Af Kristian Lykkemark
En løsning, som fungerer optimalt under alle forhold, er i praksis næsten umulig at opnå, men det er vigtigt at være opmærksom på behovet for fleksibilitet og at tage højde for det, når luften fordeles. Ved at undersøge effekten af lufttilførslen for en række af forskellige cases imødekommes og belyses det, hvordan luftfordelingen er under forskellige forhold.
FabricAir A/S påtog sig opgaven at dimensionere og dokumentere et luftfordelingssystem til kunden. Valget faldt på et tekstilsystem med dyser. Dysernes kastelængde er tilpasset således, at der opnås et acceptabelt indeklima i opholdszonen.
Med udgangspunkt i Hal D undersøges det, hvordan luften fordeles og hvordan det påvirker temperaturer og lufthastigheder.
For at sikre en god løsning * og belyse eventuelle problemstillinger blev det undersøgt, hvordan luften fordelte sig ud fra tre cases.
Den totale varmebelastning er ens for de 3 cases svarende til 45 W/m2, som er den dimensionsgivende varmebelastning. Zoneinddelingen for varmebelastningerne, se Case l.
Simuleringerne er begrænset til et udsnit af hal D, hvor der er taget højde for, at man lægger snittet i symmetrilinier i byggeriet. Herved er det muligt, at benytte resultaterne til at vurdere luftfordelingen i hele hallen. Hallen er 7.2 m høj og udsnittet er 12 m bredt.
Hastighederne for Case l ligger i opholdszonen under 0,2 m/s med undtagelse af området direkte under kanalen, hvor hastighederne er oppe på ca 0,3 m/s. Temperaturen er ensartet uden temperaturgradienter af betydning. Luften bliver ligeligt fordelt uden "døde" zoner. Med en jævnt fordelt varmebelastning fungerer tekstilsystemet problemfrit og er i stand til at sænke temperaturen i hele hallen.
Hastighederne for Case 2 er i opholdszonen under 0,2 m/ s og direkte under kanalen under 0,25 m/s. For Case 2, hvor varmebelastningen hovedsageligt tilføres i den venstre del af hallen, kan det, som forventet, ses, at temperaturen er et par grader højere end i højre side. Til trods for den asymmetriske varmefordeling ventileres hele hallen og temperaturen er i opholdszonen omkring de 25 °C.
Strømningsforhold og energiflow beskrives ved en række transportligninger, differentialligninger, som gælder for det samlede strømningsfelt.
Modellen inddeles i et antal celler (kontrolvolumener) med et punkt i hver. Differentialligningerne omskrives ved hjælp af en numerisk metode til differensligninger som er gældende for hver enkelt punkt i kontrolvolumen. For hver punkt i kontrolvolumen løses de for strømningen styrende ligninger.
Ligningssystemet er implementeret i et CFDsoftware der håndterer beskrivelsen af computermodellen, opdelingen af modellen i kontrolvolumener samt beregning af ligningssystemet ud fra de randværdier, som er nødvendige for at løse ligningssystemet. For at komme frem til en løsning inden for en rimelig tidshorisont kræver det ofte en betydelig computerkraft dog afhængigt af opgavens kompleksitet og størrelse.
CFD er både tids- og ressourcekrævende. For at opnå et tilfredsstillende udbytte af CFD er det en forudsætning, at virksomheden i forvejen besidder væsentlig knowhow omkring luftfordeling.
Hastighederne for Case 3 er under 0,2 m/s i opholdszonen og direkte under kanalen lidt højere ca 0,3 m/s. Temperaturen har ikke den samme horisontale gradient, som for Case 2, men ligger omkring 24 °C. Luften fordeles ensartet og der er ingen områder, der ikke køles. Ved en centreret varmebelastning er luftfordelingen ensartet og tekstilsystemet er i stand til at sænke temperaturen i hele hallen.
Et alternativ er at benytte CFD, der giver mulighed for at undersøge en lang række skitseforslag, inden man vælger den endelige løsning. Det giver mulighed for at imødekomme og belyse eventuelle problemstillinger og tage specielle hensyn hertil på et tidligere tidspunkt i forløbet. Ved at kombinere erfaring, teori og CFD er der grundlag for at opnå et bedre udgangspunkt for beslutningsprocessen og et bedre resultat for bygherren.
For FabricAir A/S er der som leverandør af tekstilkanaler sjældent to opgaver, som er ens. Tekstilsystemet tilpasses altid den aktuelle situation og det betyder, at hver eneste projekt skal behandles som en individuel opgave og ligeledes skal rådgivningen i tilknytning hermed være individuelt tilpasset.
For kunden betyder det et bedre resultat, der opnås i et sammenspil mellem knowhow/rådgivning og et tæt samarbejde mellem de involverede parter Det tætte samarbejde gør os i stand til at levere et resultat, hvor tingene går op i en højere enhed. Køberen får en bedre forståelse af, hvad det er der leveres, hvorfor og hvilke problemer der kan være i forbindelse med en løsning. CFD hjælper med til at øge forståelsen og forbedre kommunikationen mellem de involverede parter. Det danner grundlag for en diskussion af problemstillinger og løsningsforslag således, at den rigtige løsning kan vælges.
CFD er dog ikke i sig selv en garanti for en bedre løsning. Det er vigtigt at kende produktets/armaturets virkemåde og det kræver en betydelig validering ud fra laboratoriemålinger at kvalitetssikre CFD-simuleringerne.
Benyttelsen af CFD udnyttes bedst ved allerede på et tidligt tidspunkt i projekteringsfasen at undersøge konsekvensen af forskellige tiltag. På et senere tidspunkt kan det være med til at optimere den endelige løsning og tage højde for detaljerne.
