Swegon Luftburna Klimatsystem 2007
www.swegon.seDeplacerande ventilation
Allmänt
Figur 42 visar ett deplacerande system. Ventilationsluften tillförs med undertemperatur vid golvnivå och sugs ut vid taknivå. Ventilationsluften fördelar sig utefter golvet och börjar stiga uppåt när den kommer i kontakt med varma kroppar, som genererar uppåtgående konvektionsströmmar.
Den varma punktkällan i figuren alstrar en förorening t.ex uppvärmd luft som är lättare än den omgivande luften. Föroreningen stiger mot taket och mera luft dras in i plymen.
Om volymflödet av luft i föroreningsplymen, när den når taket, är större än ventilationsluftflödet, kan inte hela föroreningsflödet direkt evakueras med ventilationsluften. En del av föroreningen återcirkuleras därför nedåt i rummet. Vi får en front med förorenad luft som börjar röra sig nedåt i rummet.
Fronten stannar på den nivå där volymflödet av luft i den uppåtstigande föroreningsplymen är lika med ventilationsluftflödet.
Två zoner bildas i rummet, en övre zon med förorenad luft och en nedre zon med "ren" luft. I lokaler med rörligt arbete och hög aktivitetsnivå är det eftersträvansvärt att få upp den rena zonen så högt som möjligt och helst ovanför andningszonen.
Erforderliga luftflöden bestäms med utgångspunkt från gällande normer och bestämmelser om de hygieniska gränsvärdena.
Figur 42. Deplacerande ventilation.
Luften tillförs med undertemperatur vid golvnivå och sugs ut i taknivå. Tilluften (qv) fördelar sig utefter golvet och stiger uppåt då den kommer i kontakt med varma kroppar.
qv = ventilationsluftflöde l/s
qx = konvektionsluftflöde i föroreningsplymen på nivå x (l/s)
A = Förorenad zon
B = Rörlig front med förorenad luft
C = Ren zon
Projektering
Vid ventilation enligt principen deplacerande strömning tillförs luften med mycket låg lufthastighet. Detta innebär att strömningsbilden i lokalen styrs av de densitetsskillnader, som luften har. Strömningsbilden kan sägas vara termiskt styrd. Det innebär andra hänsynstaganden än vad som är normalt vid omblandande ventilation.
Det är därför viktigt att noga analysera de ingående förutsättningarna i samband med projekteringen. Följande delmoment kan urskiljas:
1. | Processanalys | 2. | Beräkning |
| | | |
| - Verksamhetens art / lokaltyp | | - Luftflöde |
| - Aktivitetsgrad | | - Energibalansberäkning |
| - Konvektionsströmmar | | - Konvektionsluftflöde |
| - Rumsdimensioner | | - Resulterande ljudnivå |
| - Rumslayout | | - Närzon |
Figur 43.Deplacerande ventilation.
Processanalys
Verksamhetens art / lokaltyp
Användning av låghastighetsdon i lokaler med föroreningsproduktion är lämpligt beroende på att donen har en mycket liten medejektering av rumsluft.
Aktivitetsgrad
I lokaler där stor hänsyn måste tas till komforten är det viktigt att bestämma komfortkraven med utgångspunkt från gällande aktivitetsgrad.
Konvektionsströmmar
De i lokalen uppkomna konvektionsströmmarna bestämmer tillsammans med tilluften strömningsbilden i lokalen. Såväl tilluftsflödet som tilluftsdonen får därför mycket stor inverkan på slutresultatet. Om dimensioneringen skall ske med utgångspunkt från föroreningsalstringen och maximal föroreningskoncentration i vistelsezonen måste luftflödet dimensioneras efter gällande normer och bestämmelser vad avser hygieniska gränsvärden. Se vidare under rubriken "Beräkningar".
Rumsdimensioner
Rummets höjd påverkar i hög grad den luftutbytes- och ventilationseffektivitet som kommer att erhållas.
Högt till tak medger större utrymme för lagring av förorenad luft medan låg takhöjd begränsar dessa möjligheter.
Rumslayout / Allmänt
Eftersom värmekällornas läge och storlek har stor betydelse för slutresultatet, är det viktigt att känna till deras placering.
Noggrann analys av t.ex verkstadsmaskiners placering är därför en nödvändig förutsättning för projekteringsarbetet.
I komfortanläggningar är det nödvändigt att veta hur rummen skall möbleras för att på bästa sätt kunna välja tilluftsdonens placering. Principerna för detta framgår av figurer på följande sidor.
Rumslayout / Kontorslandskap
Försök hitta platser där människor ej sitter stadigvarande. Ofta finns speciella "gångstråk" i vilkas närhet donen kan placeras.
Plana eller halvrunda don vid pelare, eller kanske runda don i form av "falska" pelare.
Andra ställen som kan vara lämpliga för donplacering i kontorslandskap kan vara vid t.ex "centrala katalogsamlingen" eller kopieringsmaskinen.
Figur 44.Donplacering kontorslandskap.
1 = Koncentration av don långt från arbetsplatsen
2 = Bokhyllor
3 = Kopiering
4 = Alt. tilluftsdon i form av falsk pelarrad
Rumslayout / Cellkontor
I normala cellkontor är djupet ofta större än bredden. Försök att placera donet i eller vid väggen mot korridoren. Detta ger stort avstånd från donet till den, som sitter vid skrivbordet.
Kommentarer till figur 45.
A.
Ofta kan donet placeras infällt i regelfacket närmast dörren. Vid dörren är väggytan ofta omöblerad på grund av belysingsströmbrytaren.
B.
Donplacering bakom dörrbladet är en mindre lämplig lösning. Närzonen påverkas, de förhöjda lufthastigheterna uppstår utmed väggen, där i detta fall besökaren sitter.
C.
Placeras donen vid fasad bör de förskjutas åt ena sidan beroende på var skrivbordet placeras.
Den tillfälliga besökaren som hamnar i närzonen är ej lika dragkänslig, som den som sitter i kontoret hela dagen.
Figur 45.Donplacering cellkontor.
Flexibla spridningsbilder, närzoner
Det är i de flesta fall en mycket klar fördel om donens spridningsbild kan förändras för att hindra att sittplatserna hamnar innanför donens närzon.
Swegons låghastighetsdon är utrustade med VariZonsystemet. Varje luftdon har ett antal cirkulära vridbara luftriktare bakom den perforerade frontplåten. Genom att vrida på dessa påverkar man spridningsbilden.
En klar fördel då det projekterade rummets layout eller funktion kanske förändras med tiden.
En tumregel är att den i katalogbladet redovisade närzonens utbredning över golvytan (m2), kan omformas till förutom standardinställning;
- Högerriktad närzon
- Vänsterriktad närzon
- Lång och smal närzon
Gemensamt för dessa alternativ är att utbredningsarean är densamma som för standardinställningarna.
Figur 46.Exempel på alternativa inställningar.
Figur 47.Don, där närzonens form har anpassats efter rummets möblering.
Figur 48.Don, där någon omfördelning av strömningsbilden ej har gjorts.
Beräkningar
Luftflöde
För industrianläggningar, där ventilationssystemet skall dimensioneras för en viss maximal föroreningskoncentration i vistelsezonen, är det viktigt att tilluftsflödena bestäms med utgångspunkt från mängden avgivna föroreningar m (mg/s) i lokalen och tillåten föroreningskoncentration ctill (mg/m3).
Luftflödet q erhålles som:
Koncentrationen, ctill enligt ovanstående ekvation måste alltid vara mindre än det hygieniska gränsvärdet enligt gällande föreskrifter. Om den aktuella föroreningen även kan finnas i tilluften beräknas tilluftsflödet q enligt ekvationen:
där ct = föroreningskoncentrationen i tilluften i mg/m3.
I komfortanläggningar är lägsta luftflöde i regel 0,35 l/s per m2 golvyta. För cellkontor bör uteluftflödet dock ej understiga 12 à 15 l/s per person.
Energibalansberäkning
En beräkning av interna och externa värmelaster där hänsyn tas till värmeackumuleringen i byggnaden måste ligga till grund för en beräkning av erforderlig kylbelastning. Detta ger tillsammans med komfortkraven lämpligt systemval och tilluftsflöde. Beräkning av det deplacerande systemets möjlighet att tillföra kyleffekter framgår av denna projekteringsvägledning.
Konvektionsflöde
Konvektionsflödet för olika värmekällor i industrianläggningar behöver ej beräknas om luftflödena bestäms enligt anvisningarna ovan. Även i komfortanläggningar bortses från konvektionsflödenas storlek vid val av tilluftsflöden.
Resulterande ljudnivå
Tilluftsdonen har vanligtvis en mycket låg egenljudalstring. Egenljuddämpningen är också ofta låg varför man alltid ska utföra en noggrann ljudberäkning för kanalsystemet. Korrigering för aktuell rumsabsorption utförs enligt kapitel "Akustik".
Närzon
Det bör poängteras att det vid dimensioneringen är nödvändigt att hänsyn tas till närzonens storlek. Man kan inte räkna med att någon stadigvarande skall behöva uppehålla sig i närzonen. Detta är speciellt viktigt i lokaler med hög persontäthet. Välj därför i första hand don efter närzonens form och storlek och i andra hand efter donens ljudalstring.
- Min. flöde enligt normer
och förordningar | - Resulterande ljudnivåer
- Närzoner |
- Energibalansberäkning | |
Samband mellan luftflöden, temperaturgradienter och värmelaster vid deplacerande ventilation
En metod för att beräkna erforderligt luftflöde för att kunna begränsa de vertikala temperaturgradienterna vid olika värmelaster redovisas nedan. Metoden är hämtad från:
Meddelande nr 16 från Installationsteknik KTH, mars 1991.
Beteckningar | | |
tlg | = | lufttemperatur vid golvnivå |
tt | = | tilluftstemperatur |
tf | = | frånluftstempertur |
s | = | vertikal temperaturgradient (°C/M) |
h | = | rummets höjd, m |
|