A textil légcsatornák és légbevezető rendszerek korszerű felhasználási lehetőségei
2022. március 11. |
Dr. Goda Róbert egyetemi adjunktus |
|
0 |
Cikkünkben a BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Légtechnika laboratóriumában, a Columbus Klímaproject Kft. által forgalmazott és telepített PRIHODA textil légcsatornákat mutatjuk be, melyeken keresztül ismertetjük ezek szélesebb körű felhasználási lehetőségeit. A laboratóriumunkban felszerelt textil légbefúvók egyrészt kutatási célok megvalósításához alkalmazhatók, másrészt a mérnök hallgatók az egyetemi képzés fontos részét képező mérési gyakorlatok keretében ismerhetik meg a tervezés, méretezés, alkalmazás speciális ismereteit.
A PRIHODA textil légbevezetők méretezéséhez fejlesztett speciális Air Tailor tervezőszoftver segítségével tudományos alapossággal, gyorsan és pontosan megtervezhető bármilyen légbevezetési feladat. A szoftveres szimuláció végén kapott méretezési adatlap tartalmazza a nyomásveszteségek és a légáramlási sebességek számításait, az összes elosztóelem specifikációit és azok zajszintjének kiszámítását. Az eredményeket grafikusan, térbeli vetületként is megkapjuk, így a levegőeloszlás, légsebesség leépülés a legapróbb részletekig pontosan tervezhető. Ennek birtokában a gépész tervezők magabiztosan illeszthetik be a PRIHODA textil légbefúvókat az általuk tervezett komplex légtechnikai rendszerekbe.
A BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Légtechnika laboratóriumában kiépített szövet légcsatorna geometriai méretei (1. ábra) és beépítése (2. ábra) a következő ábrákon látható. 1. ábra Légtechnikai laboratóriumban elhelyezett szövet légcsatorna méretei
2. ábra Légtechnikai laboratórium mennyezete alá épített textil légcsatornák
A telepített légbevezetők egyike (2. ábra jobb oldalon) belső membrános kialakítású, azaz a textil légcsatornán belül egy membrán van, ami egy vékony, nem áteresztő szövetből készül. A membrán (3. ábra) vízszintesen, a légbefúvó közepébe van varrva, és az eleje egy szervomotorral állítható fülhöz van csatlakoztatva. Ily módon a membrán vagy az alsó, vagy a felső felét takarja a befúvó felületének a fűtési vagy hűtési üzemmódtól függően (teremhőmérsékletnél melegebb vagy hidegebb levegő befúvás). Fűtés esetén a befúvó felső fele van takarva, így a levegő lefele távozik, a sorban kiképzett nyílásokon (lyukasztás) keresztül. Hűtés esetén a befúvó alsó fele van takarva, így a levegő a felső palástfelületen át távozik a mikroperforációval ellátott szöveten keresztül, ami elárasztásos légbevezetést biztosít.
3. ábra Belső membrán kialakítása
A mérési gyakorlatok során a hallgatók beállítják a méretezési adatlap szerinti kiindulási paramétereket (befújt légmennyiség, hőmérséklet) és műszeres méréssel ellenőrzik a szimulációs szoftver szerinti kiadott légsebességeket a tartózkodási zóna különböző pontjain. A későbbi tervezői munkájuk során nagy segítségükre lesz az így szerzett tapasztalat, hogy a papíron kiszámolt, megtervezett légtechnikai rendszer valós körülmények között miként működik. A PRIHODA tervezőszoftverével készült légáramlás minták a 4. és 5. ábrán láthatók.
A 4. és 5. ábrán jól megfigyelhető a nyílásokból kilépő légsugarak áramvonalainak alakulása a befúvás és a környezet közötti hőmérsékletkülönbség hatására. Hűtési üzemmódban a légsugár félkúpszöge kisebb, mint izotermikus állapotban.
A Légtechnikai laboratóriumunkban található PRIHODA légcsatorna anyaga a rendelkezésre álló tanúsítványok szerint szerint kiváló eredménnyel megfelel az EN 13501-1 szabvány előírásainak. A PRIHODA textil anyag B-s1,d0. osztályzatot kapott (B: kiváló tűzállóság, S1: alacsony füstkibocsátás, d0: nincs olvadt, lángoló csepegés), ami meghaladja az USA-ban érvényes UL 723 normák követelményeit.
Textil légbevezető rendszerek általános felépítése és tulajdonságai
A szállított levegő (lásd a V pontot az 6. ábrán, amely a szállított légmennyiséget jelöli), amely egy adapteren keresztül lép be a diffúzorba (szövet légcsatorna), a következő módok egyikén léphet ki onnan (1. ábra): A – egy kimeneti végen, ahonnan a levegő egy másik rendszerbe áramlik tovább; B – mikro-perforációkon át, melyek 0,2 mm-es, vagy 0,4 mm-es, lézerrel vágott nyílások a szövetben; C – perforációkon át – 4 mm átmérőnél nagyobb lézerrel vágott nyílások; D – kis szövetfúvókákon keresztül; E – nagy szövetfúvókákon keresztül; F – adapteren/kimeneti csőkötésen keresztül, a levegő egy másik rendszerbe áramlik tovább.
6. ábra – a szövet légcsatornák felépítése.
Általánosságban igaz, hogy: V = A + B + C + D + E + F. Természetesen az A, B, C, D, E, F bizonyos értékei lehetnek nullák.
A levegőellátás szövet diffúzorok segítségével történik adott átmérőjű, lézeres technológiával vágott perforációkon keresztül, melyek bárhol elhelyezhetők a palástfelület mentén. Mivel ezek a nyílások változó méretben és elrendezéssel is kialakíthatók, így meglehetősen változatos légbefúvás valósítható meg. Gyakorlatilag minden legyártott textil légbevezető egyedi kialakítású, speciálisan a tervező által kért paraméterek szerint kialakítva.
Lehetőség van alacsony sebességű befúvásra és sugár légvezetés alkalmazására is. Jellemzően a 0,2 vagy 0,4 mm átmérőjű nyílások (mikro-perforációk) főleg alacsony sebességű levegő elosztás biztosításához ajánlottak. A 4 mm, vagy annál nagyobb átmérőjű nyílások (perforációk) pedig a célzott sugárszellőzés megvalósítását teszik lehetővé (7. ábra).
7. ábra – a különböző méretű perforációk eltérő áramlási képet hoznak létre.
A légcsatornában kialakuló áramlási sebesség többségében azonos a hagyományos légcsatorna hálózatokban megengedett sebességhez (gerincben maximum 6-8 m/s; ágvezetékben 4-6 m/s; mellékágban pedig 2-3 m/s). A vezetéken belüli maximális sebességet az alkalmazási helyen maximálisan elfogadható aerodinamikai zaj határozza meg. A megengedhető legnagyobb légsebesség mértéke elsősorban akusztikai és áramlástechnikai jellemzők függvénye.
A hagyományos, horganyzott acélból készített légcsatornák keresztmetszetüket tekintve lehetnek kör, valamint négyszög formájúak. Mindegyik kialakításnak megvannak az előnyei, hátrányai. Közös tulajdonságként azonban leírható, hogy a tömegük jóval nagyobb például a szövetből készített légcsatornáknál, ezért szállításuk, szerelésük is több időt és energiát vesz igénybe, mint szövet társaiké. Ezen kívül a szövet egyik óriási előnye a horganyzott acéllemez csatornákhoz képest az, hogy nyugalmi állapotban (amikor nem történik bennük áramlás) kisebb helyet foglalnak el. Ez nagy előny például szállításkor.
A szövet légcsatornák tisztítása jóval egyszerűbb, mint a hagyományos rendszereké, hiszen a szövet légcsatorna könnyen leszerelhető és tisztítható, mosható akár hagyományos mosógépben is, és felszerelés után az új állapotával megegyező tisztaságú lesz. Ez egy hagyományos lemez légcsatorna rendszer esetén sohasem valósulhat meg.
A légcsatorna áramlási keresztmetszete jelentős hatással van a légtechnikai rendszer üzemeltetésére és hatékonyságára. A szövet légcsatornák a gyakorlatban az alábbi keresztmetszetben gyárthatók, melyek nagyfokú rugalmasságot és alkalmazkodást engednek a tervezőknek, egy adott tér légellátását illetően:
kör;
félkör;
negyedkör;
körszelet;
körcikk;
A textil légcsatornák előállítása és szerelése jóval kisebb ökolábnyomot hagy maga után, hiszen gyártásuk, szállításuk és telepítésük sokkal kevesebb energiát igényel, mint amennyi a nehéz hagyományos, merev rendszerek esetében szükséges. Számos gyártó (mint például a PRIHODA) szövet légcsatornái részben újra felhasznált anyagból (pl.: PET palack) készülnek.
A korszerű belsőépítészeti elvárásoknak megfelelően nem elhanyagolható szempont a légcsatorna hálózat esztétikája, illeszkedése a belső környezethez. A textil légcsatornák nagy előnye a horganyzott acéllemez kivitelhez képest az, hogy különféle szín- és alakváltozatokban elérhetők a megrendelők igényeinek megfelelően.
Dr. Goda Róbert egyetemi adjunktus Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
Irodalom:
V. V. Agafonova; A. P. Skibin; V. Y. Volkov: Modeling of Air Distribution in an Office Building Using Microperforated Textile Air DuctIOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1079 (2021). Prihoda műszaki katalógus: textil légcsatornák és légelosztó rendszerek. Web: https://www.prihoda.com/ Nielsen P. V. 2007 Comparison between different air distribution systems Aalborg University and International Centre for Indoor Environment and Energy (Denmark 11) p. Rymarov A. G.; Agafonova V. V. 2015 Research for potential application of textile air ducts in ventilation systems Natural and Technical Sciences 2 pp 141-143. Chen F.; Chen H.; Xie J.; et al. 2011: Air distribution in room ventilated by fabric air dispersion system Building and Environment 46 (11) pp 2121–2129.
