Евгений Зуев,
инженер по системам CAE, компания «Идеальные инструменты»
Для начала нам необходимо понять, что такое HVAC и каким образом эта странная аббревиатура касается каждого из нас. HVAC (Heating, Ventilation, & Air Conditioning) — технологии систем поддержания необходимых требований температуры, влажности и чистоты воздуха. Применимо данное определение, безусловно, для любых закрытых помещений, в которых подразумевается нахождение человека, животных, растений. На русском языке HVAC — не что иное, как ОВиК, они же системы Отопления, Вентиляции и Кондиционирования. Исходя из расшифровки самой аббревиатуры можно определить основной набор функций, которые выполняют данные системы.
В SOLIDWORKS Flow Simulation есть расширение под названием HVAC, которое помогает инженерам решать поставленные задачи в области микроклимата помещений.
В сегодняшней публикации мы поговорим о расчете параметров комфортности. Комфорт — понятие субъективное, но собрав и изучив статистические данные, ученые смогли предложить методы оценки комфорта.
Индекс PMV (Predicted Mean Vote) — это индекс комфортности по Фангеру, ожидаемая средняя оценка степени комфорта. Он помогает определить, как, вероятнее всего, будет чувствовать себя человек в этом месте (рис. 1).
Рис. 1. Представление шкалы индекса PMV
Второй индекс PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) — это ожидаемый процент неудовлетворенных микроклиматом. То есть, в отличие от PMV, мы не можем сказать, будет жарко или холодно, но получаем не менее важный показатель — насколько некомфортен людям микроклимат (рис. 2).
Рис. 2. Представление шкалы индекса PPD
Приведем очень простой пример, как можно применять описанные параметры. Представьте себе квартиру, в которой в одной из комнат работает кондиционер, а за окном в это время температура более 30 градусов.
Оценить комфортность такой квартиры можно разными способами, но наиболее наглядный — применив индекс PPD. Если вспомнить, что чем выше значение индекса, тем выше процент «недовольства», то нетрудно будет найти ту самую комнату с кондиционером (рис. 3).
Рис. 3. Распределение индекса PPD —
процента неудовлетворенных микроклиматом людей
Если вы не специалист в данной области, у вас может возникнуть вопрос — почему при открытых межкомнатных дверях холодный воздух не покидает более прохладную комнату? Дело в том, что изза дверных проемов, которые не доходят до потолка, затрудняется перемешивание более теплых воздушных масс. Для того чтобы охлаждать всю квартиру, потребуется принудительно перемешивать воздух. Например, с помощью вентилятора.
Моделируем внутренний вентилятор во Flow Simulation и смотрим, как он повлияет на температуру, а главное, на комфорт ее жильцов (рис. 4).
Рис. 4. Смоделированный напольный вентилятор, установленный напротив двери в комнату, направлен в коридор для выдувания прохладного воздуха. Расчет полностью совпадает с экспериментальными условиями
На рис. 5 отображен тот же индекс неудовлетворенных, только включение лишь одного вентилятора, выдувающего воздух из прохладной комнаты, кардинально изменило микроклимат квартиры, сделав его более комфортным.
Рис. 5. Распределение индекса PPD — процента неудовлетворенных микроклиматом людей — при перемешивании воздуха с помощью вентилятора
Разумеется, это далеко не все возможности дополнения HVAC для модуля SOLIDWORKS Flow Simulation. Например, предусмотрены возможности учета метаболизма людей, изза которого выделяется дополнительное тепло, а также расчета вероятности появления сквозняков на рабочих местах или местах отдыха. Модуль может учитывать влажность помещений, определять количество конденсируемой или испаренной воды с различных поверхностей при изменении температуры.
Если вас заинтересовала эта статья, то рекомендую посмотреть видео на эту тему на нашем YouTubeканале Мастерская SOLIDWORKS, где автор подробно рассказал об этом расчете.
