Delist.ru

Моделирование адаптивной системы вентиляции в помещениях общественных зданий большого объема (17.11.2009)

Автор: Сырых Павел Юрьевич

где ?t - разность средней температуры тела человека и воздуха помещения, 0С.

Концентрацию СО2 на высоте Z0 определяем по формуле

где Счел – концентрация СО2 в воздухе.

Для оценки достоверности предложенного метода расчёта проведён сравнительный расчёт концентрации СО2 в конвективной струе с его помощью и по методике Эльтермана В.М., согласно которой расход воздуха в конвективной струе определим следующим образом:

где q – тепловыделения человека, Вт;

Z – соответствующая высота над тепловым источником, м.

Изменение концентрации СО2 на высоте Z определяем по формуле

концентрация СО2 и расход конвективного потока на высоте Z0.

Из графика видно, что результаты расчёта по обоим методам имеют схожие результаты по мере увеличения высоты помещения, максимальная погрешность достигает 20%. Это позволяет использовать предложенный метод при дальнейших расчётах.

Полученные результаты позволяют утверждать, что выдыхаемый человеком углекислый газ, переместившись до припотолочного пространства, распространяется по нему в пределах тепловой подушки, образование которой происходит при выключенной СВ. Объём тепловой подушки примем равным объёму воздуха, подсасываемого конвективной струёй при подъёме конвективного потока в верхнюю часть помещения и определяемого геометрическими параметрами струи (Vподс).

На рисунке 8 показано распределение конвективного потока внутри тепловой подушки. При входе в тепловую подушку конвективный поток имеет цилиндрическую форму диаметром dстр. Дальнейшее его движение происходит в радиальном направлении при сохранении высоты цилиндра (?Х). В работе показано, что распространение СО2 в припотолочной зоне будет происходить вместе с конвективными потоками.

Толщина тепловой подушки определяется по формуле

Скорость распространения СО2 в припотолочном пространстве из закона сохранения энергии равна

- средняя плотность воздушной и газовой смеси в конвективном потоке и припотолочной зоне, кг/м3.

Проведём оценку времени отклика датчика СО2, установленного в припотолочном пространстве, на появление человека в зоне, в зависимости от высоты помещения.

(рисунок 9)

На рисунке 9 показано расстояние (S), которое должен пройти конвективный поток, создаваемый человеком, находящимся на расстоянии Rкрит от центра зоны до датчика, установленного в центре зоны в припотолочном пространстве. Оно определяется по формуле

- диаметр конвективной струи в припотолочной зоне;

- геометрический параметр зоны принимаемый большим из величин а1 и b1.

Величина пути конвективного потока будет складываться из расстояния от головы человека до потолка помещения (Z) и расстояния до датчика (S) в припотолочной зоне.

На графике, приведённом на рисунке 10, показано время движения конвективного потока в зависимости от высоты помещения.

Важным показателем для работы АСВ является выбор критериального условия изменения концентрации СО2, регистрируемого датчиком, определяющего начало работы вентиляционных агрегатов.

Скорость движения СО2 в тепловой подушке обратно пропорциональна расстоянию от конвективной струи в припотолочном пространстве до

где С0, С1 – концентрация СО2 в конвективной струе в припотолочном пространстве и на расстоянии l1, г/м3; l0 – расстояние от оси конвективного потока в припотолочном пространстве, м.

Для определения величины концентрации СО2, служащей сигналом для начала работы АСВ, рассмотрены варианты значений концентрации СО2:

1 вариант. Пороговая концентрация СО2 на датчике (Nчел/порог), соответствующая концентрации СО2 на оси конвективного потока от человека находящегося под датчиком (С0);

2 вариант. Концентрация СО2 у датчика, соответствующая количеству людей, посчитанном из условия нормируемой площади на человека (Nчел/расч);

3 вариант. Концентрация СО2 принята по стандарту Ashrae 62-1989 равной величине 0,18 г/м3 (Nчел/С=0,18);

4 вариант. Предельно допустимая концентрация СО2, равная 27г/м3 (Nчел/ПДК).

. Поскольку рассматривается постоянный объём тепловой подушки, то в припотолочной зоне, при конвективных потоках создаваемых несколькими людьми, будет выполняться уравнение:

Расположение людей в зоне определим на среднестатистическом расстоянии

Зная концентрацию СО2 в центре зоны в припотолочном пространстве от одного человека, определим концентрацию от нескольких человек.

Расчёт проведён из условия обеспечения у датчика величины концентрации СО2 равной одному из вариантов описанных выше. Результаты расчёта представлены в таблице 1.

F, м*м 2*2 4*4 6*6 8*8 10*10 12*12

С0, г/м3 0,33 0,22 0,17 0,14 0,11 0,1

С1средн, г/м3 0,142 0,068 0,047 0,036 0,027 0,024

Nчел/порогСредн 2 3 4 4 4 4

Nчел/расч 1 3 7 13 25 29

Nчел/С=0,18 2 3 4 5 7 8

Nчел/ПДК 191 399 575 744 1011 1137

загрузка...