LINUX.ORG.RU

Как рассчитать воздухообмен между комнатами?

 , , царица полей


0

2

В связи с жарой возникла интересная задачка.

Есть комната А, в неё светит Солнце, воздух днем довольно сильно прогревается. Есть комната Б, в ней стоит кондиционер.

Предположим я соединяю А и Б трубами Т1 и Т2. Т1 откачивает горячий воздух из А в Б, а Т2 закачивает холодный воздух из Б в А.

Как рассчитать какой объём воздуха мне необходимо перекачивать чтобы разница температур в комнатах была минимальной, при этом хочется чтобы и диаметры труб были минимальны и вентиляторы не шумели.

Вырожденный случай при изначально зафиксированной температуре в комнатах я примерно могу посчитать, но в данном случае есть:

  • Нагрев воздуха в А
  • Охлаждение воздуха в Б
  • Задача на оптимизацию

Предполагаю что уже существует практика расчета подобных систем но ничего нагуглить мне не удалось.

★★★★★

Есть несколько подходов. Самый простой — интегральный. Считаем нагрев от радиационного излучения в комнате с солнцем и получаем скорость роста средней температуры в комнате. Аналогично в комнате с кондиционером: зная расход воздуха через кондиционер и до какой температуры он охлаждает, рассчитываем скорость падения средней температуры. Далее в эту систему уравнений добавляем условие на перетекание воздуха из одной комнаты в другую. Считаем стационарное установившееся состояние системы. Такими интегральными расчётами можно оценить средние температуры в обеих комнатах. Систему уравнений, думаю, составишь сам (мне лень :)

Другой подход — честно рассчитать динамику движения воздуха с учётом нагрева, перетекания и кондиционирования. Берёшь OpenFOAM или другой пакет для расчёта аэродинамики с теплообменом, строишь геометрию и вперёд!.. Считать может очень долго...

Третий подход: берёшь справочники по вентиляции и штудируешь их :)

Sahas ★★★★☆
()
Ответ на: комментарий от Sahas

Самый простой — интегральный

Я правильно понимаю, что природа явления тут вторична и формульно система будет похожа на 2 соединенных бассейна со втекающей и вытекающей водой?

ya-betmen ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Да, именно так, только для тепла (массообменом в некотором смысле можно пренебречь, как мне кажется)

Sahas ★★★★☆
()
Ответ на: комментарий от Sahas

Ок, спасибо, а то мне как-то сложно было задачу для себя представить.

Кстати поглядел на openfoam. Выглядит одновременно и прикольно и страшно (ни черта не понятно). Будет время попробую освоить чтобы свои расчеты проверить.

ya-betmen ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: ya-betmen (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Не удержался и решил составить систему уравнений. Вроде, все рассуждения правильные...

Для комнаты с кондиционером. Пусть m1 — масса воздуха в комнате (кг), Cp — удельная теплоёмкость воздуха (Дж/кг/К), T1 — температура (К), g — расход воздуха через кондиционер (кг/с), Tc — температура воздуха после прохождения кондиционера (К). Тогда:

Cp m1 dT1/dt = g Cp (Tc - T1)

Уравнение для изменения температуры воздуха в комнате со временем (Cp сокращается, немного неожиданно :)

Для комнаты с солнцем:

Cp m2 dT2/dt = Q

Q — мощность радиационного потока (Вт)

Осталось добавить перетекание из одной комнаты в другую. Пусть g1 — расход из солнечной в кондиционированную, g2 — расход обратно.

Cp m1 dT1/dt = g Cp (Tc - T1) + g1 Cp (T2 - T1)

Cp m2 dT2/dt = Q + g2 Cp (T1 - T2)

Здесь предполагается, что g1 > 0 и g2 > 0

Также я пренебрёг изменением массы воздуха m1 и m2, считая, что расходы g1 и g2 довольно малы

Sahas ★★★★☆
()
Последнее исправление: Sahas (всего исправлений: 4)
Ответ на: комментарий от Sahas

Но поскольку достаточно лишь стационарного решения, то получается элементарно:

T1 = (Cp*Tc*g*g2 + Q*g1)/(Cp*g*g2)

T2 = (Cp*Tc*g*g2 + Q*g + Q*g1)/(Cp*g*g2)

Sahas ★★★★☆
()
Последнее исправление: Sahas (всего исправлений: 1)

Как рассчитать

СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха ©,
расчётные формулы в приложениях внизу.

quickquest ★★★★★
()

Если потолки выше 2.30, проверь сначала естественную тягу. А то холодный воздух может уходить в вентканал на кухне. Угодай, почему во многих квартирах комфортно без принудительной вентиляции?

Shadow ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

Кстати, да. Сначала надо с теории начать.

Shadow ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Sahas

Спасибо. Пока я тут ковырялся в таблице производных...

ya-betmen ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от quickquest

В данном случае это не совсем про меня. Кинув воздуховод между соседними комнатами в квартире я таки ничего не нарушу.

ya-betmen ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Shadow

Вопрос не в том что холодный воздух выходит. Одна комната нормально охлаждается кондеем. Проблема что до второй охлажденный воздух толком не добирается даже через открытую дверь.

ya-betmen ★★★★★
() автор топика

ещё может сильно всё зависеть от того куда ещё может воздух уходить и что ему будет мешать. У меня комната где я сижу 4x3 метра, и половина комнаты нормально вентилируется естественным путём через дверь и открытое окно, а вторая половина нифига не вентилируется, потому что воздух напрямую с двери в окно идёт и тупо не задувает куда надо. Спасает вентилятор.

peregrine ★★★★★
()

Предположим я соединяю А и Б трубами Т1 и Т2.

Ты сначала прикинь как\чем ты будешь долбить отверстия под эти трубы, как будешь вести к ним проводку для вентиляторов, как потом будешь все это облагораживать. А потом смирись и поставь кондей во вторую комнату.

при этом хочется чтобы и диаметры труб были минимальны и вентиляторы не шумели.

Так не работает - вот представь что ты посчитал какой-то нужный тебе воздушный поток X, так чтоб его достичь тебе либо надо будет ставить большой, но тихий вентилятор, либо маленький но шумный. Одновременно тихо, компактно и с нормальной производительностью не получится.

Учитывай еще что если у тебя комната постоянно прогревается, то тебе нужно туда больше «холода» доставлять и больше «тепла» забирать, нужно это учитывать а не просто «смотреть» по комнате с кондеем. Алсо, рекомендую окна залепить зеркальной пленкой.

micronekodesu ★★★
()
Ответ на: комментарий от micronekodesu

А вот это уже зависит от того какой объем воздуха мне необходимо прокачать отсюда и размер дырки и мощность вентилятора и т.д.

ya-betmen ★★★★★
() автор топика
13 сентября 2021 г.
Ответ на: комментарий от ya-betmen

Просто учтите что вентиляторы воют. СИЛЬНО. По крайней мере те что нормально качают воздух

Slackware_user ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.