Výpočtový manuál pro program Dim Comfort 4.0

Transkript

1 DimComfort 4. Theory manual Výpočtoý manuál pro program Dim Comfort 4. Popis menu: Nastaení místnosti Výběr zařízení D/3D náhled Tisk, přeod do CDentu požadaky: hlukoé požadaky komfortní zóna rychlostní požadaky rozměry místnosti: geometrie podhled Ventilační kritéria: teplota nezbytný průtok ýběr / nárh rozměru difuzorů kontrola hlukoých požadaků kontrola průtoku difuzorem Umístění difuzorů info a ýpočty: místnost / difuzory rychlosti hluk izualizace: proudícího média zobrazení hlukoé mapy Výsledný ýstup podebě pdf možnosti pdf ýstupu: standartní strana popis produktů informace o místnosti umístění difuzorů dosahy proudů místnosti možnost přeodu rozmístěných difuzorů přímo do CDentu: Nastaení místnosti Zde lze definoat entiloanou místnost, požadaky na rychlosti a hluk. Výpočet záisí na zoleném principu entilace směšoáním zduchu, či ýměnou zduchu.. Výběr zařízení Veškeré difuzory mají náhled s fotografií, 3D modelem a popisem. Je možné hledat dle druhu entilace, funkce, taru, či připojení. Počet či elikosti difuzorů může být automaticky stanoen dle hlukoých požadaků pro danou místnost. Pro příklad na stanoení počtu příodních difuzorů se již započítáá i nutnost ložení ododních difuzorů a to s předpokladem, že tyto ododní difuzory ytářejí stejný hluk jako difuzory příodní. Rychlest zasažené zóně není tomto konkrétním bodě započítáána, jelikož rychlost je záislá i na rozmístění difuzorů místnosti. D/3D náhled Difuzory je možné tažením přesouat liboolně po místnosti e D náhledu. Zde je take možnost změnit umístění podledu. Lze zobrazit i rychlostní diagram, kde je rychlost okupoané zóně zobrazena jako funkce záislosti teplotní diference (mezi místností a teplotou přiáděného media).

2 DimComfort 4. Theory manual Tisk, přeod do CDentu V tiskoém menu lze ybrat, které informace a pohledy chcete tisknout. Výsledně narženou místnost lze přeést do CDetu. Stanoení entilačních parametrů V DimComfortu 4. jsou různé způsoby stanoení parametrů e entiloané místnosti. there are different ways to determine the parameters for the entilation in the room. Nezbytná míra entilace místnosti může být stanoena na základě chlazení, topení, nebo dle potřeb ýměny zduchu stanoené dle CO. Tepelná ronoáha q c T T (1.1) p s e účinnost chlazení, či topení (chlazení bude zobrazeno se záporným znaménkem) [W] q průtok zduchu [m 3 /s] hustota zduchu [kg/m 3 ] c p měrná tepelná kapacita zduchu [J/(kg )] T s teplota příodního zduchu [ C] T e teplota odsáaného zduchu [ C] Za normálních podmínek (t= C a p=11,3 kpa) lze ýraz zjednodušit q 1, T T (1.) s q průtok zduchu [l/s] e Směšoací entilace Plně směšoací entilace je předpokládaná, pokud se roná teplota místnosti teplotě odáděného zduchu (T r = T e ). Teplota místnosti musí být ždy specifikoána. Parametry (, q, T s ) musí být specifikoány, zbýající hodnoty musí být postupně ypočítány. Místo q může být specifikoána maximální poolená koncentrace CO. q bude poté ypočítáno z (zřeďoací)ronice. Viz ztah (1.5) Ventilace s úplnou ýměnou zduchu Při této entilaci je chladný zduch přiáděn na podlahu. Tím znikne tz. ertikální teplotní gradient. Vzniklá ertikální teplotní distribuce záisí na mnoha faktorech umístění, objemu a přenosu proudu z tepelného zdroje, geometrie místnosti či proudění zduchu. Existuje jednoduchý model - tz. 5% praidlo, které se použíá na 5% případů teplotních gradientů od příodu po odod. le některé laboratorní testy prokázaly, že teplotní gradient je nejětší nižších částech místnosti. Ve yšších částech místnosti už takoé gradienty nejsou. DIM Comfort užíá následující model k získání lepšího předpokladu teplotního gradientu zasažené zóně, který je definoán jako teplota e ýšce 1,1m mínus teplota e ýšce,1m (T r -T f ).

3 Height DimComfort 4. Theory manual Detailed model 5% Texhaust Troom(1.1) T gr Tsupply Tfloor(.1) Temperature Předpokladem je, že teplota zduchu blízko podlahy (,1 m) T f je střední hodnotou teploty zduchu místnosti T r (in 1,1 m) a teplotou přiáděného zduchu T s. Teplotní gradient T gr Tr Ts Tgr (1.3) Teplotní účinnost T Te Ts T (1.4) Tr Ts Teplotní účinnost záisí na ýšce místnosti a teplotním zatížení. ombinace ztahu Teplotního gradientu okupoané zóně s digramem, ztahu pro Teplotní účinnost a obecného ztahu pro tepelnou ronoáhu získáme spojení mezi parametry (, q, T gr ) a teplotou místnosti T r. Místo q může být specifikoano maximální množstí CO, q poté lze opět dopočítat pomocí (1.5).

4 DimComfort 4. Theory manual Dilution equation q c q m 1 e q V q 6 m 6 c V V ci e 1 ci c 1 e 1 ci c je koncentrace CO místnosti čase yjadřující ideální promísení [ppm] (ppm = cm 3 /m 3 ) q m je přidané množstí CO (záislé na stupni aktiity) [m 3 /h] q průtok zduchu [m 3 /h] V je objem místnosti [m 3 ] je čas [h] c je koncentrace CO na počátku c i je koncentrace CO příáděném zduchu (enkoní koncentrace je 3-4) [ppm] q q q (1.5) Hlukoé ýpočty Zdroj hluku je jednoznačně charakterizoán akustickým ýkonem Lp (W) Je to ýkon akustického zdroje. Intenzita zuku I (W/m ) je akustický ýkon procházející 1 m lnoplochy Tyto akustické eličiny se praxi mění o mnoho řádů a proto byl technické akustice zaeden pojem hladin jednotliých akustických eličin, jejichž eličinou je decibel. Hladina akustického ýkonu (L W ) (db) Jde o ýkon akustického zdroje N Lw 1 log [db] Nre N re referenční hodnota akust. ýkonu a úmluami ISO byla stanoena na 1-1 W N aktuální hodnota akustického ýkonu Hladina akustického tlaku (L p ) (db) Je míra intenzity hluku, charakterizoaná tlakem, způsobeným ibracemi nímanými lidským uchem, nebo mikrofonem na měřícím zařízením hladiny hluku Hlukoměru. L p log p p re [db] p re referenční hodnota akust. tlaku a úmluami ISO byla stanoena na x1-5 Pa (N/m ) N aktuální hodnota akustického tlaku

5 DimComfort 4. Theory manual Útlum místnosti D [db] je diference mezi hladinou akustického tlaku a hladinou akustického ýkonu L p L W D Hlukoé ýpočty ybraných zařízení Celkoá hladina akustického tlaku uzařeném prostoru L p L W Q 1log 4 r 4 n Q je směroý činitel, který je záislý na umístění difuzoru. n je počet dufuzirů je útlum, absorbce stěn,16 V T s V objem místnosti [m 3 ] T s doba dozuku místnosti [s] Hlukoé ýpočty e D Hladina akustického tlaku je počítána e ýšce nastaené komfortní zóny. L p,p1 L W,d1 Q 1log 4 r p1 d1 4 L W,d L W,d1 a L W,d je akustický ýkon z každého difuzoru samostatně r p1-d1 a r p1-d je zdálenost z bodu komfortní zóně k difuzoru is logarithmic addition determined by: L 1 L = Q 1log 4 r L1 L 1 log11 11 p1 d 4

6 DimComfort 4. Theory manual Výpočet rychlosti Směšoání Rychlost zasažené zóně často záisí na umístění a distribuci tepelného zatížení místnosti. Výpočet rychlostí zduchu se započítááním liu teplotních jeů yžaduje elmi detailní informace nějších podmínek místnosti a pokročilé nástroje k řešení komplexních a komplikoaných ýpočtoých systémů. V DIM Comfortu jsou použity zjednodušené ronice ycházející z proudění zduchu a z experimentů z laboratorních testů. Proto ýstupy musí být zažoány jako reálné odhady maximálních rychlostí testoané zóně. V základním nastaení je tato testoací zóna pro směšoací entilaci nastaena takto: Výška komfortní zóny h occ = 1,8 m, zdálenost od zdi x occ =.6 m a rychlost zduchu, m/s. Rychlost zduchu z difuzoru Vstupní rychlost x z difuzoru klesá se zdáleností od difuzoru. Základní zorec pro pokles rychlosti pro olný difuzor a difuzor na stěně je: a olný difuzor x stěnoý difuzor x a x x a je kládaný difuzor složenými daty je olný prostor difuzoru [m ]

7 DimComfort 4. Theory manual x zdálenost od difuzoru [m] rychlost přiáděného zduchu [m/s] dyž je difuzor ložen 3 mm od stropu, potom je použit zorec pro stěnoý difuzor. Difuzory s horizontálním prouděním zduchu Rychlost zduchu je počítána ze zorců pro olný difuzor a stěnoý difuzor s tím, že kritická délka l crit je kládána místo x. ritická délka je zobrazoána zeleným/čereným indikátorem e D i 3D pohledu. l crit je stanoena jako alespoň jedna z následujících možností: Horizontální zdálenost k nejbližší zdi + ertikální zdálenost až do okupoané zóny Horizontální zdálenost k nejbližšímu dalšímu difuzoru + ertikální zdálenost až do okupoané zóny (když se jedná o chlazení) hloubka průniku + ertikální zdálenost až do okupoané zóny sa a m je hloubka průniku a je stanoena jako xm [m] r sa je stanoeno z laboratorních testů g T T e s r je rchimedoo číslo definoané jako r a g jsou koeficienty teplotní expanze [ C -1 ] a tíhoé zrychlení [m/s ] T e a T s jsou teploty odáděného a přiáděného zduchu [ C] Stěnoé difuzory: Jestliže jsou umístěny da, nebo íce difuzorů paralelně edle sebe a přesnou zdálenost od sebe, která je ještě k tomu menší, než zdálenost b h, potom je dosah delší dle or more l. (corrected) = l. je korekční faktor, který lze yčíst z diagramu Příod s chladným zduchem: Tepelné zdroje místnosti generují zestupné proudění zduchu, které zyšuje pokles studeného příodního zduchu. Indblæsningsarmatur Conection onektionshastighed elocity Tyto teplotní podmínky způsobují další sestupné proudění chladného zduchu, což může Termisk Thermal hastighed elocity term Varmekilde Heat Source

8 DimComfort 4. Theory manual způsobit yšší rychlosti (průan). Toto je nezáislé na rychlosti přiáděného zduchu. Tato rychlost je nazýána tepelná rychlost (Thermal elocity) a to z důodu ystříhání se záměny s rychlostí zestupně proudícího zduchu (Conection elocity). Tepelná rychlost je stanoena z empirického modelu s tepelným zatížením [W/m ], počtu difuzorů [W/difuzor], rozsahem proudu z difuzoru (1-, -, 3-, 4-cestný, rotační atd.), a ýšky místnosti. Výška =,5 Výška 4 m: Heat load [W/diffuser] Grills Rotation 1 way way 3 way 4 ways Maksimum elocity term in the occupied zone [m/s] 15 5 Heat load [W/diffuser] Maksimum elocity term in the occupied zone [m/s] 6 < <.3 <.35 < <.35 <.4 < <.15 <. <.5 1 <. <.5 < [W/m ] [W/m ] Výsledná rychlost okupoané zóně je nejyšší rychlost z rychlostí přiáděného zduchu a tepelné rychlosti. Difuzory s ertikálním rozsahem Rychlost příodního zduchu je ypočtena z arianty zorce pro olný difuzor topení chlazení 1/ 3 a y 1 y type, a, y a y 1 r r type, a y y 1/ 3 y m, y m = H type, a r

9 DimComfort 4. Theory manual g r r je rchimedoo číslo T e type je konstanta y je ertikální zdálenost z difuzoru ke komfortní zóně [m] y m zdálenost rozsahu [m] H zdálenost difuzoru od země T Výsledná rychlost okupoané z=oně je stanoena pouze z rychlosti příodního zduchu z difuzoru. s Ventilace s ýměnou zduchu Okupoaná zóna je definoaná nastaení místnosti pro entilaci s ýměnou zduchu takto: zdálenost od difuzoru x occ = 1.5 m a max. rychlost je defaultně nastaena na. m/s. Rychlost přiáděného zduchu Přímá rychlost způsobená jedním difuzorem je stanoena jako q x, Dr, x occ, index α indikuje úhel shodně dle osy difuzoru q je průtok difuzorem [m 3 /s] xocc, je zdálenost mezi difuzorem a okupoanou zónou pod úhlem α, kde je nejětší rychlost [ ] x occ, x cos occ Dr,α je rychlostní koeficient zaislý na difuzoru ( zdálenosti zóny) a r D g h T T r s r D je rchimedoo číslo definoané jako r a g jsou koeficienty teplotní expanze [ C -1 ] a tíhoé zrychlení [m/s ]

10 DimComfort 4. Theory manual h je ýška difuzoru od země [m] T r a T s jsou teploty místnosti a příodního zduchu [ C] Lindabské difuzory pro ýměnu zduchu (COMDIF) mohou být nastaeny pro malý, nebo elký rozptyl. U elkého rozptylu jde nejětší část zduchu paralelně s difuzorem, zbytek proudu jde dopředném směru. U tohotu typu nastaení je rychost typicky nejětší úhlu = 45. Rychlost zduchu u podlahy dyž je íce difuzorů umístěno na jedné stěně, nebo u jednoho rohu dou přilehlých stěn, tak je zde možnost zýšení rychlosti zduchu u podlahy okupoané zóně. Tato rychlost může být yšší, než je rychlost ycházejícího zduchu z difuzoru. dyž je ypočítáána rychlost u podlahy, tak program rozlišuje mezi difuzory, které jsou umístěny u stejné zdi, nebo jsou rozmístěny kolem rohu. Difuzory rozmístěné u stejné zdi: Jednotlié proudy zduchu z difuzorů, které jsou blízko sebe (a jsou ronoměrně distribuoány) proudí určité zdálenosti společně nezáisle na druhu proudu ycházejícího z difuzoru. (přímý tok, hězdicoitý či jiný tar). Tato dopředná rychlost je záislá pouze na průtoku zduchu podél celé zdi a teplotním rozdílu mezi teplotou místnosti a teplotou příotního zduchu. Není záislá na příodní rychlosti zduchu ycházejícího z difuzoru. floor k 1 q log L total k ln T T r s k k 1, k, k 3 jsou konstanty q total je celkoý průtok zduchu ze šech difuzorů [m 3 /h] L je délka zdi, u které jsou umístěny difuzory [m] T r a T s jsou teploty místnosti a příodu [ C] 3 floor [m/s] T r -T s q total pr m wall [m 3 /(hm)] Difuzory umístěné kolem rohu: Maximální podlahoá rychlost okupoané zóně je záislá na počtu difuzorů a jak jsou rozmístěny, jestli difuzory umístěné blízko sebe mohou dát příležitost pro proudění mezi difuzory a tím relatině yšší rychlosti okupoané zóně. Rychlest je ypočtena pomocí tohoto ztahu

11 DimComfort 4. Theory manual floor Dw q w total T T r s Dw je koeficient záislosti qtotal q total je celkoý průtok šech difuzorů [m 3 /s] w je charakteristická (geometrická) jednotka, která je ypočtena z délky zdi a zdálenosti od rohu k nejzdálenějšímu difuzoru. T r a T s jsou teploty místnosti a příodu [ C] Výpočet dráhy proudu zduchu Ve 3D-pohledu je možné idět simulaci dosahů a drah proudů zduchu. Vizualizace je znázorněna proudem částit. Trajektorie částic záisí na stupní rychlosti a teplotě, ale ýpočet trajektorie nebere potaz zájemné rozmístění, ani li topení, či chlazení, které je použito místnosti. Ve izualizaci jsou tedy zobrazeny teoretické trajektorie. Při směšoací entilaci kolidující částice z různých difuzorů mění baru a padají poté dolů. Další částice, které kolidují se stěnami padají poté dolů do okupoané zóny. Jakmile částice dosáhnou okupoané zóny, tak změní baru a zmizí. Při entilaci s ýměnou zduchu zájemně kolidující čásice a částice kolidující se stěnami změní baru a zmizí. Naíc částice, jejichž rychlost je nižší, než rychlost požadoaná změní baru na zelenou. (defaultně nastaeno na, m/s). Výpočet trajektorie proudícího zduchu Směšoání ca r x x m Horizontální proud zduchu: y type a type, ca je konstanta difuzoru, která je stanoena z laboratorních testů a je konstanta difuzoru, která je stanoena z jeho specifických dat, jako jsou dosahoá délka je olný prostor kolem difuzoru [m ] x je zdálenost od difuzoru [m] 3

12 DimComfort 4. Theory manual sa a x m je hloubka průniku, která je stanoena z xm sa je stanoena z laboratorních testů g e s r rchimedoo číslo definoané jako r a g jsou koeficienty teplotní expanze [ C -1 ] a tíhoé zrychlení [m/s ] h je ýška difuzoru od země [m] T r a T s jsou teploty místnosti a příodního zduchu [ C] je rychlost řpíodního zduchu [m/s] r T T Vertikální proud zduchu: y 4y m 1 tan x 1 x tan je úhel nějšího jádra prudu zduchu zhledem k ertikále y m je bod změny směru pro teplý proud a je stanoen jako isotermický proud je y y zdálenost od difuzoru k podlaze. y m type, a r, pro chlazení či Ventilace s ýměnou zduchu r D 3 y h type x Dr h je zdálenost horní hrany difuzoru od Dr je konstanta difuzoru, která je stanoena ze specifických dat, jako např. Vedlejší zóna je -3 a -6 r D is rchimedoo číslo stanoené pro entilaci s ýměnou zduchu a g jsou koeficienty teplotní expanze [ C -1 ] a tíhoé zrychlení [m/s ] h je ýška difuzoru od země [m] T r a T s jsou teploty místnosti a příodního zduchu [ C] je rychlost řpíodního zduchu [m/s] r D g h T Ts r Zabezpečujeme Hot Line na telefonu , nebo na u petr.bruckner@lindab.com