CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) spielen eine wichtige Rolle für das Verständnis und die Optimierung der Leistung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC) in verschiedenen Gebäudeumgebungen.
CFD-Simulationen nutzen Computerberechnungen, um das Verhalten von Strömungen, Wärmeübertragungen und anderen klimabezogenen Phänomenen zu verstehen.
CFD-Simulationen für HLK-Systeme bieten den Projektbeteiligten mehrere Vorteile:
- Gewissheit, dass der Entwurf mit einem hohen Maß an Vertrauen wie geplant funktioniert
- Minimierung, der Betriebskosten der Anlage bei gleichzeitiger Verbesserung des Komforts
- Optimieren, Sie Ihre Systeme ohne hohe Labor- und/oder Prototypenkosten
- Analyse, von Räumen mit komplexen Strukturen, in denen ein Test nicht möglich ist
- Erhalten, Sie maßgeschneiderte Unterstützung und Beratung durch ein engagiertes Team von CFD-Experten
- Fördern, Sie Designentscheidungen in einem frühen Stadium
- Gewinnen, Sie Erkenntnisse über komplexe Luftströmungen in einem Raum
CFD-Simulationen haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in HLK-Systemen. Im Folgenden möchten wir Ihnen einige Situationen vorstellen, in denen CFD-Simulationen wertvolle Erkenntnisse liefern.
Komfort
CFD-Simulationen können den Komfort der Menschen im Raum analysieren. Die Simulation umfasst eine umfassende Analyse von Variablen wie Geschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit. Dieser Prozess beinhaltet eine gezielte Untersuchung verschiedener Lüftungstechniken. Aus dieser Untersuchung geht hervor, wie und wann gelüftet wird. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil des Vergleichs und des Verständnisses der verschiedenen Ergebnisse. Dieses Verständnis ermöglicht es den Beteiligten, das Systemdesign effektiv zu optimieren und den Gesamtkomfort zu verbessern.
In diesem Projekt wurde der thermische Komfort in einem Restaurant analysiert. Die Temperaturen der Sitzplätze der Gäste wurden ermittelt.
Luftqualität
CFD ermöglicht die Untersuchung der Luftqualität in Gebäuden. In dieser Studie werden Bereiche mit unzureichender Belüftung erfasst, und die Belüftungseffizienz kann berechnet werden. CFD-Simulationen können auch zur Analyse der Ausbreitung von Schadstoffen, Krankheitserregern und CO2 verwendet werden.
Für dieses Projekt wurde die Wahrscheinlichkeit einer COVID-Infektion in einem Büro mit Verdrängungslüftung untersucht. Die Abbildung zeigt, dass das Infektionsrisiko oberhalb der infizierten Person höher ist.
Thermische Belastung
In Gebäuden mit viel Glas kann die Sonneneinstrahlung die Temperaturverteilung beeinflussen, was sich auf den thermischen Komfort der Bewohner auswirkt. CFD-Simulationen geben Aufschluss über die Belastungen, denen diese Elemente ausgesetzt sind. Anhand dieser Daten können diese Elemente z. B. durch Glasabdeckungen, Vorhänge usw. beeinflusst werden. Anhand dieser Daten können die HLK-Systeme optimiert werden.
Für diese Studie wurde die Wirkung der Sonneneinstrahlung in einem Geschäft untersucht. Das Glas in der Fassade des Erdgeschosses des Einkaufszentrums ermöglichte es der Sonne, den Aufenthaltsbereich zu erwärmen und die Temperatur zu erhöhen.
Optimierung
CFD-Simulationen können nicht nur dazu verwendet werden, eine Momentaufnahme der Bedingungen zu erstellen, sondern auch Szenarien über einen bestimmten Zeitraum zu skizzieren. Dies ermöglicht die Analyse von sich im Laufe der Zeit ändernden Variablen, wodurch eine CFD-Simulation zu einem wertvollen Instrument für die Feinabstimmung der Steuerung von Gebäudemanagementsystemen wird. So kann beispielsweise die Zeit berechnet werden, die erforderlich ist, um eine gewünschte Temperatur zu erreichen.
Für dieses Hotelzimmer wurde eine Simulation durchgeführt. Ziel war es, die Zeit zu ermitteln, die erforderlich ist, um die Komforttemperatur zu erreichen.
Fehlersuche
Eine CFD-Analyse kann die Grundlage für das Verständnis eines HLK-Systems sein, das nicht wie gewünscht funktioniert. Wenn ein System Unbehagen oder andere Probleme verursacht, kann hier schnell eine Lösung vorgeschlagen werden. Dies ist besonders wertvoll für die Verbesserung der Leistung bereits installierter Systeme.
In diesem Museumsraum wurden zwei Luftzufuhrsysteme miteinander verglichen. Die Strömungsgeschwindigkeiten in der Nähe der Gemälde mussten so niedrig wie möglich sein. Durch eine CFD-Analyse konnte die beste Option ausgewählt werden.
