nv-calc to program do projektowania wentylacji naturalnej, mechanicznej i hybrydowej w przemyśle
nv-calc jest przeznaczony dla projektantów do obliczania wentylacji naturalnej, mechanicznej i hybrydowej t.j. naturalnej i mechanicznej w tej samej hali lub / i w jednym urządzeniu wentylacyjnym. Program nadaje się głównie dla hal przemysłowych, w których w wyniku procesu technologicznego powstają duże zyski ciepła.
Zastosowanie nv-calc
Dla projektantów wentylacji przemysłowej ważną cechą innowacyjnego programu nv-calc jest możliwość uwzględnienia w obliczeniach wentylacji mechanicznej (nawiewnej i wywiewnej) działającej w tej samej hali.
Innowacyjny program nv-calc znajduje zastosowanie do tworzenia cyfrowego modelu wentylacji naturalnej i mieszanej obiektów istniejących przeznaczonych do modernizacji.
Program nv-calc w niezauważalnie krótkim czasie od kliknięcia oblicza temperaturę pod dachem i na dowolnie wybranych wysokościach oraz podaje wielkości strumieni powietrza i różnicę ciśnienia w stosunku do ciśnienia atmosferycznego na zewnątrz dla każdej grupy urządzeń na danej wysokości.
Niewątpliwą zaletą nv-calc jest niezauważalnie krótki czas obliczeń.
Dzięki dużej szybkości nv-calc projektowanie odbywa się iteracyjnie w kolejnych krokach „spróbuj i popraw”.
Proces projektowania jest łatwy do opanowania również dla projektantów, którzy budują dopiero swoje doświadczenie zawodowe
Projektowanie wentylacji naturalnej w obiektach nowo powstających
Uwaga: Program nv-calc (NaturVents-calc) nie nadaje się do projektowania wentylacji grawitacyjnej w domach mieszkalnych i biurowcach.
Program nv-calc (NaturVents-calc) – do czego ma zastosowanie?
Program internetowy nv-calc ma zastosowanie przy projektowaniu wentylacji naturalnej i hybrydowej w przemyśle. Dokładniej chodzi tu o wentylację w hutach szkła i metali, blokach energetycznych, spalarniach odpadów itp. Wszystkie te rodzaje obiektów łączy wspólna cecha uwalniania znaczącej ilości ciepła do wnętrza budynku.
Do chwili obecnej nikt nie wymyślił, jak to ciepło sensownie inżyniersko i ekonomicznie odzyskiwać. Dlatego program nv-calc jest innowacyjnym narzędziem do projektowania wentylacji naturalnej w taki sposób, aby usuwać tego ciepła tylko tyle, ile niezbędne i przez to oszczędzać energię (gaz, energię elektryczną itp.) zużywaną w procesie technologicznym.
Dla projektanta wentylacji naturalnej w przemyśle program nv-calc jest bardzo efektywnym narzędziem projektowym. Przy pewnej wprawie można wykonać podstawowe obliczenia projektowe wentylacji huty lub podobnego obiektu w czasie jednego dnia pracy, a nawet krócej.
Projektowanie wentylacji przemysłowej w takich obiektach polega generalnie na ustaleniu powierzchni aerodynamicznie czynnej czerpni ściennych nawiewnych oraz wywietrzaków dachowych wywiewnych, aby zapewnić satysfakcjonującą temperaturę w strefie pracy i nie przekroczyć maksymalnej temperatury pod dachem. Warunki te muszą być spełnione we wszystkich porach roku, tj. w pełnym zakresie możliwych temperatur zewnętrznych.
Do rozpoczęcia obliczeń za pomocą nv-calc potrzebne są wymiary projektowanego nowo powstającego obiektu i zyski ciepła uwalniane we wnętrzu. Projektant wentylacji naturalnej wprowadza do programu zakładane powierzchnie geometryczne czerpni ściennych nawiewnych i wywietrzaków przemysłowych wywiewnych (wraz z współczynnikami przepływu cV0 podawanymi przez producentów) oraz wysokości, na których te urządzenia mają zostać wbudowane. Program w niezauważalnie krótkim czasie od kliknięcia oblicza temperaturę pod dachem i na dowolnie wybranych wysokościach oraz podaje wielkości strumieni powietrza i różnicę ciśnienia w stosunku do ciśnienia atmosferycznego na zewnątrz dla każdej grupy urządzeń na danej wysokości. Korygując metodą kolejnych przybliżeń usytuowanie i powierzchnie otwartych żaluzji nawiewnych i przemysłowych wywietrzaków dachowych w kolejnych krokach dochodzi się do wymaganej konfiguracji urządzeń. Ten proces projektowania wentylacji naturalnej należy powtórzyć dla kolejnych temperatur zewnętrznych.
Dla projektantów wentylacji przemysłowej ważną cechą innowacyjnego programu nv-calc jest możliwość uwzględnienia w obliczeniach wentylacji mechanicznej (nawiewnej i wywiewnej) działającej w tej samej hali. Można też wykonać obliczenia dla obiektów z nagrzewnicami w żaluzjach nawiewnych.
Chociaż nv-calc służy przede wszystkim do projektowania wentylacji naturalnej i mieszanej (naturalnej i mechanicznej), znajduje on również zastosowanie w obiektach wentylowanych wyłącznie mechanicznie. Za jego pomocą można uzyskać rozkład temperatur i ciśnienia dla wybranych poziomów w hali. Warunkiem pozostaje jednak nadal wiedza o ilości ciepła uwalnianego wewnątrz budynku i odpowiednio duża wysokość hali umożliwiająca powstanie ciągu termicznego.
Analiza wentylacji naturalnej w obiektach istniejących
Uwaga: Program nv-calc (NaturVents-calc) nie nadaje się do projektowania wentylacji grawitacyjnej w domach mieszkalnych i biurowcach.
Program nv-calc (NaturVents-calc) – do czego ma zastosowanie?
Innowacyjny program nv-calc znajduje zastosowanie do tworzenia cyfrowego modelu wentylacji naturalnej i hybrydowej obiektów istniejących przeznaczonych do modernizacji. Plan modernizacji wynika zazwyczaj z potrzeby oszczędzania energii lub dostosowania obiektu do wymogów produkcji oraz aktualnych przepisów administracyjnych.
Dobrym przykładem zastosowania nv-calc do modernizacji wentylacji naturalnej są huty szkła. Hale w tych obiektach są używane często po kilkadziesiąt lat, ale okres użytkowania pieca szklarskiego to najwyżej lat kilkanaście. Budowa nowej wanny szklarskiej to okazja do zwiększenia wydajności produkcji, dla której trzeba zapewnić odpowiednio wydajną wentylację naturalną. Innowacyjne narzędzie, jakim jest program nv-calc, pozwala stworzyć w nim model cyfrowy obiektu.
Część danych wprowadzanych do modelu jest dokładna – np. zmierzone temperatury powietrza zewnętrznego, wywiewanego z hali oraz na wybranych wysokościach od posadzki, dalej różnice ciśnienia pomiędzy wnętrzem hali na wybranej wysokości, a ciśnieniem atmosferycznym na zewnątrz. Dokładnie możemy również określić powierzchnię geometryczną wywiewną.
W wielu przypadkach należy pozostałe parametry szacować według dostępnych danych oraz własnego doświadczenia w tym zakresie. Dotyczy to przede wszystkim powierzchni nawiewnej (to nie tylko czerpnie ścienne, ale też napływ przez pomieszczenia połączone i wiele innych niekontrolowanych otworów, określany jako infiltracja). W przypadku hal kilkudziesięcioletnich raczej nie znajdziemy dokumentacji zastosowanych urządzeń wentylacji naturalnej z podanymi współczynnikami przepływu aerodynamicznego cV0 .
Zyski ciepła emitowanego do kubatury można zmierzyć na wywietrzakach dachowych (lub w żaluzjach wywiewnych), ale to jest tylko ciepło wywiewane przez wentylację naturalną. Ciepła emitowanego z hali przez przenikanie poprzez ściany i dach nie obliczymy analitycznie, bo temperatury powietrza będą różne na różnych wysokościach hali, a i w różnych miejscach pod dachem też nie będą identyczne.
Generalnie w przyjętej metodyce nie chodzi o super dokładne odwzorowanie obiektu, bo nakład pracy inwentaryzacyjnej i dokładnego bilansu cieplnego z pewnością będzie zbyt duży. Wielkości i parametry brakujące do zbudowania modelu możemy jednak dobrać metodą kolejnych przybliżeń, ponieważ niewątpliwą zaletą nv-calc jest niezauważalnie krótki czas obliczeń. Dysponując pomiarami opisanymi wyżej, które zazwyczaj można wykonać w ciągu jednego dnia pracy, na budowę modelu wentylacji naturalnej huty szkła lub bloku energetycznego wystarczy kilka godzin pracy przy komputerze.
Uzyskany w ten sposób model wentylacji naturalnej huty szkła albo huty lub walcowni metalu stosujemy do obliczeń dla pełnego zakresu możliwych temperatur zewnętrznych. Wykonując obliczenia, n.p. co 5O C w zakresie od -20O C do +35O C dobieramy otwartą powierzchnię nawiewną (ilość otwartych czerpni ściennych powietrza) oraz otwartą powierzchnię wywiewną (ilość otwartych dachowych wywietrzaków przemysłowych), aby uzyskać oczekiwaną temperaturę w strefie pracy i jednocześnie nie przekraczać maksymalnie dozwolonej temperatury pod dachem
Program nv-calc zweryfikuje inwencję projektanta odnośnie ilości wywietrzaków na dachu – zbyt mała ilość to przekroczenie maksymalnej temperatury pod dachem. Wykaże również czy ilość i lokalizacja czerpni ściennych powietrza nad posadzką są prawidłowe – jeśli n.p. czerpnie będą w strefie wyrównania ciśnienia wewnątrz hali, to nie będą odpowiednio wydajne.
Obliczenia wentylacji naturalnej
Program nv-calc (NaturVents-calc) – jak działa?
nv-calc to innowacyjny program internetowy (inaczej: aplikacja internetowa) do projektowania wentylacji naturalnej i hybrydowej w przemyśle. Dla każdej zadanej temperatury zewnętrznej program oblicza dwa bilanse:
- ilość ciepła dostarczanego do kubatury obiektu (ciepła od technologii, nasłonecznienia i powietrza nawiewanego) musi być równa ilości ciepła odprowadzanego z obiektu (przez powietrze wywiewane i przenikanie przez ściany i dach) oraz
- masa powietrza nawiewanego do obiektu musi być równa masie powietrza wywiewanego.
Oba te bilanse wykonywane są metodą iteracyjną, a odpowiednie zabiegi informatyczne zmniejszają ilość iteracji tak, że wynik obliczeń jest gotowy po kliknięciu w czasie niezauważalnym dla użytkownika.
Duża szybkość obliczeń jest ogromną zaletą nv-calc, ponieważ umożliwia projektowanie wentylacji naturalnej i mieszanej (naturalnej i mechanicznej działających w jednej kubaturze) metodą „spróbuj i popraw”.
Wymagane dane do wprowadzenia do nv-calc to:
- ilość ciepła emitowanego przez proces technologiczny do wnętrza obiektu (skorygowana szacunkowo ciepłem przez przenikanie),
- wymiary geometryczne hali (długość, szerokość, wysokość),
- ilości i wymiary geometryczne czerpni ściennych nawiewnych oraz przemysłowych wywietrzaków dachowych wywiewnych, wraz z podawanymi przez producentów aerodynamicznymi współczynnikami przepływu cV0
- ewentualnie ilości i temperatury powietrza nawiewanego mechanicznie i/lub ilości powietrza wywiewanego mechanicznie.
W wyniku obliczeń projektant otrzymuje:
- temperatury pod dachem i w strefie pracy,
- wysokość strefy wyrównania ciśnienia nad posadzką,
- wielkości strumieni powietrza przepływające przez grupy urządzeń na poszczególnych wysokościach nad posadzką,
- różnice ciśnienia wewnątrz na tych wysokościach w stosunku do ciśnienia atmosferycznego na zewnątrz.
Dzięki dużej szybkości nv-calc projektowanie odbywa się iteracyjnie w kolejnych krokach „spróbuj i popraw”. W ten sposób proces projektowania jest łatwy do opanowania również dla projektantów, którzy budują dopiero swoje doświadczenie zawodowe w dziedzinie wentylacji naturalnej dużych obiektów przemysłowych.