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救济系统机械通风仿真与优化

梅格詹金斯
博客 差价合约 救济系统机械通风仿真与优化

2018年,英国政府实施了新的BB 101准则,旨在改善全国各地学校的室内空气质量,热舒适度和通风。在其唤醒中,由于教育设施和公司现在,学校通风系统的市场已经增长,这比以往任何时候都更需要,需要评估他们在安装前的通风设计的性能,以遵守新标准。SAV Systems-A英国的基于公司和低碳技术领导者和节能加热系统 - 使用SimScale进行SimScale,通过使用对流传热通过机械通风模拟来评估教室的气流和温度分布。

客户SAV系统

在英国运营超过20年,Sav Systems是一个供应商以及热网络的市场领导者。SAV拥有许多产品线,包括丹佛斯热接口单bepaly体育登陆不了元,EC电源Micro-Chps,Kamstrup能量计,最重要的是空军MVHR也称为SVU(智能通风单元),这是我们将在本文中讨论的主题。

用于机械通风仿真的设计
SAV Systems Airmaster设计

SAV Systems与丹麦科科技公司和专家合作,借鉴了几十年的经验,在相对较新的英国机械通风市场中创造更好的系统和最终更智能的解决方案。这通常会把它们放在国家竞争对手中,因为他们的目标是向更聪明,更可持续的未来提高标准。

Sav Systems标志博客

在我们的协作中,SimScale使用Sav系统来解释如何通过运行对流传热仿真来评估教室中的气流和温度分布。

该项目的目的是为了优化其通风系统设计,以获得最佳效果,并打击英国教室的不良通风。

问题英国学校通风不佳

机械通风仿真后处理图像,评估课堂通风和热舒适性
机械通风仿真评价课堂通风和热舒适性SimScale

绝缘质量和建筑规定的要求大规模改善,但相反,这使得建筑物较少透气,因此它们需要添加的机械通风系统来保持健康的空气质量。如果空气质量太差,并且二氧化碳建立起来,它可以使占用者不舒服,但甚至更多,它会降低房间内的乘员集中注意力的能力。对于学习环境,这尤其糟糕。因此,在2018年,英国的监管机构通过BB 101实施了课堂上的通风不足。

英国标准BB 101.

BB 101,或建筑公告,提供学校通风,热舒适和室内空气质量的指导和标准化。本文档描述了影响学校室内环境的因素,阐述教室通风的监管框架,并提供建议符合英国法规的绩效水平。BB 101的一个大改善是纳入标准化的二氧化碳水平,而以前的指导因素仅仅集中于流速。

例如,教室的每日平均二氧化碳水平应落在350至1,000ppm(百万分之一)之间的任何地方。如果室内空间的二氧化碳浓度超越了这一点,占用者将经历嗜睡和空气质量差。超过2,000ppm的任何东西都可以导致头痛的投诉,注意力丧失,心率增加,甚至恶心。高效的通风旨在减轻这些问题,因为它可以产生良好的室内空气质量,这反过来又改善了集中,警觉和幸福感。

“虽然Sav Systems拥有广泛的艾弗马斯特SVU(分散式MVHR单位),但我们的仿真集中在AM 800上,这通常用于课堂通风。这些器件旨在提供一致的室内空气质量水平,而不会在保持空气过滤标准和有效噪声控制的同时提供含水的风险。该系统利用芯片效应,或者流体流出的流体流出的能力从孔口出现以遵循相邻的平坦或弯曲表面,并从周围环境中夹带流体,使得较低压力的区域产生,同时提取陈旧空气和二氧化碳。

机械通风仿真欧洲自然通风与机械通风

机械通风仿真系统自然通风图表,BB 101
BB 101通风谱

这种频谱从自然通风到机械通风都显示出所有可用的方法,但在大多数欧洲国家时,自然通风不再是用作唯一通风系统的可接受的做法。这是因为它未能过滤进入室内空间的室外空气,并且未能考虑和调整可能发生的外部环境变化,这些变化可能发生不一致的气流。不幸的是,在英国,虽然新的法规正在努力改善这一点,但它仍然被认为是一个常见的做法。

采用机械通风模拟教室热舒适

房间中的温度由提取单元与散热器配对,以确保良好的热舒适度。反过来,考虑到流动的温度和速度,通过ASHRAE标准(PMV,PPD等)评估热舒适性。传统的解决方案只是打开一个窗户,让新鲜空气进入。

虽然这种方法用于解决CO2 Basualup问题,但它再次无法过滤掉户外环境的污染物。它还创造了一个草稿。寒冷的草案可以是在教室里的问题,通风系统没有设计到现代标准。室内室外温差越大,越大草案。通过机械通气促进的芯片效应增强了空气混合并提供了更好的温度分布。

评估课堂舒适

The goal of SimScale’s collaboration with SAV Systems was to test their AirMaster (decentralized MVHR unit) design which they are primarily supplying to schools, learn how to model and simulate this device for a draught-free classroom, and ultimately evaluate the temperature distribution within that room through mechanical ventilation simulation.

为了做到这一点,使用对流热传递,评估课堂环境,其中流体中的温度变化导致密度变化和由于重力而流体的运动。该求解器可用于自然对流,但是当通过外力诱导空气运动时,例如风速运动,例如风,泵或风扇。

模拟设置机械通风仿真

机械通风仿真CAD模型
用于机械通风仿真的教室CAD模型和定义组件

使用一些有趣的仿真元素创建了简化的课堂CAD模型,如下所示。所用的分析类型是稳定状态的对流传热,采用K-Omega SST湍流模型和不可压缩的流动。将自动产生880万个细胞网格,并定义散热器,入口/出口以及通胀层。

结果改进的通风设计

通过模拟项目发现空中允许从290k到300k(17C - 27c)的温度范围,其中墙壁和地板周围存在冷却器区域,以及散热器处的气流和较高的区域。预测的平均投票(PMV)-A计算,包括空气温度,平均辐射温度,相对湿度,空速,代谢率和服装绝缘的特定组合 - 被发现在房间周围的所需范围内( - 0.5和0.5)。另外,通过设计迭代,发现机械通风系统在更靠近相对壁的最佳条件下工作。

机械通风仿真PMV垂直切片
PMV垂直切片的课堂模拟

Ashrae给出的参考高度用于评价坐着的人的热舒适度,并发现所有房间的均匀分布左右22°C。使用相同的高度和测试PMV再次导致我们确认垂直切片找到的先前结果;实现了沿房间的大热舒适性和分配率。

机械通风仿真温度位移
温度位移结果

通过SimScale, SAV Systems能够进行完整的HVAC CFD评估。AirMaster的性能与预期一致,没有不良气流,温度分布均匀,热舒适。

观看我们的完整协作网络研讨会,使用Sav系统,在这里找到视频并跟随

结论和更多通风资源

由于英国的规定增加了课堂和室内空间的改善通风系统设计,可以预测通过SimScale等平台的在线机械通风仿真将越来越多地使用速度和有效地优化通风设计。像Sav Systems这样的公司正在努力将这些优化的系统提供给英国周围的学校,但正在努力改变英国儿童的学习环境和整体健康。

SAV系统的教育部门经理Jonathon Hunter Hill表示,“作为一名工程师,您不仅仅是有工程义务,而且是一种道德义务,以确保儿童具有良好的室内空气质量。上学不是他们的选择,但我们选择了我们给予他们的学校环境的质量。“

有关SIMSCALE的详细信息,请查看以下资源:


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