Текстильная вентиляция

С. Михненко

Один из новых способов конструктивного исполнения систем централизованной подачи свежего воздуха, совмещенных с охлаждением – вентиляционные каналы из текстильных материалов. Такие системы имеют свои особенности и ряд преимуществ

Одна из наибольших статей затрат при создании централизованных систем подачи кондиционированного воздуха – это стоимость вентиляционных каналов. Традиционно они изготавливаются из оцинкованной стали, нержавейки или алюминия, что дорого.

Идея заменить металлические вентиляционные каналы другими материалами – не нова. Рассматривались различные пластики и «черный» лист с более дешевыми покрытиями антикоррозионными покрытиями, чем слой цинка, например, порошковые краски.

Самый интересный и перспективный подход – использовать для воздуховодов текстильные материалы, обладающие нормированной воздухопроницаемостью. С помощью такого способа изготовления вентканалов можно обеспечить очень комфортную подачу свежего воздуха, отрегулировать необходимую влажность, избежать сквозняков и ощутимой неравномерности температуры в одном и том же помещении.

Системы вентиляции помещения с текстильными воздухопроводами (ВТВ) разделяются на три основных типа с разным принципом раздачи воздуха. В пассивных низкоимпульсных системах воздух диффундирует через проницаемый материал. В высокоимпульсных системах воздух распределяется исключительно через специальные профилированные отверстия или сопла. Гибридные системы представляют собой комбинацию пассивных низкоимпульсных систем с выполненной лазером группой отверстий в текстильном канале или ряда особым образом профилированных сопел.

Материал для вентканалов – специальное высокопрочное синтетическое полотно с нормированной пористостью. Оно специально обрабатывается для придания ему негорючих и антистатических свойств.

Рассмотрим подобнее, как работает пассивная низкоимпульсная вентиляция помещения через сплошные текстильные каналы. Такая вентиляция широко применяется в производственных, рекреационных и жилых (офисных помещениях), см. рис. 1 и 2.

Изображение дома с системой текстильной вентиляцииРис. 1. Текстильная низкоимпульсная вентиляция в СПА-салоне, Голландия

Изображение применение системы вентиляции с помощью текстильных каналов на заводеРис. 2. Текстильная низкоимпульсная вентиляция на заводе WILO SE, Германия

На рис. 3. изображены основные схемы исполнения текстильной вентиляции – низкоимпульсная, высокоимпульсная и гибридная в разном исполнении – подвесная (O), потолочная (1/2O) и угловая (1/4O, в виде фриза). Главные отличия их функционирования – разный характер распределения и интенсивности потоков охлаждающего свежего воздуха. На фото на рис. 3. показана визуализация потоков с помощью дыма, тем не менее, при высокой разнице температур и влагосодержания между подаваемым воздухом и в самом помещении, в ряде случаев приточный воздух действительно выглядит в виде слабого тумана.

Принцип действия низкоимпульсной вентиляции помещения состоит в том, что из-за разницы в плотности охлажденного воздуха, который тяжелее теплого воздуха в помещении, приточный воздух двигается к полу, вытесняя, смешиваясь и увлекая за собой более теплый воздух. Движение воздушного потока в помещении основывается на естественном движении воздуха из-за разницы плотности и возникновения конвекционных потоков, а также процессов нагрева от теплопередачи. Высокий уровень тепла, исходящего от источников тепла в помещении (например, от оборудования), создает еще большее количество конвекционных токов. В результате этого воздух перемешивается еще сильнее и больше увлекает воздух вокруг источников тепла. Это приводит к расслоению потоков в вентилируемой комнате, тепло и «отработанный» воздух отводятся от «занимаемой зоны» и направляются под потолок. Расчет таких систем достаточно сложен, и моделирование выполняется на специализированных компьютерных системах.

Низкоимпульсные системы, в первую очередь, обеспечивают равномерный и ненаправленный характер истечения воздуха. Это позволяет избежать попадания в зону расположения людей (т.н. «занимаемая зона») потоков, которые вызывают температурный дискомфорт и могут привести к простуде.

Изображение разновидность системы вентиляции помещения с помощью текстильных каналовРис. 3. Разновидности «текстильной» вентиляции

«Занимаемая зона» – это область в помещении, в которой люди находятся длительное время и, говоря в общем, это область, в которой предпринимаются меры по поддержанию внутреннего климата на заданном уровне. «Занимаемая зона» не стандартизирована. При проектировании вентсистемы эта область определяется по согласованию с архитектором и заказчиком. Занимаемая зона часто определяется как зона от пола на высоту 1,8 м для людей, работающих стоя, и на высоту 1,1 м для сидящих людей (см. рис. 4).

Для горизонтальных низкоимпульсных систем определяется также «ближняя зона» – область под текстильным каналом, где существует наибольший риск попасть под холодный нисходящий поток воздуха или ощутить сквозняк. Ширина ближней зоны обычно находится на расстоянии не более чем трех диаметров вентканала. Для вертикальных низкоимпульсных систем ближняя зона определяется как локальная зона вокруг канала, где скорость воздуха слишком высока по сравнению с требованиями комфорта в помещении (в зависимости от категории помещения). Эта зона может быть больше, если подаваемый поток более холодного воздуха «стекает» вдоль стены, а не свободно распределяется в помещении (см. рис. 4). Хорошо спроектированная система не допускает попадание в занимаемую зону потоков со скоростью выше, чем это установлено санитарно-гигиеническими нормами.

Изображение применение текстильных каналов в системе вентиляцииРис. 4. «Занимаемая зона» – область с заданным микроклиматом

На рис. 5 показана типичная картина распределения потока в подвесной горизонтальной импульсной системе для сценариев A, B, C, D – отопления, вентиляции и двух сценариев охлаждения с разной охладительной нагрузкой на каждый метр воздуховода.

A: ΔT < 0 °C – подача нагретого воздуха приводит к тому, что приточный воздух «замыкается», и воздух образует тепловую подушку под самым потолком. Поэтому низкоимпульсные системы не подходят для обогрева.

B: ΔT = 0 °C – подача изотермического воздуха (с одинаковой температурой притока и в помещении) создает очень диффузный, ненаправленный характер потока. Однако часто требуется обеспечить движение воздуха в направлении занимаемой зоны. В этом случае можно рекомендовать увеличить скорость нагнетания до 0,4 – 0,5 м/с. Эта скорость – предел для систем, которые считаются низкоимпульсными. При скоростях подачи выше 0,50 м/с окружающий воздух в помещении начнет активно увлекаться вслед за приточными струями.

D: ΔT < 3 °C – подача слегка охлажденного воздуха создает характерный для низкоимпульсной вентиляции нисходящий поток. Приток с умеренной охлаждающей нагрузкой обычно не вызывает дискомфорта в ближней зоне даже для тех, кто сидит. Максимальная охлаждающая нагрузка, очевидно, зависит от расстояния от низкоимпульсного вентканала до занимаемой зоны. Максимальные охлаждающие нагрузки на погонный метр воздуховодов в зависимости от высоты помещения можно найти в техническом паспорте системы.

C: ΔT > 5 °C – по мере увеличения охлаждающей нагрузки на метр воздуховода картина потока под низкоимпульсными каналом меняется. Ближняя зона становится более узкой, что означает, что скорости вертикального потока воздуха и его температура под каналом могут вызвать дискомфорт. Подача сильно переохлажденного воздуха с охлаждающей нагрузкой более 700 Вт/м канала может использоваться, главным образом, только тогда, если нужно быстро охладить помещение, и на это время активного проветривания требования к комфорту незначительны. Этим способом можно подать очень большие объемы холодного воздуха, имея в виду при этом, что в это время распределение воздуха в помещении не будет идеальным на все 100%.

Изображение распределение потоков в системе вентиляции с текстильными воздуховодамиРис. 5. Распределение потоков в зависимости от разницы температур притока и в помещении

Рекомендованные параметры потока и охлаждающей нагрузки для низкоимпульсной текстильной вентиляции приводятся в таблице 1. Режимы B(1) и B(2) соответствуют режиму B по рис. 4 – подаче приточного воздуха примерно с такой же температурой, что и в помещении.

Изображение рекомендованная разница температур в системе вентиляцииТаблица 1. Рекомендованная разница температур и скорости притока для низкоимпульсных текстильных систем вентиляции помещения

Из-за высоких демпфирующих свойств воздухопроводы из текстиля шумят намного меньше металлических или пластиковых. Наибольшее поглощение акустического шума происходит именно в самом слышимом человеком среднечастотном диапазоне – от 400 до 2000 Гц – и затем шумопоглощение еще повышается вплоть до 10 кГц. Благодаря высоким звукопоглощающим свойствам текстильную вентиляцию сейчас активно применяют для модернизации систем вентиляции в концертных залах – такие вентканалы не создают дополнительных нежелательных шумов в помещении и даже несколько гасят внешние шумы.

Чтобы избежать явления «прохлопывания» текстильных труб важно соблюдать правило «наполненности» канала – т.е. приток и давление должны соответствовать диаметру канала. Канал должен быть под избыточным давлением, т.е. всегда быть слегка «раздутым». Обычное давление в текстильных трубопроводах не превышает 250 Па и находится в пределах 100 – 150 Па. Чтобы выровнять статическое давление по длине канала начальные участки (где воздух движется с более высокой скоростью) выполняют намного большего диаметра, чем на конечных (глухих) участках. Расчет при этом учитывает уменьшение площади стенок каналов, через которые проникает воздух, и падение давления от расхода воздуха.

Низкоимпульсный вентканал играет роль фильтра окончательной очистки воздуха. Таким образом, в помещение через текстильные системы всегда подается охлажденный воздух с высокой степенью защиты от взвешенных частиц пыли и пыльцы растений. Со временем текстильные каналы требуется очищать. Тогда элементы системы периодически снимают и подвергают влажной очистке, их попросту «стирают». Поскольку текстильные каналы намного дешевле металлических и пластиковых, и их легко и быстро монтировать, то для помещений, которые нуждаются в постоянном притоке охлажденного воздуха, имеют запасной комплект воздуховодов.
Вентиляция с текстильными воздухопроводами обладает еще одним важным свойством – это так называемая «экологичная вентиляция». Помимо присущего им экономного расходования энергии при эксплуатации, текстильные системы изготавливают из материалов с высокой пригодностью к вторичной переработке.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!



Оставьте комментарий

Telegram