Logo holodilshchik
интернет-выпуск № 10(46), октябрь, 2008 г.
ПЕРВАЯ В РОССИИ ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ПО ХОЛОДИЛЬНОЙ И БЛИЗКОЙ ЕЙ ТЕМАТИКЕ

Грамотно преподнести себя через рекламу - тоже искусство!
ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Н.А. Владимирова
РАСЧЕТ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ВО ВНУТРЕННИХ ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЙ


На этапе проектирования, строительства и эксплуатации современных офисных зданий, торговых, культурных, спортивных и других сооружений необходимым условием является разработка, установка и функционирование систем кондиционирования воздуха во внутренних помещениях здания. Существующие программные комплексы позволяет проводить виртуальное моделирование течения и перемешивания воздуха внутри здания с учетом стратификации и технических параметров кондиционеров, воздуховодов, вентиляторов, радиаторов; с учетом теплового излучения материла стен и перегородок; с учетом солнечной тепловой радиации, проникающей через застекленные окна и т.п. Расчеты проводятся на современных персональных компьютерах или компьютерных кластерах и позволяют получать пространственные распределения полей температуры, давления, скорости воздуха, рассчитывать и визуализировать линии тока воздуха и траектории частиц примесей (распространение дымовой завесы, сажи и др. внутри здания).

Для решения задачи расчета движения воздуха внутри помещения необходимо создать полную трехмерную CAD-модель здания с учетом внешних обводов и точной внутренней геометрии помещений, комнат и перегородок (Рис.1).

Трехмерная CAD-модель офисного здания

Рис. 1. Трехмерная CAD-модель офисного здания.

Затем из полной геометрической модели здания выделяется интересующая часть внутренних обводов, в ней строится объемная расчетная сетка из тетраэдров или гексаэдров, задаются граничные условия с учетом теплопроводности стен, солнечной радиации, расхода и мощности систем кондиционирования. Проводится расчет динамики воздуха и визуализация интересующих параметров (температура, линии тока, изоповерхности и пр.).

В качестве примера возможностей программного пакета рассмотрена задача кондиционирования воздуха в схематизированной комнате размером 3 х 3 х 2.5 м с двумя застекленными окнами и системой подачи холодного воздуха для охлаждения комнаты и отвода теплого. На рис. 2 представлена геометрия комнаты и расчетная область, зелеными стрелками показан впуск холодного воздуха через специальное входное отверстие на потолке. На двух смежных стенах расположены окна (вытянутые прямоугольники), внизу вблизи пола расположено отверстие для отвода теплого воздуха. На рис. 3 зелеными стрелками показано направление солнечного теплового излучения через окна.

Рис. Рис.
Рис. 2. Расчетная область комнаты. Рис. 3. Внешний блок сплит-системы.

В расчет закладывались следующие параметры кондиционирования и излучения:

  • мощность охлаждения (отвода тепла) - 1000 Вт;

  • радиационный тепловой поток через окна - 600 Вт/м2;

  • расход отводимого воздуха - 0.06 м3/с.

На рис. 4 показана расчетная сетка из треугольников на поверхности стен, пола и потолка. Пространственная сетка в расчетной области имеет 19 тыс. узлов и состоит из 62 тыс. объемных элементов (тетраэдров, призм и пирамид).

Расчетная сетка

Рис. 4. Расчетная сетка.

Расчеты с помощью соответствующего пакета на персональном компьютере с процессором Pentium IV в операционной среде Windows 2000. Движение воздуха рассчитывалось путем численного решения уравнений Навье-Стокса c моделью турбулентности k-ε, с учетом реальных термодинамических свойств воздуха и теплового излучения.

На рис. 5 представлены результаты расчетов в виде полей температуры в двух горизонтальных плоскостях (вблизи пола и на уровне головы человека) и в вертикальной плоскости по середине комнаты (левый столбец картинок). В правом столбце показаны линии тока воздуха. Результаты представлены для разных интервалов времени Т = 10 с, 1 мин., 2 мин., 3 мин. и 4 мин. с момента включения кондиционера. Начальная температура подаваемой холодной струи 7 °С. До включения кондиционера во всей комнате воздух покоился и имел температуру 22 °С.

ПОЛЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИНИИ ТОКА
T = 10 c
Рис. Рис.
T = 1 мин
Рис. Рис.
T = 2 мин
Рис. Рис.
T = 3 мин
Рис. Рис.
T = 4 мин
Рис. Рис.
Рис. 5. Поля температуры и линии тока.

Расчеты показывают, что уже через 3-4 минуты после включения кондиционера воздух охлаждается с 22 °С до 18.5-19 °С практически во всем объеме комнаты, под потолком воздуха скапливается более теплый воздух с температурой 23 °С и выше. Картины линий тока показывают возникновение локального воздушного вихря в угле комнаты между двумя окнами, обусловленного интерференцией бьющей с потолка холодной струи с покоящимся воздухом, теплопередачей и распространением теплового солнечного излучения из окон.





Приглашаем ученых и инженеров, аспирантов и студентов, а также,
заинтересованные институты, фирмы, организации и частных лиц, принять участие в размещении
информации в интернет-газете, посвященной холодильной и близкой ей тематике.

Учредитель и издатель интернет-газеты: ООО "АВИСАНКО" (Москва).
Адрес редакции: Россия, 115551, Москва, Шипиловский проезд, д.47/1, офис 67-А.
Тел./факс: +7 (495) 343-43-71, тел.: +7 (495) 343-43-48, 223-60-50 доб. 132.

Головной сайт: www.avisanco.ru.

E-mail: info@holodilshchik.ru

Первый выпуск первой в России интернет-газеты по холодильной и
близкой ей тематике - "Холодильщик.RU" - вышел в свет в январе 2005 г.
Интернет-газета зарегистрирована Федеральной службой по надзору за соблюдением
законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия.
Руководитель проекта и Главный редактор: Маргарян С.М. (АВИСАНКО, ООО)
За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет.
При перепечатке статей, ссылки на их авторов и интернет-газету обязательны.
Разместите на своем сайте нашу кнопку... Rambler's Top100 Многоязыковая поисковая система...


Авторские права © 2005-2017 // MARGARY@N

Партнеры: тактовый генератор мозга.
[an error occurred while processing this directive]