Wentylacja naturalna i mechaniczna hal przemysłowych

Obliczanie strumienia powietrza wentylującego i maksymalnego dopuszczalnego przyrostu temperatury powietrza w pomieszczeniu

W przypadku pomieszczeń o dominujących zyskach ciepła jawnego (najczęściej występujący przypadek) strumień powietrza wentylującego oblicza się ze wzoru:

gdzie:
V − strumień powietrza wentylującego, m³/s,
Q_{zbj (max)} − maksymalne jawne obciążenie cieplne pomieszczenia, kW,
ρ − gęstość powietrza, kg/m³,
c_p − ciepło właściwe powietrza, kJ/(kg⋅K),
Δt_pmax − maksymalny przyrost temperatury powietrza w pomieszczeniu, K.
Wielkość strumienia powietrza wentylującego obliczana jest w warunkach maksymalnego obciążenia cieplnego (Q_zbj)_max przy których przyjmuje się maksymalny dopuszczalny przyrost temperatury powietrza Δt_pmax w pomieszczeniu. Przyrost ten można obliczyć z zależności:

Δt_pmax = t_w – t_p  (2)

gdzie:
tw – temperatura powietrza wywiewanego, K,
tp – temperatura powietrza w pomieszczeniu, K.

Maksymalny przyrost temperatury powietrza w pomieszczeniu przyjmowany jest zasadniczo na podstawie przyjętej organizacji wymiany powietrza w pomieszczeniu, zastosowanych elementów nawiewnych oraz wymaganych parametrów, a dokładniej temperatury i prędkości powietrza w strefie przebywania ludzi [6]. Przyjęty przyrost temperatury powietrza w pomieszczeniu z jednej strony decyduje zarówno o kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych, przestrzeni zajmowanej przez instalację i powierzchni zajmowanej przez urządzenia, zaś od strony użytkowników – o warunkach termicznych kształtowanych w strefie pracy. Przyjęcie zbyt małego przyrostu temperatury powietrza wpływa na dużą wartość strumienia powietrza wentylującego, co przekłada się na znaczne koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Przyjęcie zbyt dużego przyrostu temperatury powietrza najczęściej skutkuje niedotrzymaniem wymaganych parametrów, w tym także prędkości powietrza, w strefie przebywania ludzi [5-7].

Kształtowanie się pionowego gradientu temperatury powietrza

W literaturze, np. [3, 4], stosunkowo dobrze opisane jest kształtowanie się pionowego gradientu temperatury powietrza w pomieszczeniach zarówno w strefie przebywania ludzi, jak i powyżej niej przy wentylacji wyporowej. W przypadku wentylacji mieszającej zjawisko kształtowania się temperatury powietrza na wysokości nie jest jeszcze dokładnie rozpoznane, ale coraz częściej pojawiają się opracowania precyzujące zasady obowiązujące w tym zjawisku [7-9], a analiza przypadków pokazuje, że często w obliczeniach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń przyrost temperatury powietrza ponad strefą pracy nie jest uwzględniany. Prowadzi to najczęściej do przewymiarowania urządzeń do uzdatniania i transportu powietrza [7].

Na przyrost temperatury powietrza ponad strefą pracy wpływa wiele czynników. Zwiększa się on wraz ze wzrostem:

• jednostkowego obciążenie cieplnego hali, wysokością usytuowania źródeł ciepła,
• stosunku strumienia ciepła przenikającego do pomieszczenia ponad strefą przebywania ludzi (np. przez stropodach, od oświetlenia) do całkowitego obciążenia pomieszczenia,
• skupienia źródeł ciepła w pomieszczeniu i temperatury ich powierzchni.
• Wartość przyrostu temperatury powietrza ponad strefą pracy maleje wraz ze wzrostem:
• intensywności wymiany powietrza w pomieszczeniu,
• stosunku powierzchni zajmowanej przez źródła wydzielania się ciepła do całkowitej powierzchni pomieszczenia [5, 7, 8].

Galeria

Zobacz więcej