Turbulencia hatása a tartózkodási zóna légtechnikai komfortjára Új kutatási eredmények bemutatása az érintőleges légvezetési rendszerben Turbulencia hatása a tartózkodási zóna légtechnikai komfortjára Budapest, 2017.12.01.

Turbulencia hatása a tartózkodási zóna légtechnikai komfortjára Új kutatási eredmények bemutatása az érintőleges légvezetési rendszerben Turbulencia hatása a tartózkodási zóna légtechnikai komfortjára Budapest, 2017.12.01.

Az előadás tartalma A kutatási téma és a célkitűzések bemutatása A vizsgálati módszer ismertetése A vizsgálati eredmények bemutatása Megállapítások ismertetése 1/27 Budapest, 2014. 11. 20.

Alapfogalmak Tartózkodási zóna Huzatkomfort Érintőleges légvezetési rendszer 2/27 Budapest, 2017.12.01.

Alapfogalmak Szubjektív huzatérzeti függvény, Fanger-modell (Fanger, 1989): Turbulencia-fok (turbulencia-intenzitás): 3/27 Budapest, 2017.12.01.

Probléma Helyi diszkomfort érzet – sebesség, hőmérséklet változása az emberi test felületének lokális hőcseréjére A szubjektív huzatérzetet jelentősen meghatározó turbulencia fok függőleges befúvású érintőleges légvezetési rendszer esetén eltér a szabvány által a tervezéshez javasolt 40 [%]-os értéktől? A turbulencia-fok és a sebességmező térbeli eloszlása függ a légvezetési rendszertől? 4/27 Budapest, 2017.12.01.

Célkitűzések A turbulens légmozgás jellemzőinek mérése a tartózkodási zónában és a befúvás környezetében A mérési adatok segítségével a sebesség- és turbulencia eloszlásának elemzése a tartózkodási zónában, valamint a befúvás környezetében, függőleges befúvásra A szubjektív huzatérzeti függvény elemzése Tervezési javaslat 5/27 Budapest, 2017.12.01.

Eddigi ismeretek A turbulencia-fok térbeli eloszlásának vizsgálatára érintőleges légvezetési rendszer alkalmazása esetén nem található szakirodalom Az irodalomban található elemzési módszerek: laboratóriumi mérések, helyszíni vizsgálatok, CFD elemzés alkalmazása, termikus műember használata Kevesen vizsgálták a befúvást és a tartózkodási zónát egyszerre, figyelembe véve az anemosztát konstrukció hatását a sebesség- és turbulencia profilokra 6/27 Budapest, 2017.12.01.

Légvezetési rendszer vizsgáló kamra BME Légtechnikai Laboratórium, alapterület 3x3 [m], belmagasság 3 [m] Résbefúvó anemosztát, érintőleges légvezetés, függőleges oldalfali befúvás 7/27 Budapest, 2017.12.01.

Méréses vizsgálat Sebesség, hőmérséklet és turbulencia-fok mérése a befúvás környezetében és a tartózkodási zónában Befúvásnál irány-független, hődrótos anemométer Tartózkodási zónában irány-független, forrógömbös anemométer Befúvásnál összesen 45 mérési pont, 7 sorozatban Tartózkodási zónában 116 mérési pont 8 sorozatban, 4 magasságban: 0,1; 0,6; 1,1 és 1,7 m 8/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Turbulencia-fok gyakorisága a tartózkodási zónában 9/27 Budapest, 2017.12.01.

1. megállapítás Megállapítható, a turbulencia-fokra (Tu) elkészített gyakorisági-diagramok alapján, hogy a tartózkodási zónában mért turbulencia-fokok érintőleges légvezetési rendszer alkalmazása esetén eltérnek a szabványban rögzített – hígításos szellőzésnél - 40 %-os értéktől. 10/27 Budapest, 2017.12.01.

1. megállapítás Megállapítható, a turbulencia-fokra (Tu) elkészített gyakorisági-diagramok alapján, hogy a tartózkodási zónában mért turbulencia-fokok érintőleges légvezetési rendszer alkalmazása esetén eltérnek a szabványban rögzített – hígításos szellőzésnél - 40 %-os értéktől. A vonatkozó mérési eredmények kisebbik része meghaladja a fenti határértéket. Indokoltnak látszik, hogy az érintőleges légvezetési rendszernél az ajánlott turbulencia fok a nemzetközi normaértéktől eltérő legyen. Célszerűnek látszik a többi keveredéses légvezetési rendszer hasonló vizsgálata. 10/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – szubjektív huzatérzeti függvény elemzése 11/27 Budapest, 2017.12.01.

2. megállapítás Megállapítható, hogy a huzathatás számításában a turbulencia-fok csökkenésével a kompenzáló átlagos légsebesség változásának sebessége növekszik, mely különösen intenzív a Tu < 40% értékeknél. A DR-szint növekedésével azonban nem azonos ütemben változik az érzékenység gyorsasága, ugyanis megállapítható, hogy minél nagyobb a várható szubjektív huzatérzet számértéke, annál nagyobb az átlagos légsebesség és a turbulencia-fok egymásra való érzékenységének gyorsasága. Az elvégzett érzékenységi vizsgálat alapján bizonyítható, hogy az átlagos légsebesség és a turbulencia-fok egymással ellentétes irányú kompenzáló mechanizmussal rendelkezik. 12/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Látszólagos profiltényező 13/27 Budapest, 2017.12.01.

3. megállapítás A mérések alapján megállapítható, hogy az érintőleges légvezetési rendszernél alkalmazott résbefúvó anemosztátnál, a bevezetett látszólagos profiltényező a térfogatáram függvényében állandónak tekinthető, nagysága 0,75; szórása 0,023. Mint ismeretes a profiltényező a mindenkori átlagsebesség viszonyítása a maximális sebességhez. A bevezetett látszólagos profiltényező ennek egy módosított változata, mely nem a befúvási síkra vonatkozik. A vonatkoztatási sík a befúvási síktól a mérési biztonsági távolsággal tér el. A méréshez felhasznált résbefúvó anemosztát kialakításából, valamint a mérőműszer és a befúvó között biztosítandó biztonsági távolságból adódóan, a réstől távolodva a sebességprofil karakterisztikája nem változik. Az említett hatás figyelembevételéhez bevezetett látszólagos profiltényező, felhasználja a Simpson formulát, mint numerikus integrálási módszert. 14/27 Budapest, 2017.12.01.

4. megállapítás Megállapítható, hogy az érintőleges légvezetési rendszer esetén a résbefúvó anemosztát elhelyezése hatással van a turbulencia-fok eloszlására és szórására. A fal felőli oldalon a turbulencia-fok szórásának értéke jelentős mértékben eltér a tartózkodási zóna felőli oldalhoz képest. 15/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Turbulencia-fok eloszlás a befúvó rés hossza mentén A rés hossza mentén mért turbulencia-fok eloszlásáról megállapítható, hogy a rés közepén (ahol az átlagsebességnek maximuma van) kisebb az értéke állandó térfogatáram mellett, mint a rés szélein. Megállapítható, hogy a fal felőli oldalon a turbulencia-fok szórásának értéke jelentős mértékben eltér a tartózkodási zóna felőli oldalhoz képest, tehát a turbulencia-fok értékek a rés hossza mentén a két oldalnál jelentős szórást mutatnak. 16/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Sebességeloszlás a tartózkodási zónában 17/27 Budapest, 2017.12.01.

5. megállapítás A tartózkodási zónában elvégzett sebességmérések eredményeként megállapítható, hogy a résbefúvó anemosztát pozíciója, illetve az érintőleges légvezetés meghatározza a tartózkodási zónában kialakuló sebességmezőt. A vizsgált légvezetési rendszer közel egyenletes eloszlást eredményez a padlószint közelében az átlagsebességet és a fluktuáló sebesség-komponenst illetően. 18/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Turbulencia-fok eloszlás a tartózkodási zónában 19/27 Budapest, 2017.12.01.

6. megállapítás Megállapítható, a négy releváns mérési magasságra (y = 0,1; 0,6; 1,1 és 1,7 m) meghatározott szintenkénti turbulencia-intenzitás átlagai alapján, hogy a turbulencia-intenzitások átlaga minden szinten azonos ütemben változik a térfogatáram függvényében. 20/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Az átlagos légsebesség aránya a tartózkodási zónában 21/27 Budapest, 2017.12.01.

Az érintőleges légvezetési rendszernél a komfort szempontjából kiemelt padlószint feletti magasságokban mért légsebességek a bóka szinten mért értékhez viszonyítva közel állandónak tekinthetők, a légmennyiségtől függetlenül. A tartózkodási zóna komfort tervezés szempontjából kiemelkedő jelentőséggel bír a bóka magasság, ezért nem közömbös ott a légáramlás jellemzőinek változása. Az elkészített arányszámok alapján megállapítható, hogy a legegyenletesebb eloszlást az y = 1,1 [m] magasságban mért átlagsebességek aránya mutatja. A vonatkoztatási érték a 0,1 [m] magasságban mért átlagsebesség. 22/27 Budapest, 2017.12.01.

Mérési eredmények – Turbulencia-intenzitás átlaga magasságonként 23/27 Budapest, 2017.12.01.

Köszönöm a figyelmet!