Воздухораспределители

Воздухораспределитель представляет собой устройство, через которое воздух из приточного воздуховода поступает в помещение. По геометрической форме струи могут быть: компактными, плоскими, веерными (как разновидность последних — неполные веерные и конические). Компактные струи образуются при выпуске воздуха из цилиндрических труб, души-рующих патрубков, круглых и прямоугольных отверстий, как открытых, так и затененных решетками, перфорированными листами и тому подобными устройствами.

Плоские струи формируются при истечении воздуха из щелевых каналов воздушных завес, воздуховодов активной раздачи, прямоугольных вытянутых отверстий, как открытых, так и закрытых решетками, перфорированными листами.

Веерные струи образуются при раздаче воздуха через насадки с плоским диском, установленным поперек потока, через одно-дисковые и многодиффузорные плафоны в том числе и с закручивающими устройствами.

Неполные веерные струи (как одна из разновидностей веерных струй) формируются при выпуске воздуха через решетки с расходящимися под некоторым углом лопатками. Такая струя также постепенно трансформируется в компактную.

Конические струи (также относятся к веерным) создаются при выпуске воздуха через насадки с конусом или плафоны в виде диффузоров с установленным в них плоским отражательным диском. При угле расширения на истечении менее 120° полная коническая струя имеет тенденцию к смыканию, постепенно превращаясь в компактную.

Компактные и плоские струи считаются прямоточными, если в них векторы скорости на истечении параллельны между собой. Они имеют сравнительно небольшой угол расши- рения. Векторы скорости на истечении в этих струях расходятся под некоторым углом друг к другу — Эти струи называют рассеянными.

Струи, которым с помощью установленного на выходе закручивающего устройства придается вращательное движение считаются закрученными. В таких струях, кроме векторов поступательного движения, имеются векторы вращательного движения. Закрученные струи также бывают компактные и конические.

У закрученных струй большая степень интенсивности перемешивания, поэтому падение скорости и избыточной температуры воздуха в них происходит на меньшем расстоянии от воздухораспределителя, чем в прямоточных.

При распространении прямоточной струи вблизи ограждения образуется настилающаяся струя, «дальнобойность» которой больше, чем свободной.

Устройства воздухоудаления представляют собой приемные отверстия вытяжного и рециркуляционного воздуха, оборудованные решетками, перфорированными панелями и другими сетевыми элементами.

При всасывании в устройство воздухоудаления воздух поступает со всех сторон. Закономерности течения воздуха в этом случае зависят от формы отверстия: у круглого отверстия с острыми кромками уже на расстоянии одного диаметра, скорость воздуха составляет всего 5% от скорости в центре отверстия, а у прямоугольного отверстия с соотношением сторон: 1:10 на расстоянии, равном ширине щели, скорость составляет 20% от скорости ее в центре. Однако в любом случае, по мере удаления от устройства воздухоудаления, скорость воздуха затухает быстрее, чем у приточной струи.

По конструктивному исполнению воздухораспределители и устройства воздухоудаления весьма разнообразны: решетки, плафоны, сопла, перфорированные панели и воздуховоды, панели с форсунками, направляющими струю, различного рода насадки, например вихревые, для подачи в рабочую зону с малыми скоростями и др.

Рассмотрим наиболее распространенные конструкции воздухораспределителей и устройств воздухоудаления.

Решетки могут быть приточными и вытяжными. Те и другие бывают регулируемыми и нерегулируемыми; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические (чаще стальные или алюминиевые) или пластмассовые; с декоративным оформлением или без него; различных расцветок и размеров; с направлением потока приточного (или с забором удаляемого) воздуха в одну, две, три или четыре стороны. Специальные модификации решеток предназначаются для работы во влажных и агрессивных средах (в бассейнах, производственных помещениях).

В зависимости от конструкции решетки создают компактные, плоские, неполные веерные или иные типы струи.

Регулирующие устройства приточных решеток представляют собой следующие виды регуляторов:

регулятор расхода (как правило, многос творчатый клапан);
регулятор характеристик струи (от ком пактной до неполной веерной);
регулятор направления (ряд специальных жалюзи, открывающихся в опреде ленном направлении).

Причем, если воздухораспределитель снабжен больше чем одним из приведенных регуляторов, то регулирующие устройства устанавливаются обычно в том же порядке по ходу воздуха, в каком они перечислены выше. Вытяжные решетки также могут иметь регуляторы расхода и направления.

Некоторые конструкции решеток являются универсальными и применяются как в приточных, так и в вытяжных системах.

Устанавливаются решетки приточных и вытяжных устройств чаще на стенах выше обслуживаемой зоны. В то же время они могут быть специально предназначенными для установки в потолке (для вытяжки, притока или универсальные), либо для напольной раздачи или удаления воздуха.

Приточные решетки: а - для застенной установки; б - для потолочной установки

Вытяжные решетки: а - для настенной установки; б - для потолочной установки

Существуют также переточные решетки, предназначенные для перетока воздуха из одного помещения в другое.

Переточные решетки: а - для установки в двери толщиной до 45 мм; б - для установки в стене любой толщины.

Переточные решетки обычно выполняются из пластмассы и могут быть настенные или дверные, различных цветов, звуко- и светонепроницаемые. Крепление решеток может быть на винтах или на специальных зажимах.

Щелевые воздухораспределители создают плоские струи. По сравнению с решетками, при одинаковой площади выпуска воздуха, щелевые воздухораспределители формируют струю с большей дальнобойностью. Плоская на истечении струя на расстоянии, равном 6L (L — размер длинной стороны щелевого распределителя), трансформируется в круглую, и ее течение подчиняется законам осессиметричных струй.

Щелевые воздухораспределители бывают приточные и вытяжные, нерегулируемые и с регулированием расхода и направления выпуска воздуха, а также стальные, алюминиевые, иногда пластмассовые. Они предназначаются для настенной, потолочной и напольной установки. Некоторые типы щелевых воздухораспределителей показаны на рисунке.

Щелевые воздухораспределители: а - регулируемый приточный для установки на потолке; б - для настенного и потолочного крепления с регулированием направления приточной струи

Плафонами, как правило, называют воздухораспределители, предназначенные для размещения на потолке и создающие веерные или конические струи. Иногда используют плафоны для настенной и напольной установки. По конструкции плафоны могут быть дисковыми и многодиффузорными.

Дисковые плафоны имеют плоский диск, оставляющий между собой и корпусом воздухораспределителя кольцевую щель, через которую истекает рассеянная коническая струя. Многодиффузорные плафоны состоят из ряда конусов с увеличивающимися ди- аметрами. Они одновременно могут создавать веерные струи, настилающиеся на потолок и осесимметричная струя, обладая малой дальнобойностью, размывается уже на расстоянии, равном двум-четырем диаметрам патрубка.

Плафоны могут быть приточные и вытяжные, а также универсальные, регулируемые и нерегулируемые; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические или пластмассовые; различных расцветок и размеров.

Приточные плафоны: а -дисковый регулируемый как по расходу воздуха, так и по форме струи (от горизонтальной, настилающейся на потолок, до практически вертикальной компактной); б - многодифузорный регулируемый; в - дисковый для настенной установки

Вытяжные плафоны: а - дисковый нерегулируемый; б - дисковый регулируемый; в - дисковый для бань и саун

Дисковые и многодиффузорные плафоны могут иметь регуляторы расхода воздуха и характеристик струи.

Выпускаются также приточные плафоны с закруткой потока.

Наиболее распространенной является конструкция, в которой выпуск воздуха осуществляется через неподвижные лопасти или вращаемые потоком воздуха. Причем поворот лопастей к потоку может быть регулируемый или нерегулируемый.

При выпуске воздуха через воздухораспределитель такой конструкции образуется свободно закрученная струя, характеризующаяся быстрым падением скоростей (быстрой ассимиляцией).

Воздухораспределители с закруткой потока выполняются из металла или пластика и могут иметь не только круглую, но и квадратную форму, в основном для потолочной установки.

Приточные плафоны с закруткой воздушного потока: а - круглый плафон с неподвижными лопастями; б - квадратный плафон с поворачивающимися лопастями; в - плафон с вращающимся ротором

Насадки с форсунками состоят из воздухораспределительной панели и камеры постоянного давления, через которую подводится приточный воздух.

На воздухораспределительной панели определенным образом располагаются форсунки, через которые воздух подается в помещение отдельными закрученными струями. Форсунки могут поворачиваться на 360°, поэтому направление каждой струи может быть отрегулировано в отдельности.

Приточные насадки, снабженные воз духораспределительной панелью с форсунка ми, разнообразны по _^т^ форме. Они бывают круглые, квадратные и «линейные». Плотность расположения форсунок на панели также моыжет быть различная.

Приточные насадки с форсунками: а - квадратной формы с радиальным расположением форсунок; б - квадратной формы с рядным расположением форсунок; в - "линейная" насадка с двумя рядами форсунок

Сопловые воздухораспределители предназначены для раздачи воздуха с высокими скоростями истечения (до 30-40 м/с).

Сопловый воздухораспределитель

При использовании системы воздухораздачи с направляющими соплами воздух подается основными и направляющими струями. Основные компактные струи создаются небольшим числом обычных воздухораспределительных решеток, через которые 70-90% всего подаваемого воздуха выпускается с малой начальной скоростью (до 4 м/с).

Дополнительные горизонтальные и вертикальные (или только горизонтальные) конические сопла, расположенные вдоль оси основной струи, создают дополнительные направляющие струи, имеющие большую начальную скорость.

Горизонтальные направляющие струи сообщают дополнительные импульсы основным струям, чем увеличивают длину зоны эффективного действия системы по сравнению с сосредоточенной подачей, а также компенсируют воздействие вертикальных направляющих струй на основные струи.

Перфорированный воздухораспределитель - один из видов воздухораспределителя, представляющий собой панель с перфорацией или воздуховод круглого или прямоугольного сечения с небольшими отверстиями (перфорацией) в стенках, расположенными в несколько рядов.

Перфорированный воздухораспределитель

При применении перфорированных воздухораспределителей говорят не о струе, а о воздушном потоке, хотя перфорированные воздуховоды круглого и прямоугольного сечения могут формировать плоские на истечении струи.

С помощью перфорированного воздухораспределителя создаются хорошо проветриваемые отдельные зоны в помещении. Для этого перфорированные панель или воздуховод размещают непосредственно над рабочим местом таким образом, что оно оказывается «затопленным» значительными объемами приточного воздуха без активного перемешивания с окружающим воздухом.

Широкое применение перфорированные воздухораспределители получили в общественных зданиях, в помещениях малой высоты, так как позволяют обеспечить небольшие скорости воздуха в обслуживаемой зоне при большой кратности воздухообмена.

Основной характеристикой перфорированного воздухораспределителя является коэффициент живого сечения, то есть отношение площади отверстий ко всей площади поверхности, на которой они размещены. Чем больше коэффициент, тем быстрее «затухает» струя.

При раздаче воздуха через перфорированные панели и перфорированные воздуховоды удаление воздуха из помещения возможно как из рабочей зоны, так и из верхней зоны.

Для удаления воздуха выпускаются перфорированные решетки, которые состоят из перфорированной стальной пластины, укрепленной на алюминиевой раме. Перфорированные решетки могут иметь клапаны регулирования расхода воздуха.

Перфорированная решетка

Насадки для подачи воздуха в рабочую зону представляют собой класс низкоскоростных (менее 0,2 м/с) воздухораспределителей для создания малотурбулентного потока. Они применяются в схемах воздухораспреде-ления типа «displacement ventilation» (вентиляция вытеснением).

Такой метод основан на использовании естественных конвективных потоков, восходящих от тепловых источников (в том числе от людей) в помещении. Чистый приточный воздух, раздаваемый в помещении низкоскоростными воздухораспределителями, затапливает рабочую зону помещения, вытесняя нагретый загрязненный воздух в верхнюю зону помещения, откуда он удаляется через обычные вытяжные устройства.

Воздухораспределитель состоит из перфорированной наружной стальной облицовки и примыкающей к ней вплотную изнутри ячеистой проставки с размером отдельной сотовой ячейки 20 х 20 или 25 х 25 мм и глубиной 100-150 мм. Подвод воздуха осуществляется через камеру постоянного давления сбоку или сверху по отношению к перфорированной панели.

Воздухораспределители данного типа устанавливаются в нижней части помещения от уровня пола по периметру помещения. Из имеющихся разнообразных по форме воздухораспределителей можно подобрать такие, чтобы внешний вид устройства хорошо сочетался с интерьером помещения.

Применение насадок для подачи воздуха в рабочую зону по схеме «вентиляция вытеснением» рекомендуется в торговых залах магазинов, аудиториях, спортивных залах, кухнях, учреждениях, лабораториях и различного рода производственных помещениях без вредных выделений.

Воздухораспределители с очисткой воздуха используются в «чистых помещениях». Рассмотрим их более подробно на примере потолочного воздухораспределителя с фильтром.

Воздухораспределитель CGF

Областью применения воздухораспределителя являются реанимационные помещения, операционные залы больниц, палаты для недоношенных детей роддомов; в фармацевтической, электронной, оптической, пищевой промышленности.

Скорость подачи воздуха через фронтальное сечение воздухораспределителя колеблется от 0,15 до 0,45 м/с.

Воздухораспределитель может быть установлен на индивидуальном каркасе или встроен в подвесной потолок. Высота аппарата, в зависимости от модификаций, изменяется от 180 до 495 мм.

Воздухораспределитель CGF производится в десяти модификациях, каждая из которых, в свою очередь, имеет пять типоразмеров и одиннадцать различных по профилю решеток. В воздухораспределитель может быть вмонтирован отключающий герметичный клапан, позволяющий провести замену воздушного фильтра без остановки кондиционера. Размеры плафона — от 318 x 318 до 623 х 623 мм квадратного и прямоугольного сечения, причем плафоны могут устанав- ливаться соединенными в блоки по несколько штук.

Распределительная решетка CGF может быть выполнена в виде перфорированного листа, регулируемых жалюзи и нерегулируемой турбулизирующей решетки.

Воздушный фильтр, вмонтированный в воздухораспределитель, обеспечивает очистку воздуха в классе EU12. Он удерживает твердые и жидкие аэрозоли, биологические частицы (например, бактерии), содержащиеся в приточном воздухе, и, кроме того, он устойчив к дезинфицирующим средствам в форме аэрозолей (пастерилу, формальдегиду и др.).

Герметичность воздушного фильтра в воздухораспределителе контролируется с помощью специального датчика. Имеются также встроенные датчики перепада давления на фильтре. Фильтр подбирается по расходу воздуха.

В воздушный тракт кондиционера, работающего на чистую комнату, до воздухораспределителей целесообразно включить предварительную двухступенчатую очистку воздуха класса EU4 и EU7. Для этого рекомендуется использовать фильтры карманного типа с большой площадью фильтрации.