EOLIOS hat per CFD-Simulation Erfassungshauben im Naturzug über Gasbrennern dimensioniert, um die Kalorien des Prozesses abzuführen und den thermischen Komfort der Bediener zu verbessern.
EOLIOS Ingenieurbüro hat per CFD-Simulation Dunstabzugshauben dimensioniert, die im Naturzug funktionieren, installiert über den Gasbrennern einer Produktionshalle. Das Ziel: die vom Prozess freigesetzten Kalorien so nah wie möglich an ihrer Quelle zu erfassen, um den Temperaturanstieg der Fabrik zu begrenzen und den thermischen Komfort der Bediener zu verbessern, ohne auf eine mechanische Absaugung zurückzugreifen.
Die Herausforderung besteht darin, den natürlichen thermischen Auftrieb — die von der warmen Luft erzeugte aufsteigende Konvektion — zu nutzen, um die Kalorien durch die Haube abzuführen, und ihre Geometrie und ihren Querschnitt präzise zu dimensionieren, um die Erfassung zu maximieren und zugleich energiesparend zu bleiben.
Eine Haube im Naturzug beruht auf dem Prinzip der thermischen Konvektion: Die vom Brenner erwärmte Luft, weniger dicht, steigt natürlich auf und reißt die Rauchgase und die Kalorien mit sich. Die über der Quelle positionierte Haube kanalisiert diese aufsteigende Fahne und führt sie ohne Ventilator nach außen ab. Die ganze Herausforderung der Dimensionierung besteht darin, die Form der thermischen Fahne nachzubilden, um den größten Teil davon zu erfassen, ohne das Bauwerk zu überdimensionieren.
Die gesamte Produktionshalle wurde in CFD modelliert: Die Prozesszonen — heißes Ende, Ziehen, kaltes Ende, Ofen — sowie die Gasbrenner und die Hauben wurden mit ihrer realen Geometrie integriert. Die Wärmeeinträge jeder Anlage sind präzise erfasst, um eine realistische Verteilung der Kalorien zu erhalten und den thermischen Auftrieb, der die Hauben antreibt, getreu nachzubilden.
Diese detaillierte Darstellung ermöglicht es, für jede Haubenvariante ihre Erfassungseffizienz, ihren Einfluss auf die Umgebungsluftgeschwindigkeiten und die Restwirkung der nicht erfassten Kalorien auf den Komfort der Bediener zu bewerten.
Die CFD-Ergebnisse ermöglichen es, die thermische Fahne jedes Brenners zu visualisieren und zu überprüfen, dass die Haube den wesentlichen Teil davon erfasst. Die Studie der Luftgeschwindigkeiten auf Höhe der Haube bestätigt die Bildung eines ausreichenden Naturzugs, um die Kalorien abzuführen, und macht eventuelle seitliche Verluste sichtbar, die durch Anpassung der Geometrie oder der Erfassungshöhe zu korrigieren sind.
Die aus der Simulation resultierende Dimensionierung stellt ein Entscheidungshilfewerkzeug dar: Sie ermöglicht es, zwischen Erfassungsniveaus, Platzbedarf und Kosten abzuwägen und einen verbesserten thermischen Komfort für die Bediener mit einer passiven Lösung zu gewährleisten, ohne elektrischen Verbrauch für die Absaugung.
Know-how: industrielle natürliche Belüftung & Erfassung der KalorienDie CFD-Simulation ermöglicht es, den natürlichen thermischen Auftrieb über den Gasbrennern zu visualisieren und die Erfassung der Kalorien durch die Hauben zu validieren. Die Visualisierung per Isofläche macht die aufsteigende Fahne und die Luftgeschwindigkeiten in der Haube sichtbar und bestätigt die gute Dimensionierung des Bauwerks und die Verbesserung des thermischen Komforts der Bediener — und das ganz ohne mechanische Absaugung.
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