Важные критерии при расчете вентиляции
Важно правильно выбрать и разместить воздухораспределитель.
Важно также, чтобы в рабочей зоне температура и скорость воздуха были
приемлемыми.
Правильная скорость воздуха в рабочей зоне
Для большинства воздухораспределительных устройств в каталоге
приведена характеристика, называемая длина струи. Под длиной струи понимается
расстояние от приточного отверстия диффузора или клапана до сечения
воздушной струи, в котором скорость ядра потока снижается до определенного
значения, обычно до 0,2 м/сек. Длина струи обозначаетсяо l0.2 и измеряется
в метрах.
Рис. 14. Понятие “Длина струи”.
Первое что принимается во внимание при расчетах систем воздухораспределения
- это то, как избежать слишком высоких скоростей воздушного потока в
рабочей зоне. Но, как правило, в рабочую зону попадает отраженный или
обратный ток этой струи: см. рис.15.
Рис. 15. Обратный воздушный поток при установленном на
стене диффузоре.
Скорость обратного воздушного потока составляет примерно
70 % от скорости, основной воздушной струи у стены. Это означает, что
диффузор или клапан, установленный на задней стене, подающий струю воздуха
с конечной скоростью 0,2 м/сек, вызовет скорость воздуха в обратном
потоке 0,14 м/сек. Что соответствует комфортной вентиляции в рабочей
зоне, скорость воздуха в которой не должна превышать 0,15 м/с.
Длина струи для описанного выше диффузора или клапана такая же, как
длина помещения, и в данном примере является прекрасным выбором. Приемлемая
длина струи для установленного на стене диффузара лежит между 70 % и
100 % длины помещения.
Проникающая способность воздушной струи
Форма помещения может оказать существенное влияние на конфигурацию
потока. Когда поперечное сечение воздушного потока составляет более
40 % от поперечного сечения помещения, эжекция воздуха помещения в поток
прекратится. В результате воздушная струя начнет подмешивать собственный
воздух. При этом увеличение скорости подаваемого воздуха не решит проблему,
поскольку проникающая способность останется прежней, увеличится только
скорость воздушной струи и окружающего воздуха в помещении.
В той части помещения, куда не доходит основной воздушный поток, начнут
появляться другие воздушные потоки, вторичные вихри. Однако если длина
помещения менее чем в три раза больше его высоты, можно предположить,
что воздушная струя проникнет до конца помещения.
Рис. 16. Вторичные вихри образуются в самом дальнем конце
помещения, куда не доходит воздушная струя.
Обтекание препятствий
Воздушная струя при наличии препятствий на потолке в виде
перекрытий, светильников и др., если они расположены слишком близко
от диффузора, может отклониться и опуститься в рабочую зону. А потому
необходимо знать, какое расстояние должно быть (А на графике) между
устройством, подающим воздух, и препятствиями для свободного продвижения
струи воздуха.
Рис. 17. Минимальное расстояние до препятствия.
Установка нескольких воздухораспределителей
Если один потолочный диффузор предназначен для обслуживания
всего помещения, он должен быть размещен как можно ближе к центру потолка,
и общая площадь не должна превышать размеров, указанных на рис. 18.
Рис. 18. Небольшое помещение, вентилируемое одним потолочным
диффузором.
Если помещение большое, необходимо разделить его на несколько зон, и
в каждой зоне поместить по диффузору.
Рис. 19. Большое помещение, вентилируемое несколькими потолочными
диффузорами.
Определение размеров зон для нескольких потолочных диффузоров
Большое помещение должно быть разделено на несколько зон. Максимальные
размеры каждой зоны составляют 1,5 х длину помещения (А), если только
это значение не превышает 3хН (см. рис. 18). Соответствующая длина струи
составляет 0,5 х С, где С = расстоянию между диффузорами (см. рис. 19).
Пример
Большое помещение (см. рис. 19) имеет следующие размеры
H = 3 м
A = 4 м
B = 16 м
1) На сколько зон должно быть разделено помещение?
2) Каково будет расстояние между диффузорами?
1) Максимальный размер каждой зоны 1,5 х А = 6 м. Значит, помещение
должно быть разделено на три зоны длиной по 5,33 м.
2) Если диффузор размещен в центре каждой зоны, расстояние (С) между
диффузорами составит 5,33.
Помещение, вентилируемое несколькими настенными диффузорами,
также делят на несколько зон. Количество зон зависит от растояния между
диффузорами достаточного для предотвращения воздействия друг на друга.
Если два воздушных потока смешиваются, получается один поток с большей
длиной струи.
Рис. 20. Большое помещение, вентилируемое несколькими
настенными диффузорами.
Определение размеров зон для нескольких настенных диффузоров
Наименьшее расстояние между двумя настенными диффузорами (D на рис.
20) составляет 0,2 х l0.2.
Требуемая длина струи от 0,7 до 1,0 х А, где А = глубина помещения.
Пример
Помещение, глубина которого составляет 5 м, вентилируется от задней
стены посредством диффузоров с длиной струи 4 м.
1) Какое расстояние должно быть между двумя диффузорами?
0.2 x l0.2 = 0.2 x 4 = 0.8 м
1) Расстояние между двумя диффузорами должно составлять 80 см.
Подача теплого воздуха
Горизонтально подаваемый потолочным диффузором теплый воздух
хорошо обогревает помещения с высотой потолков до 3,5 метров, повышая
комнатную температуру на 10 -15°C.
Рис. 21. Горизонтальная подача воздуха потолочным диффузором.
Однако в очень высоких помещениях подаваемый воздух должен
быть направлен вертикально вниз, если он используется и для обогрева
помещения. Если разница температур не более 10°C, то воздушная струя
должен опуститься примерно до 1 м от пола, чтобытемпература в рабочей
зоне стала комфортной.
Рис. 22. Вертикальная подача воздуха потолочного диффузора.
Подача холодного воздуха
Если подаваемый вдоль потолка воздух холоднее воздуха в
помещении, важно, чтобы скорость воздушной струи была достаточно высока,
чтобы обеспечить ее прилегание к потолку. Если ее скорость будет слишком
мала, существует риск того, что тепловая энергия может направить воздушную
струю вниз к полу слишком рано.
На определенном расстоянии от диффузора, подающего воздух, воздушная
струя в любом случае отделится от потолка и отклонится вниз. Это отклонение
случится быстрее для воздушной струи, которая имеет температуру ниже
комнатной, а потому в этом случае длина струи будет короче.
Рис. 23. Разница между длиной изотермической и неизотермической
струй.
Воздушная струя должна пройти, по крайней мере, 60 % глубины помещения,
прежде чем отделиться от потолка. Максимальная скорость воздуха в рабочей
зоне будет, таким образом, почти такой же, как и при подаче изотермического
воздуха.
Когда температура подаваемого воздуха ниже комнатной, воздух в помещении
будет до некоторой степени охлаждаться. Приемлемый уровень охлаждения
(известный как максимальный эффект охлаждения) зависит от требований
к скорости воздуха в рабочей зоне, от расстояния до диффузора, на котором
воздушная струя отделяется от потолка, и также от типа диффузора и его
местоположения.
В общем, большая степень охлаждения достигается при использовании потолочного,
а не настенного диффузора. Это происходит потому, что потолочный диффузор
распространяет воздух во всех направлениях, а потому ему требуется меньше
времени для смешивания с окружающим воздухом и для выравнивания температуры.
Правильный выбор воздухораспределителя
Воздухораспределители могут крепиться либо на потолок, либо
на стену. Они часто оборудованы соплами или имеют перфорацию, что облегчает
подмешивание окружающего воздуха в воздушный поток.
Сопловые диффузоры являются наиболее гибкими устройствами, поскольку
допускают индивидуальную настройку каждого сопла. Они идеальны для подаваемого
воздуха, температура которого значительно ниже температуры в помещении,
особенно если они установленны на потолке. Модель распределения может
изменяться путем поворота сопл в различных направлениях.
Диффузоры с перфорацией дают положительный эффект там, где температура
воздушной струи существенно ниже температуры окружающего воздуха. Они
не так гибки, как сопловые диффузоры, но при помощи экранирования подаваемого
воздушного потока в различных направлениях можно изменить модель распределения.
Настенные решетки имеют большую длину струи. Они имеют ограниченные
возможности для изменения модели распределения и не очень подходят для
подаваемого воздуха, имеющего температуру значительно ниже температуры
окружающего воздуха.
Вентиляция
