Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Автоматизация расчетов систем воздухообмена помещений гражданских зданий старой постройки
Опубликована: 2021-08-06
  • Ю. А. Кузнецова Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • А. А. Медяков Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • А. Г. Поздеев Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

Аннотация

В работе исследуются вопросы, связанные с «опрокидыванием» вентиляции в зданиях старой постройки при работе водонагревателей.
В результате анализа литературных источников установлено преимущественное использование ручных алгоритмов расчета систем воздухообмена в помещениях гражданских зданий. Специфика процессов в системах воздухообмена гражданских зданий старой постройки учитывается относительно нечасто.
Установлено, что применение современных оконных и дверных блоков с герметичным уплотнением притворов в домах старой постройки при закрытых створках приводит к уменьшению расхода воздуха через вытяжные каналы и переходу системы воздухообмена в режим неустойчивого равновесия. Выявлено, что «опрокидыванию» при работе газовых водонагревателей подвержены прежде всего вентиляционные каналы. Это связано с тем, что в газоходах за счет высокой температуры сгорания газа возникают вертикальные градиенты давления и высокие скорости истечения отработавших газов из помещения.
В принятой модели процесса воздухообмена в помещении предполагается, что нормальное состояние системы вытяжных каналов при работе водонагревателя, когда устойчиво функционируют газоход и вентиляционный канал, меняется на неустойчивое. В последнем случае последовательно сменяются фазы процесса воздухообмена: исходное состояние вытяжных каналов при выключенном водонагревателе; «опрокидывание» вентиляции; выравнивание внутреннего и наружного давлений; возвращение к состоянию противотяги через вентиляционный канал. Колебание уровня внутреннего давления воздуха в помещении связано с периодическим переходом работы водонагревателя от режима полного сгорания газа к его неполному сгоранию.
В качестве эталонного использован автоматизированный расчет стационарной работы газохода водонагревателя [6]. В автоматизированном режиме реализована модель воздухообмена в помещении, включающая расчет газохода, определение теплофизических свойств дымовых газов на основе сплайн-интерполяции табличных данных, параметров газохода и вентиляции. Вычислены аэродинамические потери в газоходе и канале вентиляции. Методом сплайн-интерполяции определено влияние величины тяги в каналах на процесс «опрокидывания» вентиляции.
Построены зависимости колебаний давления в канале вентиляции при изменении ветрового напора и средней скорости движения в газоходе. Определена связь между тягой в канале и коэффициентом эжекции. Приведена автоматизированная зависимость времени истечения газа из объема помещения от текущего перепада давления.

Биографии авторов

Ю. А. Кузнецова, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных конструкций и водоснабжения, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов - исследование и моделирование русловых процессов в нижних бьефах гидроузлов, математическое моделирование в гидродинамике и экологии. Автор 86 научно-методических работ, в том числе 5 монографий, 12 учебных пособий и 1 патента РФ. E-mail: KuznecovaYA@volgatech.net.

А. А. Медяков, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры энергообеспечения предприятий, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – исследование особенностей использования нетрадиционных источников энергии в сельском хозяйстве, моделирование тепломассообменных процессов в оборудовании. Автор более 90 научно-методических работ, в том числе 3 монографий, 3 учебных пособий и 10 патентов РФ. E-mail: MedyakovAA@volgatech.net.

А. Г. Поздеев, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

советник РААСН, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных конструкций и водоснабжения, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов - исследование и моделирование русловых процессов в нижних бьефах гидроузлов, математическое моделирование в гидродинамике и экологии, автоматизация расчета инженерных систем водо-, газо- и теплоснабжения в строительстве. Автор более 90 научных трудов, в том числе 10 монографий, 13 учебных пособий, 11 патентов и авторских свидетельств на изобретения. E-mail: PozdeevAG@volgatech.net.