Кондиционирование Вентиляция Сантехника Отопление
Кондиционирование Вентиляция Сантехника Отопление
СОК СОК
Главное меню
Главная
Новости
СОК онлайн
Рубрики
О журнале
Медиаплан
Реклама
Реклама на сайте
Выставки
Семинары
Контакты
Поиск
Форум
Библиотека
Фотогалерея
Рубрики
Сантехника
Отопление
Кондиционирование
Вентиляция
Энергосбережение
Нормативная База
Объекты
Рекомендуем
Кондиционеры Daikin
Кондиционеры, вентиляция, тепловые насосы.
Системы воздушного отопления
Тепловые насосы, Телпый пол и Воздушные фильтры
Top100+ :: Teplo.com
c-o-k.ru
Aqua-Term 2013

Особенности раздачи тёплого воздуха в помещениях с системами воздушного отопления Версия для печати Отправить на e-mail
26.01.2007

Автор Л.Я. Баландина, к.т.н., руководите ль НИЛАА «Арктос»

Наиболее эффективным методом обогрева помещений производственного назначения с недостатками теплоты, когда теплопотери превышают теплопоступления, является использование отопительных агрегатов для нагрева приточног вентиляционного воздуха.

Следует отметить, что организация воздухообмена в помещениях, оборудованных системами вентиляции, совмещёнными с воздушным отоплением, сопряжена с рядом трудностей по обеспечению расчётной схемы подачи тёплого приточного воздуха.

Под влиянием гравитационных сил может существенно изменяться схема развития струи. Так, струя нагретого воздуха, подаваемого сверху вниз, может всплывать в верхнюю зону помещения, не достигая рабочей. В этом случае наблюдается перегрев верхней зоны и недогрев обслуживаемой.

Как следствие, наряду с неудовлетворительными условиями в обслуживаемой зоне имеет место значительный перерасход тепла на обогрев помещения. Обеспеченность расчётных внутренних условий зависит в основном от двух факторов — расчётной мощности системы (тепло- и воздухопроизводительности) и надёжности её работы.

Для правильной организации воздухообмена в помещениях и эффективного обогрева рабочей зоны, весьма существенное значение приобретает учёт влияния «архимедовых» сил как на траекторию приточного тёплого потока, так и на общую циркуляцию воздуха в помещении.

К числу местных или децентрализованных систем относятся также воздушно-отопительные агрегаты (тепловентиляторы).

Как правило, они состоят из теплообменника (водяного или электрических нагревательных элементов), вентилятора (осевого или радиального) и воздухораздающего устройства. Принцип децентрализованной вентиляции с отоплением (охлаждением) находит широкий спрос как в зарубежных странах, так и на российском рынке.

В отличие от децентрализованных (местных) систем центральные системы воздушного отопления обслуживают, как правило, помещения большого объёма производственного назначения. Состоят они из калориферной установки, сетевого оборудования и доводчиков (при наличии необходимости обеспечения различных параметров воздуха в нескольких помещениях).

В местных и центральных системах воздушного отопления обязательно в качестве концевых устройств используются воздухораспределители различных конструктивных исполнений (решётки, плафоны, специальные закручиватели и др.). При проектировании систем вентиляции, совмещённых с воздушным отоплением, необходимо правильно выбрать типоразмер воздухораспределителя, размеры обслуживаемой ими рабочей зоны, высоту установки воздухораспределителя и угол наклона приточного потока, его предельную дальнобойность, исходя из начальных условий истечения приточного воздуха и обеспечения в рабочей зоне нормируемых параметров. Весьма существенное значение приобретает вопрос правильного определения максимальной разности температур между воздухом помещения в обслуживаемой зоне и на притоке.

При правильной организации воздухораспределения скорость в приточной струе по мере приближения её к рабочей зоне должна, как правило, падать до весьма малых величин, соизмеримых с нормируемыми. В этих условиях, учитывая, что в неизотермических струях соотношение между гравитационными и инерционными силами вниз по потоку растёт, силы вытеснения начинают оказывать существенное влияние на характер развития приточных струй.

Под воздействием гравитационных сил изменяется дальнобойность струи, её траектория, а внутри самой струи происходит перестройка скоростных и температурных полей — нарушается их подобие в поперечных сечениях.

Наиболее распространённым способом подачи тёплого воздуха в такие помещения является подача в верхнюю зону по четырём схемам подачи:

  • наклонно под углом 35 ° к горизонту ( рис. 1, схема Б );
  • горизонтальными струями (сосредоточенная), при которой обслуживаемая зона омывается обратным потоком ( рис. 1, схема В );
  • вертикально вниз ( рис. 1, схема Г );
  • в рабочую зону ( рис. 1, схема Е ).

Image

Рассмотрим особенности расчёта каждой из упомянутых четырех схем и способы их реализации на примере оборудования компании «Арктос».

Схема Б

Для обеспечения наиболее равномерного распределения скоростей и температур при раздаче тёплого воздуха по схеме Б ось струи должна пересекать верхний уровень обслуживаемой зоны на расстоянии x в с координатами по длине — x в , по высоте — z в :

где H — геометрическая характеристика:

Image

m, n — скоростной и температурный коэффициенты;

F 0 — расчётное сечение воздухораспределителя;

V 0 — скорость воздуха в расчётном сечении;

Ä t 0 — избыточная температура приточного воздуха;

Ä z в = h 0 — z в - h о.з = 1 м — высота опуска вершины оси струи над уровнем рабочей зоны;

a 1 — длина модуля помещения, обслуживаемого одним воздухораспределителем.

При подаче воздуха сверху вниз наклонными струями максимально допустимая избыточная температура подаваемого тёплого воздуха Ä t 0 max рассчитывается по формуле:

Image

где â — угол, под которым струя воздуха входит в рабочую зону, â = 0,67 x á ;

á — угол наклона жалюзи решеток, град.

Полученное значение сопоставляется с заданным по условиям тепловоздушного баланса для холодного периода года рассматриваемого объекта.

Если рассчитанная величина Ä t 0 max соответствует требуемому значению для компенсации недостатков тепла в холодный период года, то проверяются параметры V x max , Ä t x max в обслуживаемой зоне с учётом коэффициента неизотермичности — K н хол по следующим формулам:

Image

где

Image

Полученные V x max , Ä t x max должны быть не более нормируемых согласно заданию.

Если Ä t 0 max , полученное расчётом, меньше Ä t 0 , заданного по балансу, то возможно несколько вариантов решения этой проблемы:

1 вариант. Недостающее тепло внести в рабочую зону, например, электрическими тепловентиляторами типа ТЭВ («Арктос») мощностью от 2 кВт до 15 кВт. Более мощное отопительное оборудование от 10 кВт до 50 кВт — на основе водяных тепловентиляторов типа ТВВ. Такое оборудование рекомендуется для обогрева цехов и мастерских, вестибюлей, складов, закрытых спортивных арен, супермаркетов и т.д.

2 вариант. Например, применить для раздачи тёплого воздуха регулируемы решётки АМН или АДН, увеличить угол наклона жалюзи в направлении к рабочей зоне с á min = 0 ° (для тёплого периода) до á max = 50 ° (для холодного периода), что соответствует оптимальному развитию струи с максимальной дальнобойностью. Для этого положения жалюзи рассчитывается значение Ä t 0 max и вновь сопоставляется с требуемым в холодный период года для воздушного отопления.

3 вариант. При проектировании системы воздушного отопления необходимо предусмотреть возможность отключения части воздухораздающих решёток с тем, чтобы на оставшиеся воздухораспределители увеличился расход и соответствующая скорость на истечении. Для новых условий следует пересчитать Ä t 0 max и если полученное значение больше заданного, то определяется угол наклона жалюзи á и соответствующие значения m, n, H, K н по [6]. Затем традиционно вычисляются параметры воздуха при входе струи в обслуживаемую зону V x max , Ä t x max для холодного периода года, и полученные значения сопоставляются с нормируемыми. Если новые значения удовлетворяют заданным, то расчёт считается законченным.

Схема В

При подаче воздуха горизонтальными струями рабочая зона обогревается обратным потоком, обслуживающим значительную площадь помещения. Течение потока вдоль помещения в этом случае иногда приводит к ощутимому различию между максимальной и минимальной температурой воздуха в зоне пребывания человека. Разность между этими температурами возрастает с уменьшением воздухообмена и с увеличением перепада температур между подаваемым и удаляемым воздухом. Средняя температура в рабочей зоне может оказаться ниже принятой по расчёту, равной ей, а также несколько превышать её. Поэтому при сосредоточенной подаче воздуха горизонтальными струями определяется максимальная (допустимая) избыточная температура подаваемого тёплого воздуха по формуле:

Image

Максимальная скорость и избыточная температура в обслуживаемой зоне, омываемой обратным потоком, определяются по следующим соотношениям:

Image

Минимально допустимая высота установки воздухораспределителя над уровнем пола составляет:

Image

где h n — высота помещения, м;

b — ширина зоны обслуживания.

Полученные значения V обр max , Ä t обр max сопоставляются с нормируемыми. В качестве рекомендуемых воздухораздающих устройств можно использовать для этого следующие изделия компании «Арктос»:

  • настенные решётки с подвижными жалюзи АМН, АДН и неподвижными — АЛН;
  • диффузоры пластиковые универсальные круглые ДПУ-К, ДПУ-С;
  • панельные воздухораспределители с турбулизирующими ячейками 1ВПТ, 1ВКТ, 2ВКТ и закручивателями 1ВПЗ.

Подробные рекомендации по расчёту и подбору указанных воздухораспределителей даны в материалах. [6].

Схема Г

При вертикальной подаче воздуха ( схема Г ) распределение температур в рабочей зоне принято считать наиболее благоприятным. Важным фактором при этом является расчёт струи с целью обеспечения требуемой дальнобойности струи. При определении дальнобойности неизотермических струй в расчётную зависимость для определения параметров на оси струи вводится коэффициент неизотермичности ( K н ), учитывающий состояние инерционных и гравитационных сил. За расчётную температуру в рабочей зоне принимается температура на изотермической оси. Рекомендуется определять максимальную избыточную температуру приточного воздуха, при которой всплывание тёплого воздуха не существенно, по формуле:

Image

Полученное значение сопоставляется с требуемым Ä t 0 хол из тепловоздушного баланса для холодного периода.

Если Ä t 0 хол < Ä t 0 max , то определяется геометрическая характеристика H хол по номограмме или формуле:

Image

Рассчитывается значение

Image

Если

Image

то рассчитывается коэффициент неизотермичности по формуле:

Image

и определяются параметры воздуха в струе в холодный период года:

Image

полученные значения сопоставляются с нормируемыми.

Если значение

Image

то по графику на рис. 2 определяется относительная дальнобойность нагретой струи , вычисляется x и сравнивается с величиной h 0 - h о.з , принятой в расчете.

Если x h 0 - h о.з , то по графику на рис. 3 определяется коэффициент неизотермичности K н хол , рассчитваются параметры воздуха в струе в холодный период года и сопоставляются с нормируемыми.

Если x < h 0 - h о.з , то следует уменьшить Ä t 0 хол и повторить расчет, а недостающее тепло вносить в помещение другим способом, например, электрическими или водяными тепловентиляторами, как это было описано в схеме Б .

Для раздачи тёплого воздуха сверху вниз по схеме Г рационально использовать следующие воздухораспределители компании «Арктос»:

  • приточные щелевые решётки АРС, АЛС длиной от 500 до 2000 мм;
  • потолочные диффузоры пластиковые круглые ДПУ-М, ДПУ-К, ДПУ-С ( ∅ 100, ∅ 125, ∅ 160, ∅ 200, ∅ 250);
  • панельные воздухораспределители ВПМ, ВПТ, ВКТ или ВПЗ.

Подробная информация о конструктивных параметрах упомянутых воздухораспределителей, их аэродинамических, акустических характеристиках, а также методах подбора указана в [6].

При наличии технической возможности, как вариант, рекомендуется отключить часть воздухораспределителей, подающих воздух в помещение, увеличив тем самым расход и скорость выхода воздуха через ВР, и пересчитать значение Ä t 0 max . Если полученное значение Ä t 0 max ≥ Ä t 0 хол , то рассчитываются новые значения H x и K н x при новых значениях V 0 и Ä t 0 хол по описанной выше схеме, и параметрывоздуха в приточной струе: V x max , Ä t 0 max и сопоставляются с нормируемыми.

Схема E

Вначале выполняется расчет воздухораспределения для теплого периода года при максимальном воздухообмене или постоянном круглогодично (расчет на ассимиляцию вредностей или компенсацию местных отсосов).

По полученным параметрам V 0 , F 0 , h 0 и принятым характеристикам воздухораспределителя m и n для теплого периода определяется максимально допустимая избыточная Ä t 0 max температура в режиме воздушного отопления по формуле:

Image

Полученное значение сопоставляется с требуемым Ä t 0 хол из тепловоздушного баланса для холодного периода. Если Ä t 0 max ≤ Ä t 0 хол , то расчет считается законченным.

Если Ä t 0 max > Ä t 0 хол , то возможны четыре варианта решения.

1 вариант. Например, при установке панельных воздухораспределителей ВПМ фирмы «Арктос» за счёт изменения положения подвижной веерной вставки с b = 6 (8) мм в теплый период на b = 12 (16) мм для холодного периода находятся новые значения коэффициентов m = 1,3 и n = 1,1 по таблице аэродинамических характеристик для схемы Е [6]. Указанное изменение положения подвижной вставки позволит увеличить значение Ä t 0 max в 2,5 раза. Если новое значение удовлетворяет заданному, то расчет считается законченным.

2 вариант. Применение панельных воздухораспределителей фирмы «Арктос» 1ВПТ, 1ВКТ, 2ВКТ с турбулизирующими ячейками позволяет увеличить значение Ä t 0 max в 1,7 раза при изменении схемы установки ячеек:

  • для тёплого периода применять по схеме закрученного потока ( m = 0,4; n = 0,3);
  • для холодного периода (воздушное отопление) изменить установку на схему комбинированного потока ( m = 0,8; n = 0,7).

Если новое значение удовлетворяет заданному, то расчет считается законченным.

3 вариант. Принимается для режима воздушного отопления Ä t 0 max = Ä t 0 хол , а недостающее тепло компенсируется с помощью тепловентиляторов. Если новое значение удовлетворяет заданному, то расчет считается законченным.

4 вариант. При наличии технической возможности рекомендуется отключить часть воздухораспределителей, подающих воздух в помещение, увеличив тем самым расход и скорость выхода воздуха через воздухораспределитель, и пересчитать значение Ä t 0 max . Если полученное значение Ä t 0 max ≥ Ä t 0 хол , то рассчитываются параметры воздуха в приточной струе на расстоянии 1 м от воздухораспределителя: V x max при новом значении V 0 и Ä t 0 max при Ä t 0 хол и сопоставляются с нормируемыми. Если новое значение удовлетворяет заданному, то расчет считается законченным. ■

Image

Image

Литература

1. Гримитлин М.И. Распределение воздуха в помещениях. — СПб.: АВОК Северо-Запад, 2004.

2. Решётки вентиляционные регулируемые типа РВ. Типовая документация на конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений (серия 5.904 - 50). — М., 1988.

3. Рекомендации по расчёту воздухообмена в помещениях, оборудованных системами вентиляции, совмещёнными с воздушным отоплением при использовании воздухораспределителей ВГК. —М.: ЦНИИ Промзданий, 1980.

4. Рекомендации по выбору отопительно-рециркуляционных агрегатов АЗ-840. —М.: Госстрой СССР, 1981.

5. Кузьмина Л.В., Гуськов А.С., Середнёва Н.С. Расчёт воздушного отопления компактными вентиляционными струями.

6. Воздухораспределители компании «Арктос», указания по расчёту и практическому применению. Из. третье. — СПб., 2005.

Последнее обновление ( 26.06.2007 )
 
< Пред.   След. >

Будем благодарны, если воспользуетесь одной из этих кнопок: