11. Általános szellőzés méretezése hőfejlődés esetén. A helyiség hőterhelését befolyásoló tényezők.

Térfogatáram meghatározása kőfejlődésnél

A helyiség légterének hőmérséklete a helyiségbe kívülről jutó hőáram és a belső hőteljesítmény hatására alakul ki. A kintről bejutó hőáram nagysága általában az időjárástól, míg a belső hőteljesítmény a technológiai folyamattól függ. Az így létrejövő hőáramok a helyiség levegőjének hőmérsékletét olyan mértékig növelhetik, hogy az már a kényelmi vagy a munkaegészségügyi követelményeknek nem felel meg. A helyiség levegőjének hőmérséklet­változását a következő tényezőkből származó hőnyereségek, illetve hőveszteségek okozzák.

-          Hőátbocsátás (az épületszerkezeteken át, a külső és a belső levegő hőmérséklet-különbségének hatására létrejövő hőcsere).

-          Napsugárzás (az épületszerkezeteken át, a napsugárzás hatásra létrejövő kőáram).

-          A helyiségben tartózkodó személyek által a levegővel közölt kőáram.

-          A helyiségben elhelyezett gépek, berendezések és a mesterséges világítás által a levegővel közölt hőáram, tehát ezek kőteljesítménye.

Értelemszerűen ide sorolhatjuk a - részletesen ugyan nem tárgyalt - technológiai folyamatokból származó különféle hőtelejesítményeket (pL vegyi üzemi exoterm folyamat).

A szellőzési térfogatáram kiszámítása

A határoló szerkezeteken át a helyiségbe tőrtérő hőáramlás és a helyiségben keletkező hőáram ismerete alapján kiszámíthatjuk a szellőző levegő térfogatáramát. A térfogatáram megállapításának alapja az, hogy a szellőzési célra szánt hidegebb, tehát kisebb entalpiájú levegő a helyiségben hőt vesz fel, a hőáram a szellőző levegőbe megy át, ezáltal hőmérséklete és entalpiája megnövekszik.

A felmelegedett - most szellőzési szempontból már "romlottnak" tekinthető - levegő a helyiségből eltávozik, és a hőmérséklet növekedésével arányos hőáramot szállít el a helyiségből Ennek az a gyakorlati következménye, hogy a helyiség hőmérséklete a szellőzés nélküli állapothoz képest csökken.

Ha a szellőző levegőnek csak a hőmérséklete (nedvességtartalma nem) változik, akkor az entalpiaváltozást elegendő a levegő száraz részére vonatkoztatni.

Megkívánt t_b hőmérséklet, t_k bevezetett külső hőmérséklet, és Q_ö hőáram felvételéhez (Q_ö időegység alatti összes hőnyereség) az alábbi térfogatáramra van szükség:

A helyiség időegység alatti összes hőnyeresége:
Q_ö = Q_{hőátbocsájtás} + Q_{napsugárzás} + Q_{gépek, berendezések, stb}
C_p : az 1 kg tömegű száraz levegő fajhője állandó nyomásnál

Ha Q_ö és t_k adott, a szellőző levegő térfogatáramára csak a belső levegő t_b hőmérsékletének felvétele van kihatással. Mesterséges szellőzés esetén t_k =20 °C-nál a t_b - t_k maximálisan 10 °C értékkel vehető figyelembe.

Nagy hőáramnál, tehát ha a helyiségben nagy a hőteljesítmény, még ez az érték sem tartható, ugyanis a fellépő huzatjelenségek is határt szabnak a térfogatáram nagyságának. A számításokat mindig ellenőrizni kell a tartózkodási térben kialakuló várható légsebességekre is. Ha a kiadódó sebességek a megengedett felett vannak, csökkenteni kell a szellőzési térfogatáramot. Ez a t_b felvett hőmérséklet növelésével is elérhető. (Tájékoztatásul szolgálhat, hogy (gondatlanul vagy a lehetőségek hiánya miatt) nem megfelelően kialakított légelosztásnál az óránként 20...30-szoros légváltás már huzatjelenségeket idézhet elő.)

Ha a t_b nem növelhető, akkor meg kell állapítanunk, hogy a feladat csak általános szellőzéssel már nem oldható meg. Ilyenkor helyi elszívás vagy klímaberendezés alkalmazására van szükség.