Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 107-91-50 ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Алгоритм подбора активных климатических балок

Algorithm for Selection of Active Beams

A. A. Borodkin, Technical Director at LLC "Engineering Bureau VINDEKO"

Keywords: active climatic beams, heat balance, cold production capacity, total air flowrate

One of the advantages of active climatic beams – low level of noise generated by them. This facts serves as the basis for the idea that this device allows for achievement of high room comfort level. However acoustic performance is only one of the factors of room comfort; absence of draft in the work zone is just as important, and information on this matter is not sufficient. Also, there is no simple and reliable algorithm for selection of active beams.

Описание:

Одно из достоинств активных климатических балок – низкий уровень генерируемого ими шума. На основании этого факта продвигается идея, что с помощью данного устройства можно добиться высокого комфорта в помещениях. Однако акустика – это только один из факторов комфорта в помещении, отсутствие сквозняков в рабочей зоне не менее важно, а вот в этом вопросе нет достаточной информации. Также отсутствует простой и надежный алгоритм подбора активных климатических балок.

Алгоритм подбора активных климатических балок

Одно из достоинств активных климатических балок – низкий уровень генерируемого ими шума. На основании этого факта продвигается идея, что с помощью данного устройства можно добиться высокого комфорта в помещениях. Однако акустика – это только один из факторов комфорта в помещении, отсутствие сквозняков в рабочей зоне не менее важно, а вот в этом вопросе нет достаточной информации. Также отсутствует простой и надежный алгоритм подбора активных климатических балок.

Процедуре подбора количества и типоразмера балок предшествует расчет теплового баланса помещений. При этом известными считаются площадь и объем помещений, мощности источников теплоты, а также количество людей, находящихся в каждом помещении. Результатом расчета становится информация о количестве теплоты, подлежащей ассимиляции. Для удаления избытков теплоты в каждую балку подается холодная вода и наружный (первичный) воздух. Как правило, температуры воздуха и воды на входе в балку принимаются равными 16 и 15 °C соответственно. Что касается расхода воды, то он ограничен потерями давления в теплообменнике, которые обычно не должны превышать 10 кПа. Максимальный расход наружного воздуха, подаваемого в балку, может быть ограничен либо акустикой, либо потерями давления на теплообменнике. Примем, что реализуется сценарий, в котором максимальный расход воздуха лимитируется потерями давления в соплах и теплообменнике. Ограничим их величиной 100 Па.

При заданном числе людей в помещении для определения количества суммарного расхода наружного воздуха, подаваемого на вход всех балок, достаточно знать расход наружного воздуха на одного человека.

Обратимся теперь к техническим характеристикам активных балок. Из паспорта изделия берем три значения расхода наружного воздуха (Vбалка) – минимальное, среднее, максимальное – и считаем соответствующие величины полной холодопроизводительности балки (Qбалка). Соответствующие значения для балки длиной 2 м взяты из [1]. Табл. 1 дополнена информацией о величине коэффициента Kбалка, который представляет собой результат деления холодопроизводительности балки на соответствующее значение расхода воздуха. Аналогичные данные для другого производителя представлены в табл. 2. Таблицы иллюстрируют тот факт, что с увеличением величины расхода первичного воздуха величина коэффициента Kбалка падает, что означает снижение эффективности использования воздуха

Запишем тождество:

где Qсум – количество явной теплоты, выделяемой в помещении всеми источниками теплоты, включая проникающую и солнечную составляющие (результат расчета теплового баланса помещения);

Vсум – суммарный расход наружного воздуха, м3/ ч;

Qчел = Qсум / Nчел;

Vчел – расход воздуха на одного человека, м3/ ч; Vчел = Vсум / Nчел;

Nчел – количество человек в помещении;

Nбалка – количество балок;

Применим выражения (2) и (3) совместно с табл. 1 для помещения, в котором присутствуют шесть человек. Количество теплоты, подлежащее ассимиляции активными балками, примем равным 6000 Вт. Результаты расчета для трех эффективностей представлены в табл. 3.

Представленные в табл. 3 результаты позволяют однозначно утверждать, что функционирование активных балок в режиме минимального расхода наружного воздуха ведет:

• к сокращению эксплуатационных расходов из-за снижения суммарного расхода первичного воздуха;

• к росту капитальных затрат из-за увеличения потребного количества балок.

Открытым остался вопрос, какому режиму следует отдать предпочтение, если принять во внимание комфорт в помещении.

Для оценки уровня комфорта в помещении необходимо располагать информацией о скорости и температуре струи воздуха на входе в рабочую зону (РЗ). А предварять эту процедуру должен расчет скорости и температуры струи воздуха на выходе из балки.

Известно, что суммарный расход воздуха на выходе из балки зависит от величины коэффициента эжекции балки i. Среднее его значение можно принять равным i = 4,5 [2]. Величину переохлаждения воздуха на выходе из балки dt0 определим из выражения (4):

Скорость воздуха на выходе из балки определяется для ширины щели, равной 25 мм.

Полагая, что струя воздуха, истекающая из балки, подчиняется закону течения плоской струи, для длины пути 2,7 м рассчитаем величины переохлаждения воздуха и скорости струи на входе в РЗ. Значения пар «скорость–переохлаждение» струи на входе в РЗ приведены на рисунке. На нем также представлены кривые, для которых 20 и 40 % людей испытывают ощущение сквозняка.

Данные рисунка дают еще один аргумент в пользу выбора минимального расхода наружного воздуха в процедуре подбора активных климатических балок.

Следует также принять во внимание, что размеры помещения, в котором предполагается разместить балки, могут ограничить их число, что не может не отразиться на уровне комфорта.

Литература

  1. Бородкин А. А., Устинов В. В. Границы применимости активных климатических балок в офисных помещениях // АВОК. – 2020. – № 5.
  2. Бродач М. М., Вирта М. К., Устинов В. В. Климатические балки: проектирование, монтаж, эксплуатация. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2012.
купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №5'2021

PDF pdf версия


Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Сертификационный центр АВОК
Реклама на нашем сайте
Онлайн-словарь АВОК!