Az épületek levegővel történő szellőztetése minél kisebb mértékű energiafelhasználással ma már alapvető követelmény. Egy korszerű és hatékony légtechnikai rendszernek mindig figyelembe kell vennie a dinamikusan változó felhasználói igényeket. Dr. Both Balázs és Dr. Czétány László kutatásai során elsősorban a légtechnikai rendszerek légcsatorna hálózatában és a helyiségek tartózkodási zónáiban kialakuló folyamatokat vizsgálták. A kutatásaikat a BME ÉPGET Légtechnikai laboratóriumban végezték méréses és CFD módszerek alkalmazásával. Az alábbiakban ismertetett főbb kutatási eredmények egyaránt hasznosíthatók lehetnek az ipari fejlesztők és kutatók számára is.

Érintőleges légvezetési rendszer elemzése

A zárt terek tartózkodási zónájában lévő levegőre számos hazai és nemzetközi rendelet, ajánlás és szabvány határoz meg ún. mikroklimatikus követelményeket. Ezen előírások elsősorban a belső levegő minőségére, hőmérsékletére, nedvességtartalmára, sebességére javasolnak tervezési és üzemeltetési határértékeket.

1. ábra

2. ábra

A belső terek mikroklímájának biztosítását légvezetési rendszerekkel valósíthatjuk meg, melyek közül igen elterjedt az érintőleges légvezetés. Ennek lényege, hogy a szellőztető légsugarat rendszerint négyszög keresztmetszetű befúvóból (1. ábra) vezetjük a helyiségbe az épülethatároló szerkezetek mellett (2. ábra). A befújt légsugár hő– és áramlástani jellemzői, a helyiség és a befúvó geometriája, a befúvó beépítési pozíciója, sőt, a helyiség belsőépítészeti kialakítása jelentősen meghatározzák a szellőzés hatásosságát és a komfortérzetet. A kutatás során hődrótos és forrógömbös mérőszondák segítségével vizsgáljuk a befúvásnál és a helyiségben kialakuló légsebességet, turbulencia-fokot, hőmérséklet-eloszlást.

3. ábra

A mérési eredmények alapján javaslatot adunk a kedvező befúvószerkezet kialakításra és beépítésre, valamint a hő– és huzatérzet becslésére a tervezési fázisban. A kutatási eredményeket számos hazai és nemzetközi szaklapban és konferencián publikáltuk, valamint beépítettük az alap– és mesterszakos hallgatók szakmai képzésébe is.

Változó téglalap-keresztmetszetű egyenletes befúvást biztosító légcsatornák

A kutatás célja egyszerű elméleti modell kidolgozása volt a befúvó légcsatornákban zajló áramlási folyamatok modellezésére. A modell eredményeinek alátámasztása mérésekkel, CFD számítás alkalmazásával történt. Ezekre alapozva méretezési módszer  került kidolgozásra. A méretezés célja egyenletes befúvásra alkalmas, beszabályozó szerelvények nélküli légcsatorna geometriájának meghatározása volt. A 4. ábra a méretezési módszer alapján kialakított, állandó magasságú, változó szélességű négyszög légcsatornával végzett kísérletek egyikét mutatja be.

4. ábra

Az oldalszélesség változása az alábbi differenciál egyenlettel írható le:

Az egyenletben szereplő változók értelmezése:

c(x) légcsatorna változó szélessége, γ(x)=c(x)/c(x0) a relatív szélesség, ω(x0)=c(x0)/b a szélesség és a magasság (b) aránya, x az axiális koordináta, λ(x) a Darcy-féle csősúrlódási tényező, Ψ(x) a nyomás-visszanyerési tényező, L a légcsatorna teljes hossza, ξ=x/L a dimenziótlan axiális koordináta és Dh(x) a hidraulikus átmérő.

Az egyes fúvókákon kiáramló térfogatáramra kapott mérési eredmények két különböző Re(x0)-ra (Reynolds-szám a légcsatorna belépési keresztmetszetében) az 5. ábrán láthatóak.

5. ábra

Légtechnikával foglalkozó kollégáink: Dr. Magyar Tamás, Dr. Goda Róbert, Dr. Both Balázs, Dr. Czétány László