Honlapunk alsó tartalma 1360*768 pixel
képernyőfelbontásnál kisebb érték esetén
a görgetősáv használatával érhető el.

Lapszámok

Kérjük válasszon
2016

2016 1-2. szám

Hozzászólások

Érintőleges légvezetési rendszer légmozgásának méréses elemzése

Még nem érkezett hozzászólás!

részletek »

Böttger Eszter - Dr. Both Balázs

Érintőleges légvezetési rendszer légmozgásának méréses elemzése

Böttger Eszter

MSc épületgépész hallgató
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Dr. Both Balázs

egyetemi adjunktus
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Absztrakt

Az épületgépészeti gyakorlatban különösen fontos a megfelelő komfortérzet biztosítása a zárt térben. A kellemes közérzet eléréséhez elengedhetetlen a gépi szellőztetés alkalmazása a zárt terekben. Ennek során a befúvószerkezet elhelyezése, valamint a befúvási sebesség meghatározza a komfortérzetet befolyásoló jellemzőket, elsősorban a sebesség és turbulencia fok eloszlását a térben. Cikkünkben két fő tervezési paraméter: a befúvási sebességnek (Reynolds-számnak) és a befúvó faltól mért távolság arányának (OR = Offset Ratio) hatását elemezzük a szellőztetett térben kialakuló sebesség és turbulencia fok eloszlására, amely a Fanger-féle huzatkomfort modell két fő mennyisége.

Bevezetés

A légtechnikai rendszerek alapvető feladata, hogy megváltoztassák a bennük áramló levegő paramétereit abból a célból, hogy az ember/technológia által meg kívánt mikroklíma környezetet biztosítani tudja. A szellőztetett térben kialakuló primer és szekunder áramlásokat együttesen légvezetési rendszernek (továbbiakban: LVR) nevezzük, amely meghatározza a levegővezetés módját a helyiségben. Az egyes légvezetési rendszerekhez jellegzetes befúvó és elszívó anemosztátok tartoznak, amelyek meghatározzák a helyiségben kialakuló áramképet. A befúvók elhelyezése és a befúvási sebesség hatással van a szellőztetett térben kialakuló sebességre és turbulencia fokra.

A széles körben alkalmazott érintőleges LVR legjellemzőbb befúvó eleme a résbefúvó anemosztát és a légmozgás uralkodó iránya a határoló felületekkel párhuzamos. A szellőző levegő a fal, födém mentén kerül bevezetésre. A befúvószerkezet elhelyezéstől függően lehet mennyezeti vagy fali anemosztát (főként rés), illetve indukciós konvektor [1]. A résbefúvó anemosztátból a levegő sík szabadsugárként lép ki, majd valamilyen felületre feltapadva részlegesen korlátozott légsugárrá alakul [2], [3], [4]. A határoló felületen értelmezhetünk egy tapadási pontot, ahol egy átmeneti tartomány után a szabadsugár feltapad a határoló felületre a Coanda-hatás miatt. Ezután a légsugár a felületen halad tovább, majd elvégezi a helyiség átszellőztetését [4], [5]. Az érintőleges légvezetési rendszerben a szellőző levegőt a tartózkodási zónán kívül vezetik be, így a huzatkockázat viszonylag alacsony. Ebből következik, hogy nagyobb befúvási sebességet engedhetünk meg, mint más légvezetési rendszerek esetében [1]. Az érintőleges LVR-eket általában alacsony belmagasságú helyiségek (H ≈ 3 – 4 m), irodák, előadóterek szellőztetésére alkalmazzák [6].

A légvezetési rendszer meghatározó tulajdonságai hatással vannak a térben kialakuló áramlásra, és ennek révén a huzathatásra. Ugyanakkor a szabványok ajánlásai nem részletezik, hogy a különböző légvezetési rendszerek esetén milyen eltérő tervezési értékeket érdemes figyelembe venni (pl. sebesség, turbulencia fok), illetve ezek a paraméterek hogyan függenek a befúvási sebességtől és a befúvó elhelyezésétől. Ennek megfelelően vizsgáltuk a befúvó elhelyezésének (távolsági arányának, OR) és a befúvási sebességnek (a Reynolds-szám segítségével) hatását a térben kialakuló sebességre és turbulencia fokra derékmagasságban (0,6 m a padlószinttől mérve).

 

Elméleti összefoglalás

A zárt térben tartózkodó emberek szubjektív érzetére a komfortérzet fogalmát használjuk. A komforttartomány a komfortérzetet meghatározó tényezőknek azon tartománya, amelyben az ember komfortérzete kellemes [6], [7]. Ezt a komforttartományt [6] az emberi érzékelés szempontjából három nagyobb területre bonthatjuk: 
• a hő- és huzat komforttartománya,
• a belső levegő minőségének komforttartománya és
• az egyéb komforttartományok: vizuális hatások,
  akusztika stb.

Kezdetben a jó közérzetet csak a hőkomforttal jellemezték. A hőérzet jellemzésére P. O. Fanger definiálta a PMV és PPD értékeket, azaz a várható hőérzeti értéket és a kedvezőtlen hőérzet várható százalékos valószínűségét.

A PMV-PPD modellből egyértelmű, hogy a zárt térben az elégedetlenség valószínűsége sosem éri el a 0-t. Később ezek alapján dolgozta ki Fanger az ún. komfortdiagramokat, amelyeket zárt terek hőérzeti méretezésére közvetlenül alkalmazhatók [7], [8]. A hőérzettel kapcsolatos kutatások során felismerték, hogy a PMV-PPD, illetve a komfortdiagramok nem mindig írták le jól az élő alanyok tényleges komfortérzetét. Ez az ún. lokális diszkomfort tényezők miatt van, amelyek olyan, a tér egyes pontjaiban érvényesülő paraméterek, amelyek a test bizonyos részein diszkomfort érzetet hoznak létre, s ez által kellemetlen közérzetet okoznak [7], [9]. Diszkomfort tényező lehet a fény- és zajterhelés, a huzathatás, a vertikális hőmérsékletkülönbség, a sugárzási aszimmetria és a hideg-meleg padlók. Mindezek közül a legjelentősebb a huzathatás, hiszen ez a legtöbb panaszt kiváltó diszkomfort paraméter.

A huzathatás definíció szerint a szellőző levegő áramlása következtében a bőrfelületen kialakult intenzív hőcsere miatt jelentkező lokális túlhűlés. Fanger számos kutatás és élőalanyos mérés után megalkotott egy matematikai modellt (DR, mint „Draught Rate”), melynek alapján számítható a huzathatással elégedetlenek százalékos aránya [10], [11], [12]. A huzathatás vizsgálatok kezdetén csak a sebesség nagyságát és a hőmérsékletet azonosították változóként, később azonban felismerték, hogy a sebesség nagysága és a hőmérséklet mellett egy harmadik jellemző, az ún. turbulencia fok is jelentős hatással van a huzatérzetre:

DR = (34 – tmean)·((umean – 0,05)0,62)·(0,37·Tu·umean+ 3,14).

 

A turbulencia fok a sebesség időbeli ingadozását jellemző négyzetes integrál középértéknek (uRMS) és a sebesség nagyságának (umean) százalékban kifejezett hányadosa:

Tu = uRMS / umean · 100%.

 

A szubjektív huzatérzetet tehát a sebesség nagysága, a turbulencia fok és a hőmérséklet (tmean) egymáshoz való viszonya határozza meg. Különböző mérések alapján megállapítható, hogy a komfortterekben a turbulencia fok legtöbbször 0 és 80% között alakul [2]. Itt érdemes megjegyezni, hogy míg a turbulencia fok elnevezés %-os értéket jelöl, addig a turbulencia intenzitás ennek század része.

 

További részletek lapunk 2016/1-2-es számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).

A teljes cikk letöltéséhez jelentkezzen be!