Диссертация (Повышение эффективности работы системы естественной вентиляции при формировании теплового движения воздуха)

2ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 5ГЛАВА 1. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМ ЕСТЕСТВЕННОЙВЕНТИЛЯЦИИ МНОГОЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ В ТЕПЛЫЙ ИПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОДЫ ГОДА..................................................................... 131.1.

Методы проведения оценки и контроля эффективности работы системестественной вентиляции ..................................................................................... 131.1.1. Расчетное обоснование границ эксплуатации канальных системестественной вентиляции ..................................................................................... 151.1.2. Экспериментальное исследование работы канальных системестественной вентиляции в теплый и переходный периоды года ...................

211.1.3. Социологические исследования ................................................................ 271.2. Технологии, направленные на обеспечение стабильной работы системестественной вентиляции ..................................................................................... 301.2.1. Системы вентиляции с ветровым побуждением ...................................... 311.2.2. Системы вентиляции с тепловым побуждением ..................................... 341.2.3.

Гибридные системы вентиляции ............................................................... 38ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 ....................................................................................... 43ГЛАВА 2. ВНУТРЕНЯЯ ЗАДАЧА СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ ДЛЯСИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИС ТЕПЛОВЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ ДВИЖЕНИЯВОЗДУХА ..............................................................................................................

492.1. Общая постановка задачи и предмета исследований ................................. 492.2. Исследование свободной конвекции в системе вентиляции с тепловымпобуждением последнего этажа жилого здания ................................................ 502.2.1. Физическая постановка задачи моделирования ....................................... 512.2.2.

Математическая постановка задачи моделирования и основныепредположения ...................................................................................................... 552.3. Выбор методологии исследования .............................................................. 5932.4. Исследование устойчивости конвективного течения в системевентиляции с тепловым побуждением движения воздуха со сборнымвертикальным каналом ........................................................................................ 602.5. Алгоритм расчета систем вентиляции с тепловым побуждениемдвижения воздуха ..................................................................................................

61ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 ....................................................................................... 63ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОБОДНОЙКОНВЕКЦИИ В СИСТЕМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ С ТЕПЛОВЫМПОБУЖДЕНИЕМ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА...................................................... 643.1. Сравнение различных способов теплового побуждения движения воздухав системе вентиляции .......................................................................................... 643.1.1. Нагрев нижней части вентиляционного канала .......................................

643.1.2. Горизонтальный нагрев вентиляционного канала ................................... 713.1.3. Вертикальный нагрев вентиляционного канала ...................................... 763.1.4. Нагрев всех стенок вентиляционного канала ........................................... 843.2. Выбор конструктивных параметров и месторасположения нагревавентиляционного канала .......................................................................................

863.3. Результаты математического моделирования системы вентиляции степловым побуждением со сборным вертикальным каналом .......................... 90ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 ....................................................................................... 93ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫСИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ С ТЕПЛОВЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ ДВИЖЕНИЯВОЗДУХА .............................................................................................................. 954.1. Описание экспериментальной установки ....................................................

954.2. Методика проведения экспериментального исследования ....................... 984.3. Обработка и анализ экспериментальных данных ..................................... 1024.3.1. Результаты измерений средней скорости воздуха на входе ввентиляционный канал ....................................................................................... 1024.3.2.

Результаты измерений температуры воздушного потока по высотевентиляционного канала .................................................................................... 10444.3.3. Определение коэффициентов конвективной теплоотдачи .................. 1054.4. Определение погрешности результатов экспериментальногоисследования ........................................................................................................ 114ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 ..................................................................................... 117ГЛАВА 5.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СИСТЕМВЕНТИЛЯЦИИ С ТЕПЛОВЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА............................................................................................................................... 1185.1. Технико-экономическое обоснование применения систем вентиляции степловым побуждением движения воздуха ..................................................... 1185.1.1.

Капитальные затраты ................................................................................ 1195.1.2. Эксплуатационные затраты...................................................................... 1195.1.3. Совокупные дисконтируемые затраты и срок окупаемости системывентиляции с тепловым побуждением движения воздуха .............................. 1215.2 Рекомендации по проектированию и монтажу систем вентиляции степловым побуждением движения воздуха за счет электрообогрева ...........

122ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 125СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................... 127ПРИЛОЖЕНИЕ А ............................................................................................... 140ПРОЛОЖЕНИЕ Б ................................................................................................ 143ПРИЛОЖЕНИЕ В ...............................................................................................

147ПРИЛОЖЕНИЕ Г ................................................................................................ 151ПРИЛОЖЕНИЕ Д ............................................................................................... 1555ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования.Согласно сведениям Федеральной службы государственной статистикибольшую часть жилого фонда г. Москвы составляют дома, построенные впериод с 1956 по 1990 гг.

Основной особенностью этих сооружений являетсято, что в них предусматривались канальные системы естественнойвентиляции. Такая тенденция жилищного строительства сохраняется и внастоящее время, что связано со сравнительно невысокими капитальными иэксплуатационными затратами, простотой обслуживания и долговечностьюподобных систем.Существующие системы естественной вентиляции обладают рядомнедостатков. В холодный период года естественная вентиляция в полноймере обеспечивает требуемый воздухообмен, что связано с наличиемдостаточной разности температур между наружным и внутренним воздухомв помещении.

Однако в теплый и переходный периоды года работа системоказывается неэффективной. Фактически, в данное время года, вентиляцияосуществляетсявосновномзасчетобеспеченияпериодическогопроветривания, но подобный подход порождает проблему созданиятребуемого микроклимата в помещениях санитарных узлов. Эффективностьестественного проветривания зависит от силы и направления ветра и можетзначительно различаться в течение суток. Согласно сведениям Федеральнойслужбы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды(Росгидромет) средняя скорость ветра на территории РФ из года в годуменьшается в течение всех сезонов. Наибольшие отрицательные аномалииимеют место в Европейской части России.

Увеличение плотности иэтажности городской застройки приводит к образованию зон с пониженнымискоростями воздуха, что зачастую создает неблагоприятные условия дляпребывания человека в помещении.6Всвязисвышесказанным,исследование,направленноенаоптимизацию работы канальных систем вентиляции в теплый и переходныйпериоды года, является актуальной научной задачей.Степень разработанности темы исследования.В современных научных работах, посвященных исследованию системвентиляции с тепловым побуждением движения воздуха, рассматривалисьлишь конструкции с радиационным подогревом лучепрозрачных вытяжныхканалов, размещаемых снаружи здания. Однако подобные системы удобноиспользовать только при малоэтажном строительстве, что связано созначительной площадью поперечного сечения воздуховодов.

На внутреннейповерхности воздуховодов при определенных условиях в холодный периодгодаможетобразовыватьсяконденсат,чтовызываетпостепенноеразрушение конструкции вентиляционного канала.Наружное размещение прозрачных вентиляционных каналов в жиломздании может значительно испортить внешний облик сооружения, чтосвязано с высоким уровнем загрязненности удаляемого воздуха изпомещений кухни и санузла.

Чистка внутреннего пространства подобныхвоздуховодов включает в себя более дорогостоящие операции, чем прииспользовании традиционных систем.Таким образом, одной из задач настоящего исследования являетсяпроверка возможности реализации теплового побуждения для существующейконструкции систем естественной вентиляции многоэтажного жилого здания,основанной на подробном анализе характера движения формирующихсяконвективных течений в нагреваемом канале.Исследованию свободного конвективного течения воздуха в условияхвнутренней задачи посвящены работы отечественных и зарубежных ученых:Г.А.