m

или 0 m

/h,m

)

Так как:

то получается t

= 0,4 x 7,5 + 8 = 2°C

Итак, требуемый расход воздуха = 2,8 l/s,m

температура воздуха на высоте , m

от пола = 23,5°C

температура воздуха у пола = 2,0°C

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Измерения и наладка

Общие сведения

Плохо выполненная наладка часто является при-

чиной неудовлетворительной работы системы вен-

тиляции. Как правило, это происходит из-за недо-

статочного внимания к особенностям наладки вы-

бираемых компонентов системы и недостаточных

знаний в области наладки и техники измерения.

Наладка системы должна быть тщательно подго-

товлена уже на стадии проектирования. Также не-

обходимо принимать во внимание возможные из-

менения системы на стадии строительства.

Процедура наладки может занять много времени,

если она не подготовлена должным образом. Для

нее важно выделить достаточно ресурсов, чтобы

эта инвестиция могла стать гарантией создания

системы, работающей согласно возлагаемым на

нее требованиям.

Измерение

В системах вентиляции отклонение от заданного

значения расхода воздуха не должно превышать

5 %, включая погрешность измерения.

Инструмент должен быть откалиброван по методу,

содержащему наименьшую погрешность. Должны

использоваться кривые калибровки, где корректи-

ровка представлена как функция от считываемых

значений.

Точные измерения никогда невозможно выполнить.

При измерении, например, расхода воздуха следу-

ет учитывать следующие три погрешности.

• Инструментальная погрешность - обозначается



и может обусловливаться, например, трением

внутри инструмента или может быть остаточной

систематической ошибкой при калибровке.

• Методическая погрешность - обозначается m

может обусловливаться, например, ошибочными

точками измерения.

• Погрешность считывания - обозначается m

и может обусловливаться плохим разрешением

шкалы.

Исходя из этих погрешностей, рассчитывается об-

щая погрешность измерения:

Измерения в воздуховодах

Существует три основных метода измерения в

воздуховодах:

A - измерение с помощью трубки Прандтля.

A2 - измерение с помощью измерительного

вывода.

A3 - измерение с помощью трассирующего газа.

Метод Обозначе-

ние

Методическая

погрешность m

С помощью трубки

Прандтля в

воздуховодах:

Круглого сечения

Прямоугольного

сечения

Измерительный

вывод

Определение

расхода воздуха

с помощью

трассирующего

газа

A

A

A2

4-5% рекомендуе-

мая плоскость из-

мерения, 7% аль-

тернативная плос-

кость измерения

4% рекомендуе-

мая плоскость из-

мерения, 7% аль-

тернативная плос-

кость измерения

См размеры встра-

ивания для гранич-

ных значений по-

грешности 5 и 0%

5 соотв. 0%

Таблица 8. Методы измерения расхода воздуха в

воздуховодах

Для уменьшения времени наладки и повышения

ее точности рекомендуется использовать штатное

измерительное устройство (метод А2).

Многие продукты Swegon оснащены штатным из-

мерительным выводом. Кроме того, поставляются

регулируемые измерительные устройства, осна-

щенные также заслонкой для простой наладки ак-

туального расхода воздуха, определяемого посред-

ством измерения перепада давления в центре уст-

ройства с дальнейшим пересчетом этого значения

в расход воздуха.

Рис 52. Регулируемое измерительное устройство

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Измерения и наладка

Измерения в приточных диффузорах

Для измерения расхода воздуха в диффузорах

рекомендуются три метода измерения.

Метод Обозна-

чение

Методическая

погрешность

Измерение перепада

давления с помощью

измерительного вывода

Мешочный метод

Измерение традиционным

анемометром с удлинитель-

ной муфтой

Таблица 9. Методы измерения расхода воздуха в

приточных диффузорах

Диффузоры Swegon оснащены измерительным вы-

водом согласно методу C2. Измерительный вывод

размещается непосредственно в диффузоре либо

в камере статического давления, поставляемой

дополнительно. К нему подсоединяется манометр,

и измеряется характерное давление. Расход опре-

деляется как функция от характерного перепада

давления.

Камера статического давления оснащена регули-

ровочной заслонкой, с легким доступом к ней че-

рез диффузор. Конструкция камеры обеспечивает

хорошее шумоглушение и равномерную подачу

воздуха в приточный диффузор, что гарантирует

равномерную картину распределения воздуха.

Во всех камерах статического давления заслонка

легко снимается для облегчения чистки.

В зависимости от типа камеры статического дав-

ления и диффузора может быть  или 2 измери-

тельных вывода.

Регулировочный коэффициент

Для каждого диффузора или камеры статического

давления существует регулировочный коэффици-

ент (k-фактор), который специально определяет-

ся для каждого продукта, тогда расход рассчиты-

вается по формуле:

где q = расход воздуха, л/с

k = регулировочный коэффициент

∆p = измеренная разность давлений

(давление наладки в Па)

Этот способ определения расхода воздуха отно-

сится к обоим методам- A2 и C2.

Примеры диффузоров с одним или двумя

измерительными выводами

Рис. 53. Один измерительный вывод.

Рис. 54. Два измерительных вывода

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Измерения и наладка

В лаборатории Swegon проводится непрерывный

контроль данных наладки.

Swegon выпускает отдельные инструкции по мон-

тажу, наладке и обслуживанию соответствующих

диффузоров.

Для облегчения процедуры наладки измеритель-

ный вывод удлинен с помощью пластикового шлан-

га, а регулировочная заслонка оснащена двумя

регулировочными шнурами (светлый шнур для

открытия и темный шнур для закрытия заслонки),

так что наладка может выполняться без демонта-

жа подвесного потолка или диффузора.

Наладка низкоскоростного диффузора

Необходимо помнить, что при расчете диффузора

с требованиями к особо низкому уровню шума

или особо короткой струе, мы получаем малый

перепад давления на диффузоре. Это приводит

к тому, что давление наладки ∆p

будет низким,

и, как следствие, мы получим сложности с изме-

рением давления.

Наладка дифузора с помощью регулировочных

шнуров и измерительного шланга

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Акустика

Общие сведения

Шум вентиляционного оборудования - явление, отри-

цательно влияющее как на качество внутреннего

климата, так и на экологию. Поэтому требования

Swegon к производимым компонентам вентиляци-

онных систем, следующие: они должны взаимосвя-

занно обеспечивать хорошую работу системы вен-

тиляции с высоким уровнем комфорта.

Все продукты Swegon созданы с учетом их влияния

на главные факторы качественного климата:

Качество воздуха

Термический климат

Акустический климат

Визуальный климат

Как видим, задача обеспечить малошумную работу

вентиляционной системы имеет такой же вес, как и

собственно главное назначение этой системы.

Стабильность и изменения

Системы вентиляции изначально нестабильны. Мно-

жество факторов влияют на условия их работы и

вызывают изменения расхода воздуха, уровня шума

и т. д: степень загрязнения фильтра, условия рабо-

ты и обслуживания, диффузоры, работающие с кри-

тическими расходами воздуха, влияние ветра и дру-

гие. Расчет уровня шума системы должен произво-

диться для самого худшего продолжительного режи-

ма, то есть, например, нет необходимости учитывать

повышенные расходы воздуха во время перерывов.

Swegon разработал продукты и методы для созда-

ния стабильной системы, даже если условия работы

меняются.

Влияние системы вентиляции на акустический

климат

Система вентиляции влияет на акустику здания пу-

тем создания шума, передачу шума в системе возду-

ховодов, утечку через отверстия и щели, повышен-

ное поглощение шума из диффузоров в помещении,

а также вибрации от вентиляторов. Все эти аспекты

должны учитываться при проектировании.

Источники шума:

Вентиляторы

Мощность звука в dB обычно указывается произво-

дителем в октавной полосе и как общяя мощность

звука.

Заслонки

Мощность звука в dB обычно указывается произво-

дителем в октавной полосе. Swegon также указыва-

ет в частотах от 63 Гц до 8000 Гц.

Воздухораспределитель

Собственный шум в помещение часто указывается

как уровень шума в dB(A), с учетом шумопоглощения

в помещении 0 м

Sabine, то есть на расстоянии от

диффузора в помещении с 0 м

площадью поглоще-

ния шума.

•

Если диффузор находится в зоне обслуживания

помещения, необходимо учитывать, что уровень

шума вблизи него значительно выше, чем в цент-

ре комнаты. См. Факты 1.

Воздушный поток

Поток воздуха в воздуховоде в зонах неровной

поверхности, соединениях и подобн. становится

турбулентным и, как следствие, создает шум.

См. Факты 2. Конструкция большинства диффу-

зоров Swegon позволяет им с хорошими шумовы-

ми характеристиками справиться со скоростью

воздуха 8 м/с в главном воздуховоде и не более

4 м/с в ответвлениях. Для повышенных требова-

ний к фоновому уровню шума см. Факты 2.

Шумоглушение:

Шумоглушитель агрегата

Воздухоподготовительные агрегаты обычно осна-

щаются шумоглушителями. Однако, практически

всегда требуются дополнительные мероприятия.

Резистивный шумоглушитель

Самым популярным типом являются абсорбцион-

ные шумоглушители, в которых звук вместе с по-

током воздуха проходят вдоль шумопоглощающе-

го материала. Чем длиннее шумоглушитель, тем

сильнее шумоглушение. Абсорбционные шумоглу-

шители лучше поглощают высокочастотный звук.

Значение шумопоглощения указывается в dB ок-

тавной полосы, и соответствует глушению, полу-

чаемому при замене соответствующего участка

воздуховода шумоглушителем. Угловые шумоглу-

шители эффективнее прямых.

Реактивный шумоглушитель

Реактивный шумоглушитель хорошо поглощает

шум даже низких частот, если его объем доста-

точно большой. Пример реактивного шумоглуши-

теля - статическая камера, покрытая изнутри

шумопоглощающим материалом. Энергия шума

распределяется равномерно по всей поверхности

и шумоглушение соответствует пропорционально-

му отношению площади отверстий к площади

внутренних поверхностей камеры. Вход и выход

воздуха не должны размещаться друг напротив

друга, чтобы избежать ”короткого замыкания”

высокочастотного звука. См. Факты 3.

Ответвления воздуховодов

Обычно возможно разделить энергию шума по

ответвлениям воздуховодов пропорционально

площади сечений или подразделению расхода

воздуха в системе. Имеются исключения, как на-

пример, прямые ответвления воздуховодов вбли-

зи вентиляторов, которые могут давать больше

шума в определенных частотах. Однако в целом,

метод дает удовлетворительную оценку шумо-

поглощающих параметров системы. См. Факты 4.

Swegon Климатические системы - воздух 2007

www.swegon.com

Q =  в центре помещения, свободно

висящий

Q = 4 в стене у потолка

Q = 2 в стене или потолке

Q = 8 в углу

Рис. 55. Факторы направления звука для различ-

ного размещения воздухораспределителей

Акустика

Факты 1

Мощность и давление звука

Расчет разницы между мощностью звука (L

) и дав-

лением звука (L

), как функции эквивалентной пло-

щади поглощения (A) и расстояния до источника шу-

ма (r) при разном размещении воздухораспредели-

телей (Q) производится по формуле:

где Q = фактор направления звука

r = расстояние до источника звука (м)

A = эквивалентная площадь поглощения

= средний фактор поглощения для общей

ограниченной площади

Пример применения диаграммы Рис. 56:

Допустим, уровень шума выбранного нами диффузо-

ра и системы воздуховодов согласно каталогу (для

помещения с эквивалентной 0 м

площадью погло-

щения) равен 43 dB(A).

Тогда разность между давлением и мощностью звука

для нашего диффузора с характеристиками:

- расстояние до зоны обслуживания 2 м,

- размещен в потолке, фактор направления звука

Q = 2

- эквивалентная 50 м

площадь поглощения,

составит 9 dB - 4 dB = 5 dB и давление звука в поме-

щении будет L

= 43 - 5 т.е. 38 dB(A).

Рис. 56. Разность между давлением и мощностью звука L

-L

(dB)

A = эквивалентная площадь поглощения (м

)

B = свободная зона

r = расстояние от источника шума (м)